Устройство выделения контуров изображений объектов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для ввода и обработки информации, передаваемой в ЭВМ. Техническим результатом является повышение точности и скорости выделения контуров объекта изображения. Устройство содержит датчик изображения, буферную память, элемент И, генератор, нейроматричный процессор, аналого-цифровой преобразователь, блок выделения кадрового и строчного импульсов и контроллер PCI шины. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для выделения контуров изображений объектов.

Известно устройство для считывания и отображения изображений объектов (авт св. 1583947, СССР, кл. G 06 К 9/00, 1990 г., Бюл. 29), содержащее датчик видеосигналов, блоки селекции сигналов считывания, включающие первый видеоусилитель, аналого-цифровой преобразователь, второй видеоусилитель, генератор импульсов, блок формирования адреса, формирователь сигналов записи, мультиплексор, формирователь управляющих сигналов, дешифратор, первый регистр, второй регистр. Недостатком этого устройства является низкое качество обработки изображения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для считывания контуров изображений объектов (авт св. 1688265, СССР, кл. G 06 К 9/46, 1991 г. , Бюл. 40), содержащее датчик изображения, пороговый элемент, первый одновибратор, второй одновибратор, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый блок памяти, элемент ИЛИ, формирователь сигнала разрешения, второй счетчик, блок управления, буферную память и счетчик. Датчик изображения воспринимает оптическое изображение участка рабочей зоны. Это изображение преобразуется датчиком в последовательность электрических сигналов. Видеосигнал поступает на пороговый элемент, который формирует бинарный сигнал в виде пачек импульсов. Далее, с помощью одновибраторов формируются импульсы, соответствующие вертикальным границам реализации видеосигнала. Затем происходит запись информации в блок памяти и чтение из нее с некоторой задержкой. После прохождения считанной из блока памяти информации через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формируются горизонтальные части контуров объектов. Далее происходит передача информации в ЭВМ.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и низкая точность выделения контуров изображений объектов.

Технической задачей устройства является повышение скорости и точности выделения контуров изображения.

Техническая задача решается тем, что в устройство выделения контуров изображений объектов, содержащее датчик изображения и буферную память, введены элемент И, генератор, нейроматричный процессор (НМП), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок выделения кадрового и строчного импульсов (БВКСИ) и контроллер PCI шины, причем выход датчика изображения подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и ко входу блока выделения кадрового и строчного импульсов (БВКСИ), первый выход которого соединен с первым входом элемента И и входом строба первого параллельного порта СSТRВ нейроматричного процессора (НМП), а второй выход - со вторым входом элемента И, выход которого соединен со входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход генератора подключен к четвертому входу элемента И, чей третий вход соединен с выходом инициализации INIT нейроматричного процессора (НМП), информационные выходы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) соединены с информационными входами первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП), а выход готовности данных RDY аналого-цифрового преобразователя (АЦП) - с управляющим входом CRDY первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП), входы-выходы глобальной шины нейроматричного процессора (НМП) соединены с соответствующими входами-выходами буферной памяти, а входы-выходы второго параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) подключены к соответствующим входам-выходам контроллера PCI шины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема устройства для выделения контуров изображений объектов, на фиг.2 - диаграммы работы устройства.

Устройство выделения контуров изображений объектов содержит датчик изображения 1, нейроматричный процессор (НМП) 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, блок выделения кадрового и строчного импульсов (БВКСИ) 4, буферную память 5, контроллер шины PCI 6, элемент И 7, генератор 8, причем выход датчика изображения 1 подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 и ко входу блока выделения кадрового и строчного импульсов (БВКСИ) 4, первый выход которого соединен с первым входом элемента И 7 и входом CSTRB нейроматричного процессора (НМП) 2, а второй выход - со вторым входом элемента И 7, выход которого соединен со входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3, выход генератора 8 подключен к четвертому входу элемента И 7, чей третий вход соединен с выходом инициализации INIT нейроматричного процессора (НМП) 2, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 соединены с информационными входами первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2, а выход готовности данных RDY аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 - с управляющим входом CRDY первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2, входы-выходы глобальной шины нейроматричного процессора (НМП) 2 соединены с соответствующими входами-выходами буферной памяти 5, а входы-выходы второго параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2 подключены к соответствующим входам-выходам контроллера PCI шины 6.

