Устройство для подсчета количества объектов

 

Изобретение относится к автоматике и ,-ЙШ телевизионному анализу изображений,в частносчи к устройствам для подсчета количества объектов в поле зрения телевизионного датчика, и может быть использовано для прижизненного морфометрическопэ анализа биологических объектов, Цель изобретения - повышение скорости счета объектов. Устройство содержит носитель 1 информации , телевизионный датчик 2, блок 3 квантования , индикатор 4, блоки 12, 20, 22 памяти, распределитель 17 импульсов, блок 23 сравнения , блок 24 управления, счетчик 25 объектов , регистратор 44, формирователь 45 адреса, программный блок 46. Использование следящей матрицы приводит к уменьшению числа шагов обхода по контуру. 2 з п.ф-лы, 10 ил,, 1 табл

СОВХОЗ СОРЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

IsI)s 6 06 M 11/02

I ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГ1 ИСАИ И Е ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4813092/24 (22) 10,04.90 (46) 23.08,92, Бюл. ¹ 31 (71) Опытное производство Института проблем онкологии им. P.E.Kàâåöêîãî (72) М.Я.Гольдштейн и Б,I".×óäíoEIcêèé (56) Гуглин И.Н, К вопросу применения специальных разверток в автоматических анализаторах совокупйости микрообъектов,/

Г1од ред, А.Я.Хесина. — В кн.: Автоматизация анализа цитологических препаратов, — Рига:

Винатне, 1975, с,134-143.

Авторское свидетельство СССР

¹ 951347; кл. 6 06 M 11/00, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике и

„„5Ц „„1756912 Al телевизионному анализу изображений, в частности K устройствам для подсчета количества объектов в поле зрения телевизионного датчика, и может быть использовано для прижизненного морфометрического анализа биологических объектов, Цель изобретения — повышение скорости счета обьектов.

Устройство содержит носитель 1 информацил, телевизионный датчик 2, блок 3 квантования, индикатор 4, блоки 12, 20, 22 памяти, распределитель 17 импульсов, блок 23 сравнения. блок 24 управления, счетчик 25 объектов, регистратор 44, формирователь 45 адреса, программный блок 46, Использова- ние следящей матрицы приводйт к уменьшению числа шагов обхода по контуру, 2 з,п.ф-лы, 10 ил„1 табл (Л

О

I M, >

175б912

Изобретение относится к автоматике и телевизионному анализу изображений, в частности к устройствам для подсчета количества объектов в поле зрения телегизионного датчика, и может быть использовано 5 для прижизненного морфометричзскаго анализа бйологических обьектав.

Известно устройство для подсчета количества обьектсв, содержащее носитель информации, оптически связанный с 10 датчиком, блок квантования, два блока па" мятй, индикатор, распределитель импульсов и блок регистрации.

Недостатком данного устрой"тва является наличие двух типов телевизионных си- 15 стем, невозможйасть анализа объектов сложной формы, стлрание информации из памяти при ее считывании, Наиболее близким техническим решенйем к предлагаемому является устройства, 20 содержащее носитель информации, оптически связанный с телевизионным датчиком. выходы которого подключены к первому входу распределителя импульсов и входу блока квантования, выходы которого соеди- 25 нены с первым входом первого блока памяти, второй выход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, первый и второй выходы пеавого блока памяти подключены соответственно к пер- 30

-вым входам регистратора и индикатора, второй Bxop KGTopofo соединен выходом блока квантования. Кроме того, в устройстве имеются логический блок и второй блок памяти, входы которого сссдинены 35 с третьим выходам первого бла;а памяти и с первым вйходсм логического блока, а выход с вторыM входом распределителя импульсов, третий вход которого подключен ко второму выходу логического блока, третий 40 выход которого соединен с вторым входам регистратора, а вход логического блока подключен к четвертому выходу первого блока памяти. Кроме того. логический блок содержит блок управления, блок сравнения, счет- 45 чик и блок памяти, который coeäèíeí с блоком сравнения, выход которого подключен к входу блока управления, первый выход которого подключен к счетчику, входы блока сравнения, счетчика и блока памяти саеди- 50 нены с выходами логического блока, вход которого подключен ка второму выходу блока управления, Недостаткам извечтного устройства является его относительна низкое быстрадей- 55 ствие при обходах подсчитываемых объектов по контуру, вызванное несбхсдиMocTblo осуществлять выбор от 2 до 3 адресов памяти на каждую единицу периметра обходимаго пс контуру сбьекта, Целью изобретения является повышение скорости счета объектов.

