Устройство селекции изображений объектов

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе специализированных и робототизированных системах с техническим зрением. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности селекции выступающих частей изображений объектов, длина которых на изображении объекта превосходит заданную величину. В устройство для селекции изображения объектов в него введены первый и второй элементы НЕ и четвертый блок цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом четвертого блока расфокусировки, выход которого соединен с информационным входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ и с первым входом второго элемента И, выход первого блока расфокусировки соединен с информационным входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ и с первым входом первого элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, информационный вход четвертого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода, выход второго блока расфокусировки соединен с информационным входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход третьего блока расфокусировки соединен с информационным входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, вход синхронизации четвертого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока синхронизации. 1 ил.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе специализированных и робототизированных системах с техническим зрением для определения параметров изображений.

Известно устройство для селекции изображений объектов (авторское свидетельство СССР №1608710, кл. G06К 9/00, от 22.11.90 Бюл. №43), содержащее телевизионный датчик, блок квантования, элемент задержки, фильтр, генератор тактовых импульсов, блок сравнения кодов, блок формирования кода номера изображения, блок фиксации дефекта изображения, блок отсчета координат. Устройство позволяет селектировать координаты участков изображений объектов, поперечное сечение которых меньше заданной величины.

Известно также устройство для селекции изображений объектов (патент Российской Федерации №2032218, кл. G06K 9/00 от 27.03.95, Бюл. №9), содержащее телевизионный датчик, блок квантирования, блок задержки, два элемента И, блок формирования кода изображения, блок управления, блок выдачи, блок арифметический, блок измерения длин контуров, блок селекции, блок памяти, блок сравнения, блок суммирования, регистр, дешифратор, три коммутатора. Устройство позволяет определить площадь изображений объектов, длины контуров, координаты центров тяжести, а также площади отверстий, длины контуров отверстий и их координаты центров тяжести.

Однако эти устройства не позволяют осуществлять селекцию выступающих частей изображений объектов, длина которых на изображении превосходит заданную величину. (Примером выступающих частей могут быть выводы микросхем, элементы позиционирования специальных модулей, элементы захвата и тому подобное).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для коррекции для коррекции изображений (авторское свидетельство СССР №1583946, кл. G06K 9/00, от 27.08.90 Бюл. №29) содержащее блок ввода, три блока цифровой фильтрации, пять блоков расфокусировки, пять элементов задержки, четыре элемента И, два блока выделения признаков, три элемента ИЛИ, блок вывода и блок синхронизации, выход которого соединен с выходами синхронизации блока ввода, первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов задержки, блока вывода, первого, второго и третьего блоков цифровой фильтрации, первого, второго, третьего, четвертого и пятого блоков расфокусировки, первого и второго блоков выделения признаков, выход блока ввода соединен с информационным входом первого элемента задержки и с информационным входом первого блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом первого блока расфокусировки, выход первого элемента задержки соединен с информационным входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом второго блока расфокусировки, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с первым информационным входом первого блока выделения признаков, второй вход третьего элемента И соединен с первым выходом первого блока выделения признаков, а выход соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, а выход соединен с информационным входом блока вывода, второй выход первого блока выделения признаков соединен с вторым входом первого элемента И, первый выход второго элемента И соединен с выходом первого элемента задержки, а выход соединен с информационным входом третьего блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом третьего блока расфокусировки, выход которого соединен с третьим информационным входом первого блока выделения признаков, с первым входом четвертого элемента И и первым информационным входом второго блока выделения признаков, третий вход которого соединен с выходом первого блока расфокусировки, первый выход второго блока выделения признаков соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего элемента задержки, второй выход второго блока выделения признаков соединен с вторым входом второго элемента И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с вторыми информационными входами первого и второго блоков выделения признаков, первые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с выходами второго и третьего блоков цифровой фильтрации, а вторые входы соединены с выходами четвертого и пятого блоков расфокусировки, информационные входы которых соединены с выходами четвертого и пятого элементов задержки, информационный вход четвертого элемента задержки соединен с выходом третьего блока расфокусировки, информационный вход пятого элемента задержки соединен с выходом первого блока расфокусировки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности селекции выступающих частей изображений объектов, длина которых на изображении объекта превосходит заданную величину.

