Устройство для кодирования видеосигнала

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения. Расширение функциональных возможностей устройства за счет определения центра тяжести изображения объекта достигается введением в устройство счетчика, делителя частоты и двух триггеров. Введение новых элементов и связей позволяет определить центр тяжести изображения объекта. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения.

Известно устройство для распознавания объектов [1] содержащее телевизионный датчик, пороговый блок, блок задержки, блок определения координат, блок селекции импульсов, блок селекции связанных хорд, анализатор, блок регистрации и клеммы для подачи кадровых и строчных синхроимпульсов. В результате преобразования видеосигнала в двухградационный и задержки его на время одной строки в блоке определения координат из текущего и задержанного сигналов выделяется первый импульс рассогласования в верхней части каждого из анализируемого объекта, который поступает в блок селекции импульсов. В блоке селекции связанных хорд выделяется взаимное совпадение соседних строк. Результат анализа через анализатор выдается в блок регистрации.

Указанное устройство обладает недостаточными функциональными возможностями, в частности не может определить координату центра тяжести фигуры.

Известно устройство для кодирования видеосигнала [2] содержащее телевизионный датчик видеосигнала, пороговый элемент, причем датчик видеосигнала оптически связан с объектом, генератор развертки, генератор тактовых импульсов, счетчик строк, первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы И, первый и второй счетчики тактовых импульсов, первый, второй и третий блоки ключей и блок суммирования. В результате преобразования наблюдаемого объекта в видеосигнал и кодирования его в двухградационный "0" и "1" пороговым элементом с помощью счетчиков и устройств управления на выходе третьего блока ключей выдаются координаты видеоимпульсов строк сканирования, на выходе второго блока ключей выдаются размеры видеоимпульсов строк сканирования, а на выходе счетчика строк определяется номер текущей строки.

Известное устройство не позволяет формировать координаты центра тяжести хорд изображения, а также находить центр тяжести изображения объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для кодирования видеосигнала [3] содержащее генератор развертки, телевизионный датчик видеосигнала, оптически связанный с объектом, счетчик строк, пороговый элемент, генератор тактовых импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй коммутаторы, сумматор, причем первый выход генератора развертки подключен к генератору тактовых импульсов, второй к счетчику строк, выход которого является первым выходом устройства, и третий к телевизионному датчику видеосигнала, выход последнего соединен с входом порогового элемента, выход которого является третьим выходом устройства, выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу первого счетчика. В этом устройстве формируются координаты центра тяжести хорд изображения объекта каждой строки. Устройство также позволяет получать хорды размеров хорд и коды строк этих хорд.

Анализ работы устройства показал, что оно не позволяет находить центр тяжести изображения объекта.

Для нахождения центра тяжести изображения объекта в устройство, содержащее генератор развертки, телевизионный датчик видеосигнала, оптически связанный с объектом, счетчик строк, пороговый элемент, генератор тактовых импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй коммутаторы, сумматор, причем первый выход генератора развертки подключен к генератору тактовых импульсов, второй к счетчику строк, выход которого является первым выходом устройства, и третий к телевизионному датчику видеосигнала, выход последнего соединен с входом порогового элемента, выход которого является третьим выходом устройства, выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу первого счетчика, введены третий счетчик, два делителя частоты на два, два триггера, мультиплексор и схема совпадения, причем первый вход мультиплексора подключен к выходу генератора тактовых импульсов непосредственно, а второй через первый делитель частоты на два, выход мультиплексора подключен к счетному входу второго счетчика, управляющий вход счетчика соединен с выходом первого триггера, выход второго счетчика является вторым выходом устройства, счетные входа третьего счетчика, первого и второго триггеров, управляющие входа первого счетчика и мультиплексора объединены и подключены к выходу порогового элемента, выход первого счетчика является четвертым выходом устройства, четвертый выход генератора развертки подключен к входу второго делителя частоты на два, выход которого является пятым выходом устройства, управляющие входа третьего счетчика и схемы совпадения, установочный вход второго триггера и первый вход второго коммутатора объединены и подключены к выходу второго делителя частоты на два, выход второго коммутатора является шестым выходом устройства, второй вход которого подключен к выходу сумматора, первый и второй входы которого соответственно подключены к выходам первого коммутатора и второго счетчика, выход второго триггера подключен к первому входу первого коммутатора, второй вход которого объединен с вторым входом схемы совпадения и подключен к выходу счетчика строк, первый вход схемы совпадения подключен к выходу второго коммутатора, выход схемы совпадения является седьмым выходом устройства, а выход третьего счетчика восьмым.

Таким образом, вводятся новые элементы и связи, что соответствует критерию "новизна".