В устройство для подсчета количества обьектов введены формирователь адреса и программный блок, выход которого соединен с первым входом формирователя адреса. выход которого подключен к третьему входу nepeoro блока памяти и ко второму входу второго блока памяти, второй выход распределителя импульсов соединен с вторым входом формирователя адреса, третий выход с первым входом программного блока, с третьим и четвертыми входами блока формирования режима поиска обьекта, четBBpTbtA выход которого подключен к второму входу программногс блока, При атом, блок фоомирования режима поиска содержит блок управления, блок сравнения, блок памяти и счет-гик объектов, выход которого является третьим выходом блока формирования режимов поиска об ;е.-, з, первый выход блока сравнения подключен к первому входу блока управления, первый выход катарага соединен с входом счетчика объектов, второй, третий и четвертый выходы блока управления явля стся соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока формирования режима поиска объекта;, третьим входом которого является второй вход блока управления, первый и второй входы блока управления являются соответственно первым и вторым входами блоками формирования режима поиска объекта, выход блока памяти подкл очен к третьему входу блока сравнения, второй выход которого соединен с первым входам блока памяти, второй вход которого объединен с четвертым входом блока сравнения и является четвертым входом блока формирования режима поиска объекта, Блок управления содержит регистр, счетчик и матрицу состояний, первый и BTQ рай входы которой являются соответственно первым и вторым входами блока управления, выход матрицы состояний соединен с первым входом регистра, четвертый выход которого является четвертым входом блока управления и подключен к первому входу счетчика и четвертому входу матрицы состояний, третий вход которой ссядинсн с выходом счетчика, вторые входы регистра, счетчика и матрицы состояний объединены и являются вторым входом блока управления, первыи, второй и третий выходы регистра являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока управления, На фиг,1 прсдставлена структ урная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока упаавления; на фиг.3 — функциональ1756912 ная с,.ема блока управления, на фиг.4-. ал- входом 51 первого блока 12 памяти и с пергоритм работы блока управления, на фиг.5- вым вхолом 52 второго блока 20 памяти, а таблица матрицы состояний (узла ПЗУ) бло- первый вход 53 программного бло",à 46 пока управленйя; на фиг.6 — алгоритм работы ключен к второму выходу 54 блока 24 управблока формировани-> режима поиска обьек- 5 ления, та при обходе по контуру обьекта, на фиг.7 Бло«24 управления (Фиг,2) выполнен из — адресное гространство первого и второго матрицы 55 состояйий, регистра 56 и счетблоков памяти и пример расположения сле- чика 57, выхоц которого соединен с третьим дящей матрицы; на фиг.8 — функциональная входом 58 матрицы 55 состояний, выход косхема програгимного блока; на фиг.9 — фун- 10 торой соединен с первым входом 59 регисткциональная схе.,э блока формирователя ра 56, выходы 60 — 63 которого являются адреса:, на фиг.10 — структурная схема блока соответственно первым 29, вторым 54, сравнения. третьим . и, четвертым 43 выходами блока

" у

Устройство содержит носитель 1 инфор- 24 управления, причем второй выход 61 емации, оптически связанный стелевизион- 15 гистга 56 подключей к первом . 64 первому входу " ным датчиком 2, выход которого подключен счетчика 57 и четвертом BxQ 65 мат и ы к посл Р (,.дов ельно соединенным блоку 3 55 состояний, первый 66 и второй 67 входы квантования и инди,BTGpó4, подключенные которой являются соответственно первым через соответствующие первые входы 5 — 7 и 28 и вторым 35 входами блока 24 управлевыходы 8 и 9, Второй вход 10 индикатора 4 20 ния, а второй вход 67 матрицы 55 состояний подключен к первому выходу 11 первого подключен квторомувходу68регистра56и блока 12 памяти, второй вход 13 которого K второму входу 69 счетчика 57. соединен с вторым выходом14 блока 3 кван- Блок 45 адреса(фиг,9) содержитдве схетования. Второй выход 15 блока телевизи- мы 70 с функцией 2И-ИЛИ, счетчики 71 — 74 онного датчика 2 подкл очен к первому 25 текущих номеров строки 2, а также текущих входу 16 распределителя 17 импульсов, тре- номеров столбца 1 и столбца 2 следящей тий гыход 18 которого соединен с третьим матрицы, входом l9 первого блока,2 памяти, Кроме Блок 23 сравнения {фиг.10) содержит того, устройство содержит второй блок 20 блок 75 идентификации контура. блок 76 памяти и блок 21 формирования режима 30 идентификации номера состояния следяпоиска обьекта, включающий последова- щей матрицы и блок 77 сравнения коордительно соединенные блок 22 памяти, блок нат. Первые входы 78 — 80 этих блоков

