Способ выделения динамических объектов

 

330406

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 06ЛЧ.1970 (М 1424288/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 24Л1.1972. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 23ХЛ972

М.Кл. G Ols 5/16

Гхомитет оо делам

«еобретеиий и открытий, ори Сооете И«и«строе

СССР

УДК 681. 327:621.397.332. .22 (088.8) Авторы изобретения

Г. В. Брауде, М. И. Кривошеев, Я. И. Гельфандбейн, И. Н. Гуглии, А. Я. Хесин и Б. Н. Ершов

З.аяви,тель

ВСеСОЮЗНЛЯ,ь i

Б .". " "тО -HA

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области выделения (селекции ) динамических (движущихся) объектов из совокупности стационарных с помощью пассивной электронно-оптической техники (телевизионной, инфракрасной, оптико- 5 механической, фотоэлектрической и т. д.). Такие вопросы возникают при анализе заданной совокупности различных случайных объектов с целью исследования отдельных из них, имеющих определенные параметры (например, ско- 10 рость перемещения п)0). В этом случае нет необходимости анализировать каждый объект совокупности, что затрудняет процесс обследования, а достаточно выделить из имеющейся совокупности только динамические объекты, 15 т. е. для которых v 0.

Известны методы автоматического выделения динамических объектов. К ним можно отнести все способы, использующие допплеров- 2О ский эффект, методы, основанные на изменении интенсивности облучения фотоэлемента, на использовании оригинальных траекторий сканирования, на модуляции светового потока, на анализе сейсмоколебаннй при движении обьек- 25 та на местности. Известен также ряд телевизионных систем, выделяющих движущиеся объекты на ярком фоне.

Известные способы характеризуются следующими недостатками: необходимость выра- ао ботки электромагнитных или иных импульсов зондирования (например в допплеровских системах), что вскрывает работу систем обнаружения движущихся объектов; низкая степень помехозащищенности; использование очень сложных и малоэффективных способов селекции движущихся объектов нз совокупности стационарных; зависимость эффективности обнаружения от контрастности объекта и стационарности поля (фона); трудности в одновременной селекции нескольких динамических объектов с разными скоростями движения; невозможность визуального наблюдения только динамических объектов. без присущего пм фона и стационарных объектов.

Для выделения динамических объектов, перемещающихся с различными скоростями, из совокупности стационарных или слабо флуктуирующих в широком диапазоне изменения скоростей перемещения, определение их геометрических и динамических, параметров и визуальное наблюдение этих динамичесиих объектов без стационарного фона по предлагаемому способу записанное на телевизионной трубке изображение оптически изолируют от реального изображения анализируемой совокупности объектов, хранят на этой трубке в течение времени, определяемого диапазоном возмож330406 ных динамических характеристик объектов поиска, далее считывают в режиме шаговой развертки с одновременным стиранием, задерживают полученный видеосигнал на время развертки одного кадра изображения, повторяют запись и считывание следующего кадра изображения анализируемой совокупности, сравнивают по строкам и столбцам .считываемые дискретные сигналы с задержанными и по,величине временного рассогласования судят о параметрах перемещения динамических объектов, а по общему числу импульсов рассогласования — о их геометрических характеристиках.

Для индчкации и визуального контроля динамических объектов разностные сигналы от ряда идентичных датчиков по каналам связи связывают в систему зонального обнаружения динамических объектов и подают на индикатор (сигнализатор) и видеоконтрольное устройство, индицирующее местонахождение динамического объекта.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Исследуемая область (плоскостная, пространственная, экраны приемников любых диапазонов волн, .поле зрения телескопа, микроскопа и т. д.), содержащая совокупности стационарных и подвижных объектов, через оптическую систему проектируется на фотокатод передающей телевизионной трубки 1 с памятью. Полученное изображение может храниться в течение T «(Т вЂ” период просмотра кадров) на фотокатоде трубки при закрытом оптическом затворе 2. Это изображение после записи развертывается дискретной шаговой разверткой по строкам и по кадрам.