Для этого в устройство, содержащее блок ввода, три блока цифровой фильтрации, четыре блока расфокусировки, четыре элемента задержки, элемент ИЛИ, два элемента И, блок вывода и блок синхронизации, выход которого соединен с входами синхронизации блока ввода, первого, второго, третьего и четвертого элементов задержки, блока вывода, первого, второго и третьего блоков цифровой фильтрации, первого, второго, третьего и четвертого блоков расфокусировки, выход блока ввода соединен с информационным входом первого блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с входом первого блока расфокусировки, выход первого элемента И соединен с информационным входом второго блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом второго блока расфокусировки, выход второго элемента И соединен с информационным входом третьего блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом третьего блока расфокусировки, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом блока вывода, согласно предлагаемому изобретению дополнительно выведены первый и второй элементы НЕ и четвертый блок цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом четвертого блока расфокусировки, выход которого соединен с информационным входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ и с первым входом второго элемента И, выход первого блока расфокусировки соединен с информационным входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ и с первым входом первого элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, информационный вход четвертого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода, выход второго блока расфокусировки соединен с информационным входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход третьего блока расфокусировки соединен с информационным входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, вход синхронизации четвертого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока синхронизации.

Сущность изобретения состоит в том, что селекция выступающих частей изображений объектов, размер которых превосходит заданное значение, происходит в три этапа.

На первом этапе выделяются отсчеты матрицы исходного изображения, удовлетворяющие условию n-кратного сжатия по вертикали, а также отсчеты матрицы исходного изображения удовлетворяющего условию m-кратного сжатия по горизонтали. Затем отсчеты матрицы, удовлетворяющие условию n-кратного сжатия по вертикали, подвергаются n-кратной расфокусировке также в вертикальном направлении, а отсчеты матрицы, удовлетворяющие условию m-кратного сжатия по горизонтали, подвергаются m-кратной расфокусировке также в горизонтальном направлении.

На втором этапе выделяются отсчеты матрицы элементов первого нового изображения как результат логического вычитания из отсчетов матрицы m-кратного сжатого и расфокусированного изображения по горизонтали отсчетов матрицы n-кратного сжатого и расфокусированного изображения по вертикали с последующими последовательными операциями L-кратного сжатия и расфокусировки по горизонтали. Аналогично выделяются отсчеты матрицы элементов второго нового изображения как результат логического вычитания из отсчетов матрицы n-кратного сжатого расфокусированного изображения по вертикали отсчетов матрицы m-кратного сжатого расфокусированного изображения по горизонтали с последующими последовательными операциями К-кратного сжатия и расфокусировки по вертикали. В результате выполнения операций на втором этапе получаем матрицы элементов выступающих частей изображения, размер которых превышает L элементов в горизонтальном и К элеметнов в вертикальном направлениях.

На третьем этапе получаем результирующую матрицу выступающих частей изображений объектов как результат логического сложения матриц элементов выступающих частей изображений в горизонтальном и вертикальном направлениях.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для селекции изображений объектов.

Устройство содержит (фиг.1) блок 1 ввода, первый блок 2 цифровой фильтрации, четвертый блок 3 цифровой фильтрации, блок 4 синхронизации, первый блок 5 расфокусировки, четвертый блок 6 расфокусировки, первый элемент 7 задержки, четвертый элемент 8 задержки, второй элемент НЕ 9, первый элемент НЕ 10, первый элемент И 11, второй элемент И 12, второй блок 13 цифровой фильтрации, третий блок 14 цифровой фильтрации, второй блок 15 расфокусировки, третий блок 16 расфокусировки, второй элемент 17 задержки, третий элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, блок 20 вывода, выход блока 4 синхронизации соединен с входами синхронизации блока 2 ввода, первого 7, второго 17, третьего 18 и четвертого 8 элементов задержки, блока 20 вывода, первого 2, второго 13, третьего 14 и четвертого 3 блоков цифровой фильтрации, первого 5, второго 15, третьего 16 и четвертого 6 блоков расфокусировки, выход блока 1 ввода соединен с информационным входом первого блока 2 цифровой фильтрации, выход которого соединен с входом первого блока 5 расфокусировки, выход первого элемента И 11 соединен с информационным входом второго блока 13 цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом второго блока 15 расфокусировки, выход второго элемента И 12 соединен с информационным входом третьего блока 14 цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом третьего блока 16 расфокусировки, выход элемента ИЛИ 19 соединен с информационным входом блока 20 вывода, выход второго элемента НЕ 9 соединен с информационным входом четвертого блока 6 расфокусировки, выход которого соединен с информационным входом четвертого элемента 8 задержки, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ 10 и с первым входом второго элемента И 12, выход первого блока 5 расфокусировки соединен с информационным входом первого элемента 7 задержки, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ 9 и с первым входом первого элемента И 11, выход первого элемента НЕ 10 соединен с вторым входом первого элемента И 11, выход второго элемента НЕ 9 соединен с вторым входом второго элемента И 12, информационный вход четвертого блока 3 цифровой фильтрации соединен с выходом блока 1 ввода, выход второго блока 15 расфокусировки соединен с информационным входом второго элемента 17 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 19, выход третьего блока 16 расфокусировки соединен с информационным входом третьего элемента 17 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 19.

Устройство работает следующим образом.