23 сравнения, блок 24 управления и счетчик подключены к третьему вход 40 б 23. лака о о ьектов, подключенные через соответ- Третьи входы 81 — 83 этих блоков подключествующие первые входы и выходы 26-30, 35 ны к второму входу 34 блока 23. Вторые второй выход 31 блока 23 сравнения соеди- входы 84 и 85 блока 76 идентификации нонен с первым входом 32 блока 22 памяти, мера состояния следящей матрицы и блока второй вход 33 которого и вторые входы 34 77 сравнения координат соединены с пери 35 блока 23 сравнения и блока 24 управ- вым входом 26 блока 23. Второл вход 86 ления подключены к второму выходу 36 рас- 40 блока 75 соединен с четвертым входом 41 пределителя 17 импульсов. Третий выход37 блока 23. Выходы 87 и 88 блоков 75 и 76, а блока 4 управления соединен с вторым также первый выход 89 блока 77 подключевходом 38 распределителя l7 импульсов, ны к первому выходу 27 блока 23. Второй второй выход 39 первого блока 12 памяти выход 90 блока 77 соединен с вторым выхоподкл.очен к третьему вхоцу 40 блока 23 45 дом 31 блока 23, сравнения, четвертый вход 41 ко орого соединен с выходом второго блока 20 памяти, Устройство работает следующим обравторой вход 42 которого поцключен к чет- зом. всртому выходу 43 блока 24 управления, Сигналы от объектов, проходящие через выход счетчика 25 обьектов подключен к 50 носитель 1 информации, поступают на вход

5 телевизионного датчика 2, где преобразу роме этого, в устройство введены фор- ются в последовательность электрическ1: мирователь 45 адреса и программный блок импульсов различной амплитуды, С выхода

46, второй вход 47 которого соединен с вто- телевизионного датчика 2 эта последоварым выходом 36 распредели-еля 17 импуль- 55 тельность импульсов поступает на вход 6 сов, первый выход 48 которого подключен к блока 3 квантования. В блоке 3 квантования первомувходу49формирователя45адреса, происходит выделение видеосигналов завторой вход 50 которого соединен с выхо-. данной амплитуцы, которые с выхода 9 подом программногоблока46,авыходформи- ступают на вход 7 индикатора 4 для их рователя 45 адреса соединен с первым видеоконтроля.

«с -"

)<, 50

При подсчете количества обьектов в, стройстве происходят следующие последовательные циклы работы; запись одного кадра изображения в первый блок ." Памяти; пОиск Обьектя; обход по контуру Ооьектя.

Синхроимпульсы строк и кадров с выхода 15 телевизионного датчика 2 поступают на вход 16 распределителя 17 импульсов.

Тактирование всех систем устройства и роИСХОДИТ СИГНЯЛЭМИ, ПОСТУПЯЮЩИМИ С ЭЫХОда 36 распределителя 17 импульсов, При записи ОднОГО кадра иэоора>к8ния инфоомяция поступает с ВыхОдя l4 блока 3 квантования на вход 13 первого блока 12 памяти, Сигнал записи посту.-,ает с выхода 37 блока

24 управления через вход 38 и выход 18 распределителя 17 импульсов на вход 10 первого блока 12 памятл. Порядок поступления адресов ячеек на первый и второй блоки памяти в оазличных циклах работы устройства определяется управляющими сигналами, которые последовательно г<оступают с выхода 54 блока 24 управления на вход 53 программного блока 46, с выхода которого — на вход 50 формирователя 45 адреса, а с выхода которого — на входы 5 и

52 первого блока 12 памяти и .- торого блока

20 памяти соответственн з.