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 развертки, телевизионный датчик 2 видеосигнала, оптически связанный с объектом 3, счетчик 4 строк, пороговый элемент 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый 7, второй 8 и третий 9 счетчики, первый 10 и второй 11 делители частоты на два, первый 12 и второй 13 триггеры, мультиплексор 14, первый 15 и второй 16 коммутаторы, сумматор 17 и схему 18 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Телевизионный датчик 2 видеосигнала под управлением генератора 1 развертки преобразует световое изображение наблюдаемого объекта 3 в видеосигнал, поступающий на пороговый элемент 5. После квантования на два уровня "0" и "1" видеосигнал поступает на счетный вход триггера 12, меняющего свое состояние по заднему фронту (переход "0"-"1" видеосигнала), и управляющий вход мультиплексора 14, который при "0" подключает на выход тактовые импульсы от генератора 6 тактовых импульсов непосредственно, а при "1" через первый делитель 10 частоты на два. Второй счетчик 8 подсчитывает количество импульсов до тех пор, пока первый триггер 12 не изменит свое состояние и не запретит подсчет их количества. Содержимое второго счетчика 8 соответствует координате середины хорды изображения объекта в данной строке.

Размер текущей хорды изображения подсчитывается в первом счетчике 7 от генератора 6 тактовых импульсов, пока видеосигнал находится в высоком состоянии. Текущая строка изображения определяется по содержимому счетчика 4 строк.

Вычисление координаты центра тяжести фигуры осуществляется в два этапа (за два кадра изображения). В первом кадре вычисляется номер строки середины изображения, во втором-середина хорды этой же строки.

Второй делитель 11 частоты на два управляет работой этой части устройства. Его вход подключен к четвертому выходу генератора 1 развертки (к кадровому синхроимпульсу), а выход к установочному входу второго триггера 13, управляющим входам третьего счетчика 9 и схемы 18 совпадения, первому входу второго коммутатора 16.

В первом кадре выход второго делителя 11 частоты на два имеет высокий уровень "1". Второй триггер 13 ожидает поступление первого сигнала от изображения (появление первой хорды). Триггер меняет свое состояние, и в первом коммутаторе запоминается номер первой строки изображения. Третий счетчик 9 подсчитывает количество хорд изображения.

По окончании первого кадра второй делитель 11 частоты на два меняет свое состояние на "0" и во втором коммутаторе 16 запоминает номер строки середины изображения, полученный путем сложения на сумматоре 17 значения первого коммутатора 15 и сдвинутого на один разряд вправо значения третьего счетчика 9 (что соответствует делению на два).

Низкий уровень на входе разрешения схемы 18 совпадения разрешает сравнение значений второго коммутатора 16 и текущего номера строки со счетчика 4 строк. При их совпадении на выходе схемы 18 совпадения вырабатывается импульс, которому соответствует центр тяжести изображения, координаты которого считываются с выхода второго счетчика 8 середина хорды изображения и с второго коммутатора 16 середина изображения по вертикали. Таким образом вычисляется центр тяжести фигуры.

Устройство для кодирования видеосигнала реализовано на микросхемах серий КР531 и КР597. В качестве телевизионного датчика видеосигнала была применена телевизионная камера КТП-84.

Предлагаемое устройство позволяет получать коды текущей строки, координаты центра тяжести хорд изображения объекта, квантованный видеосигнал, коды размеров хорд, код готовности выходных данных, код центра тяжести объекта по вертикали, строб, сопровождающий центр тяжести изображения по горизонтали, и код размера изображения по вертикали.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом прототипом обладает более расширенными функциональными возможностями, так как оно позволяет определять код номера строки середины изображения объекта, код размера изображения объекта по вертикали и координату центра тяжести хорды, соответствующей середине изображения объекта.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА, содержащее телевизионный датчик видеосигнала, генератор развертки, первый выход которого подключен к управляющему входу генератора тактовых импульсов, второй выход к счетному входу счетчика строк, выход которого является первым выходом устройства, третий выход к управляющему входу телевизионного датчика видеосигнала, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого является первым выходом устройства, выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу первого счетчика, второй счетчик, первый коммутатор, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого является вторым выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены делители частоты, мультиплексор, триггеры, третий счетчик и элемент И, вход первого делителя частоты соединен с дополнительным выходом генератора развертки, а выход является третьим выходом устройства и соединен с управляющим входом второго счетчика, выход которого является четвертым выходом устройства, управляющим входом элемента И, установленным входом второго триггера и вторым входом второго коммутатора, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого является пятым выходом устройства, а второй вход элемента И соединен с выходом счетчика строк и первым входом первого коммутатора, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, счетный вход которого соединен со счетными входами второго счетчика и первого триггера, с управляющим входом первого счетчика, выход которого является четвертым выходом устройства, с управляющим входом мультиплексора и выходом порогового элемента, выход первого триггера подключен к управляющему входу третьего счетчика, выход которого является вторым выходом устройства, а счетный вход соединен с выходом мультиплексора, первый вход которого подключен к выходу второго делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и вторым входом мультиплексора.

РИСУНКИ

Рисунок 1