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал от датчика изображения 1 поступает на блок выделения кадрового и строчного импульсов 4 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3. Как только блок выделения кадрового и строчного импульсов (БВКСИ) 4 выдает импульс начала кадра на вход CSTRB первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2 (фиг.2.а), нейроматричный процессор (НМП) 2 выставляет логическую единицу на выходе инициализации INIT (фиг.2 в), поступающую на третий вход элемента И 7. Затем, когда блок выделения кадрового и строчного импульсов (БВКСИ) 4 выдаст импульс начала строки (фиг.2.б), на выходе элемента И 7 появятся синхронизирующие импульсы (фиг.2.г), формируемые генератором 8 и поступающие на вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3. По каждому импульсу аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3 осуществляет преобразование входного аналогового сигнала, получаемого от датчика изображения 1, в параллельный цифровой код и по окончанию преобразования формирует сигнал готовности данных, поступающий на вход CRDY первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2, после этого осуществляется передача восьмибитного параллельного цифрового кода с информационных выходов аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 через информационные входы первого параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2 и глобальную шину нейроматричного процессора (НМП) 2 в буферную память 5. Как только в буферную память 5 запишутся первые 64 восьмибитных элемента изображения, параллельно с записью оставшейся части кадра в буферную память 5 начнет работу программа выделения контуров изображений объектов, хранящаяся в ПЗУ нейроматричного процессора (НМП) 2. На первом этапе работы программы осуществляется выбор порога контрастности кадра изображения с использованием нечетких функций принадлежности контрастности, построенных экспериментальным путем. Затем производится поиск объектов изображения, далее происходит выделение внешних контуров объектов, после чего выделяются внутренние границы, и осуществляется бинаризация полученных контуров. Контуры изображений объектов, представленные в бинарном виде, хранятся в буферной памяти 5. Далее через глобальную шину нейроматричного процессора (НМП) 2 в режиме прямого доступа к памяти в буферный регистр данных нейроматричного процессора (НМП) 2 записывается 64-разрядное двойное слово из буферной памяти 5, выставляется байт данных на информационных выходах CD7...CD0 второго параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2 и устанавливается активным сигнал CSTRB второго параллельного порта нейроматричного процессора (НМП) 2 для сигнализации контроллеру шины PCI 6, что на информационных выходах CD7...CD0 находятся данные. Контроллер шины PCI 6 записывает байт данных в свой буферный регистр и делает активным сигнал CRDY для подтверждения получения данных. Когда будет получено все 64-разрядное двойное слово, контроллер шины PCI 6 переписывает его из своего буферного регистра через шину PCI в соответствующую ячейку памяти ЭВМ в режиме ПДП. Аналогично осуществляется передача из буферной памяти 5 оставшейся части данных, соответствующих контурам объектов.

Таким образом, предложенное решение позволяет увеличить скорость и точность обработки изображения за счет введения в устройство высокопроизводительного нейроматричного процессора 2, высокоскоростного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3 и использования эффективного алгоритма выделения контуров объекта изображения на основе нечеткой логики.

Формула изобретения

Устройство выделения контуров объекта изображения, содержащее датчик изображения и буферную память, отличающееся тем, что в устройство введены элемент И, генератор, нейроматричный процессор, аналого-цифровой преобразователь, блок выделения кадрового и строчного импульсов, контроллер PCI шины, причем выход датчика изображения подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя и ко входу блока выделения кадрового и строчного импульсов, первый выход которого соединен с первым входом элемента И и входом CSTRB нейроматричного процессора, а второй выход - со вторым входом элемента И, выход которого соединен со входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход генератора подключен к четвертому входу элемента И, чей третий вход соединен с выходом инициализации INIT нейроматричного процессора, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с информационными входами первого параллельного порта нейроматричного процессора, а выход готовности данных RDY аналого-цифрового преобразователя - с управляющим входом CRDY первого параллельного порта нейроматричного процессора, входы - выходы глобальной шины нейроматричного процессора соединены с соответствующими входами-выходами буферной памяти, а входы-выходы второго параллельного порта нейроматричного процессора подключены к соответствующим входам-выходам контроллера PCI шины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2