С выхода 36 распоеделителя 17 импульсов на вход 35 блока 24 управления поступает сигнал о том, что з"=-r::èñü кадра закончена и устройство переходит в режлм поиска объектов. При этом блок 24 управления включает в программном блоке,6 программу формирования следящей матрицы, По этой программе формироват ля 45 ядре" ся ня каждый импульс тактовой частоты формирует адреса следящей матрицы четырех рядов расположенных ячеек первого и второго блоков памяти, Формирователь 45 ="дреса представляет собой счетчики текущих но <еров строки

1 и строки 2, а также текущих номеров стол-бца 1 и столбца 2 следящей матрицы, Текущие номера — зто номера строк и столбцов. образующих адресное пространство первого и второго 20 блоков памяти, Из номеров этих строк и столбцов соответственно компонуются адреса ячеек

1,2,3,4, составля,ощих следящую матрицу (фиг,7), По сигналу Йачальной установки B счетчиках строки 1 и столбца 1 устанавли вается номер, равный "0", а в счетчиках строки

2 и столбца 2 — номер, равный "1", т.е, первый Naf программы соответствует формированию адресов первой и второй ячее.< памяти первой строки, первой и второй яче8к памяти втОрОй строки. (4нформация, считываемая одновременно из Всех четырех ячеек памяти, поступает с выхода 39 первоro блока 12 памяти на вход 40 блока 23 сравнения и свыхода втор,ого блока 20 памяти на вход 41 блока 23 сравнения, В блоке 23 (фиг,10) сигналы состояния текущей следящей матр1лць лз г:ервого блока 12 памяти поступают на вход (9 блока 76 идентификац,ли номера состояния, а на вход

84 ff !a;ffT s блока 22 r. oc >хные эярланты состояния информации в следящей мятрице.. Гекущая матрица сравнивается с возможными вариантами. В

peBynB la r.—. На Bbfxop, 88 Gnof

27 блока 23 поступает номер состояния текушей матрицы э соответствии с таблицей. !

4нформяция о результате сравнения с выхода 27 блпка 23 сравнения пост; пает на гход 28 блока 24 управления, При состоянии 1 матриЦы <табл,1) Осуществляется с;<анирование адресного rfpoстрянсTBa пер <ого блока 12 памяти.

Сканирование г роисходит . э том случае, если э первом блоке l2 памяти возникает состояние ОтличнОе О г состояния 1, но Во втором блоке 20 памяти в соответствующем месте зal! есеН элемент контура Обьекта, т.е, обнаруженный обьект уже учтен, Если же в первом блоке 12 памяти обнаружива1отся матрицы с состоянием, стличным от состояния 1. з Во втором блоке 20 памятл состояние 1 соответствующей матрицы, То устройс"эо переходит в режим обхода по

КОНТУОУ.

3ти сравнения происходят в блоке 75 идентификации контура. При этом в блоке

22 памяти фиксируются координаты начала обхода по контуру (с выхода 90 блока 77 сравне.-:ля координат "! с выхода 31 блока

23), а следящая матрица на каждый импульс тактовой частоты перемещается вдоль контура изображения объекта э соответстэли с

anrGpf!Trio÷, указанным в табл,1, В пООЦесс8 061<0«да элемента контура, Обнаруженные следящей матрицей в первом блоке 12 illa" мяти, заносятся с выхода 43 блока 24 управления -,ерез вход 42 Во второй блок 20 пЯмяти. Обход по контуру завершается, когда с Bblxopа 27 блока 23 cf«BBHBHHrf Ha вход 28 блока 24 управления оступает сигнал о совпадении, координат текуще<л следя щей матрицы с координатами ня .ала обхода по контуру.

Сравнение происходит в блске 77 сравнения координат, на вход 80 которого с Входом 40 поступает адрес текущей следящей матриць:, а на вход 85 из блока 22 поступают нячяльн,le кооодиняты Обходя по контуру, Пример об:<ода обьекта по контуру показан на фи;,6, где об ектом является заштрихоэанная часть фигурь; клетки, пронумерованные 1,2,3.,4, сос;авляют сле1756912 дяшую матрицу:. стрелка указывает направ- входом второго блока памяти, выход котороление смещ ния следящей матрицы на сле- го подключен к второму входу блока формидующем шаге: начало сканирования (а), рования режима поиска обьекта, второй начало обхода по контуру (б): обход по кон- выход которого соедйнен с вторым входом туру(в-а), конец обхода по контуру(к). 5 распределителя импульсов, третий выхо

Уст ройство опять переходит в режим блока формирования режима поиска обьеквыход поиска объектов, а на выходе 29 блока 24 та подключен к входу регистратора, о т л иуправления возникает сигйал на инкремент ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышсния

ЗО счетчика ь . количества.обьектов, поступающий на вход скорости счета объектов в него в е е введены