Отсчеты бинарного изображения, полученные на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, отсчет за отсчетом вдоль строк изображения и строка за строкой поперек строк подаются с частотой, определяемой блоком 4 синхронизации на входы блоков 2, 3 цифровой фильтрации, в которых выполняется операция n- и m-кратного сжатия соответственно. С выходов этих блоков сигналы поступают на входы блоков 5, 6 расфокусировки, в которых выполняется операция n- и m-кратной расфокусировки соответственно.

Блок 2 цифровой фильтрации и блок 5 расфокусировки сжимают и расфокусируют сигнал в вертикальном направлении. Блок 3 цифровой фильтрации и блок 6 расфокусировки сжимают и расфокусируют сигнал в горизонтальном направлении.

С выхода блока 5 расфокусировки сигнал поступает на вход элемента 7 задержки и с задержкой на m тактов поступает на вход элемента НЕ 9 и на первый вход элемента И 11. С выхода блока 6 расфокусировки сигнал поступает на вход элемента 8 задержки и с задержкой на (n·N) тактов поступает на вход элемента НЕ 10 и на первый вход элемента И 12. Здесь N - количество элементов разложения в строке.

Сигнал с выхода элемента НЕ 9 поступает на второй вход элемента И 12, на выходе которого выделяются отсчеты матрицы первого нового изображения как результат логического вычитания из отсчетов m-кратного сжатого и расфокусированного изображения по горизонтали отсчетов матрицы n-кратного сжатого и расфокусированного изображения по вертикали. Сигнал с выхода элемента НЕ 10 поступает на второй вход элемента И 11, на выходе которого выделяются отсчеты второго нового изображения как результат логического вычитания из отсчетов n-кратного сжатого и расфокусированного изображения по вертикали отсчетов матрицы m-кратного сжатого и расфокусированного изображения по горизонтали. С выхода элемента И 12 сигнал поступает на вход блока 14 цифровой фильтрации, в котором выполняется операция L-кратного сжатия. С выхода этого блока сигнал поступает на вход блока 16 расфокусировки, в котором производится операция L-кратной расфокусировки. С выхода элемента И 11 сигнал поступает на вход блока 13 цифровой фильтрации, в котором выполняется операция К-кратного сжатия. С выхода этого блока сигнал поступает на вход блока 15 расфокусировки, в котором производится операция К-кратной расфокусировки. Блок 14 цифровой фильтрации и блок 16 расфокусировки сжимают и расфокусируют сигнал в горизонтальном направлении, обеспечивая на выходе блока 16 расфокусировки селективное формирование элементов матрицы выступающих частей изображения, размер которых в этом направлении превышает L элементов. Блок 13 цифровой фильтрации и блок 15 расфокусировки сжимают и расфокусируют сигнал в вертикальном направлении, обеспечивая на выходе блока 15 расфокусировки селективное формирование элементов матрицы выступающих частей изображения, размер которых в этом направлении превышает К элементов. Сигнал с выхода блока 15 расфокусировки поступает на вход элемента 17 задержки, который с его выхода с задержкой на (L·N) тактов поступает на первый вход элемента ИЛИ 19. Сигнал с выхода блока 16 расфокусировки поступает на вход элемента 18 задержки, который с его выхода с задержкой на К тактов поступает на второй вход элемента ИЛИ 19 и с входа элемента ИЛИ 19 отсчеты матрицы выступающих частей изображения в горизонтальном и вертикальном направлениях, логически складываются и поступают на вход блока 20 вывода бинарного изображения.

Устройство для селекции изображения объектов, содержащее блок ввода, три блока цифровой фильтрации, четыре блока расфокусировки, четыре элемента задержки, элемент ИЛИ, два элемента И, блок вывода и блок синхронизации, выход которого соединен с входами синхронизации блока ввода, первого, второго, третьего и четвертого элементов задержки, блока вывода, первого, второго и третьего блоков цифровой фильтрации, первого, второго, третьего и четвертого блоков расфокусировки, выход блока ввода соединен с информационным входом первого блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с входом первого блока расфокусировки, выход первого элемента И соединен с информационным входом второго блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом второго блока расфокусировки, выход второго элемента И соединен с информационным входом третьего блока цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом третьего блока расфокусировки, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом блока вывода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет возможности селекции выступающих частей изображений объектов, длина которых на изображении объекта превосходит заданную величину, в него введены первый и второй элементы НЕ и четвертый блок цифровой фильтрации, выход которого соединен с информационным входом четвертого блока расфокусировки, выход которого соединен с четвертым блоком расфокусировки, выход которого соединен с информационным входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ и с первым входом второго элемента И, выход первого блока расфокусировки соединен с информационным входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ и с первым входом первого элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, информационный вход четвертого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода, выход второго блока расфокусировки соединен с информационным входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход третьего блока расфокусировки соединен с информационным входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, вход синхронизации четвертого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока синхронизации.