10 формирователь адреса и программный

Вновь обнаруженным объектом будет блок, выход которого соединен с первым тот, контур которого еще не вписан во вто- входом формирователя адреса, выход которой блок 20 памяти. Блок 24 управления рого подключен к третьему входу первого имеет в своем составе счетчи, 57 адресного блока памяти и второму входу второго блoêà пространства сканируемых блоков памяти, 15 памяти, второй выход распределителя имПоиск обьектов завершается, когда счетчик пульсов соединен с вторым входом фо мивырабатываетсигналотом,что всесканиру- рователя адреса, третий выход с первым емое пространство проверено, входом программного блока, с третьим и

Блок 24 управления выдает на выход 29 четвертыми входами блока формирования . сигнал о разрешении вывода результатов 20 режима поиска объектов; четвертый выход счета йа регистратор 44. которого подключен к второму входу проИспользование следя:.цеи матрицы при граммного блока, обходе по контур,i позволяет затрачивать на 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ екаждую единицу периметра только один е с я тем. что блок формирования режима шаг, таким образом число шагов обхода по 25 поиска объектов содержит блок управления, контуру в 2 — 3 раза меньше, чем в известном. блок сравнения, блок памяти и счетчик обьВведение в устройство формирователя ектов, выход которого является третьим выадреса и программного блока с их связями, ходом блока формирования режима поиска а также то, что блок формирования режима обьектов, первый выход блока сравнения поиска обьекта содержит блок управления, 30 подключен к первому входу блока управлеблок сравнения, блок памяти и счетчик объ- ния, первый выход которого соединен с вхоектов с их связями, и то, что блок управле- дом счетчика объектов, второй, третий и ния содержит регистр, счетчик и матрицу четвертый выходы блока управления являсостояний с их связями, позволит организо- ются соответственно вторым, третьим и чет-вать следящую матрицу, работа которой 35 вертым выходами блока формирования режима поиска объектов, третьим входом

Экспериментальная проверка устройст- которого является второй вход бл6ка управва в составе телевизионного анализатора пения, первый и второй входы блокасравне"Морфомет-процессор" показала, что по ния являются соответственно первым и сравнению с известным устройством пред- 40 вторым входами блока формирования режилагаемое в 2 — 3 раза уменьш ет время обра- ма поиска обьектов, выход блока памяти ботки изображения, что существенно подключен к третьему входу блока сравнеповышает скорость с1ета биологических HNA, второй выход которого соединен с пермикрообьектов при их при><изненном мор- вым входом блока памяти, второй вход фометрическом анализе, . 45 которого объединен с четвертым входом

Ф î р м у л а и з о б р е т е н и я блока сравнения и является четвертым вхо1. Устройство для подсчета количества дом блока формирования режима поиска обьектов, содержащее носитель информа- обьектов, ции, оптически связанный телевизионным 3. Устройство по й.2, о т л и ч а ю щ е датчиком, первый выход которого соединен 50 е с я тем, что блок управления содержит с первым входом распределителя импуль- регистр, счетчик и матрицу состояний, пес сов, второй выход с первым входом блока вый и второй входы которой являются c0oT" квантования, первый выход которого соеди- ветственно первым и вторым входами блока нен с первым входом индикатора, второй управления, выход матрицы состояний соевход которого подключен к выходу блока 55 диненс первым входом регистра, четвертый квантования, первый выход распределите- выход которого является четвертым выхоля импульсов соединен с вторым входом дом блока управления и подключен к первопервогоблокапамяти,второй выходкоторо- му входу счетчика и четвертому входу

ro подключен к первому входу блока. пер- матрицы состояний, третий вход которойсовый выход которого соединен с первым единен с выходом счетчика, вторые входы 1

17!. 6912 регистра, счетчика и матрицы состояний объединены и являются вторым входом блока управления, первый, второй и третий выходы регистра являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока управления, 1756912

175б912

Г. ГЮЛЯ }

bnaune 8 3У1 джою црурд Щ дуууд

II0OLI1 0L. СЕI,ЛЖИ

Д-;gj/4/г//

П ) 4 а

Р У 1ОМГЮ ИШ70ЯИУЯ

Я 7Ж фЫРО а 78йбЩЮ/ p h РЯЮЩФ (я у,,, /

7j

Ь "/, j,ОЯВ(ИВА Абдо// 79k ЫР ь4в Кд руце и1тдлп

j a8;ioc a по иантиьи

1756912

1756912

17г) 6912

Иаиер e e 3ga

Nv

1756912

1756912

Составитель Е,Самошин

Редактор И.Дербак Техред M,Mîðãåíòàë Корректор А.8орович

Заказ 3090 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101