Шаг развертки т р. выбирается конструктивно с учетом характера и геометрических размеров анализируемого объекта и возможных минимальных расстояний, которые необходимо различить между двумя соседними объектами.

Отличием развертки по кадрам является то, что она производится не непрерывно кадр за кадром, а с вьгдержкой времени между каждой парой последовательных кадров, где

T кв. ц т .. (тг — время развертки одного кадра).

Период T «может меняться в таких пределах, чтобы обеспечить обнаружение объекта по,всем присущим ему.диапазонам скоростей перемещения.

Известно, что между последовательными телевизионными кадрами существует корреляционная связь.

Это приводит к тому, что объект поиска с малой скоростью движения при сравнении дискретных видеосигналов двух соседних телевизионных кадров может быть не обнаружен.

С этой целью время между сравнениями двух кад ров изображения выбирается Т . = т р:.

Циклограмма анализа кадров по строкам (фиг. 2) состоит из периода хранения изображения предыдущего («старого») кадра Т" . при закрытом затворе, периода считывания

4 и стирания t p к этого кадра, видеоимпульсы которого в это время поступают в блок задержки и периода записи, считывания и сравнения «нового» кадра .изображения x со

5 «старым», на время которого затвор открывается и вновь закрывается. Таким образом осуществляется один цикл анализа (г — 1) -го кадра с г-ым, затем i-го кадра с (г+1)-ым и т. д.

На фиг. 3 изображена исследуемая совокуп10 ность со стационарными (А и Б) и подвижным (С) объектами.

На фиг. 4 показаны временные диаграммы: а — на выходе из блока задержки it .— 1)-го кадра («старого»), 15 б — на входе блока сравнения г-го кадра («нового»), в — формирование импульса обнаружения в блоке 4 сравнения и анализа.

В исходном положении (фиг. 1) на фотока20 тоде трубки 1 записано изображение, за вор 2 закрыт и изображение «хранится» в течение времени T . С помощью блока 3 дискретных разверток начинается "читывание в режиме строчной шаговой разверткч. Дискрет25 ная последовательность видеосигнала через блок 4 преобразования видеосигнала поступает в блок 5 задержки, который создает задержку на время развертки кадра т::.: = f p

По окончании считывания «старого» кадра он

30 стирается устройством 6 стирания. Затем открывается затвор 2, записывается и считывается «новое» изображение. Одновременно с поступлением из блока 4 дискретной последовательности на вход блока 7 сравнения и анализа

35 поступают также из блока 5 задержки импульсы развертки «старого» кадра. Производится их сравнение во временной области и определяется их временной сдвиг.

Сигнал рассогласования поступает на инди40 катор 8 обнаружения и далее на видеоконтрольное устройство 9. От блока 10 синхронизации поступают сигналы синхронизации .на блоки устройства для их временного сопряжения. Пвред затвором 2 ставится оптическая

45 система 11.

При счиTbIBBHHIH неподвижных объектов импулысы рассогласования не вырабатываются, а при наличии движущихся объектов (С на фиг. 3) вырабатывается импульс рассогласова50 ния «в» (фиг. 4), характеризующий величину перемещения объекта «С» в пространстве за время между двумя кадрами. В частности, ширина импульса рассогласования может быть легко пересчитана в скорость, а количество импульсов шаговой развертки, поступающих в блок 4 преобразования видеосигнала, соответствует геомегричвским размерам объекта анализа (поиска) вдоль строки.

Наблюдение и распознавание только движу50 щегося объекта производится на визуальном контрольном устройстве 9 с помощью которого можно наблюдать разностные межкадровые сигналы.

Производя аналогичную процедуру по всем

55 строкам (j=1, 2, ..., >г), можно получить им330406.пульсы рассогласования, соответствующие скорости перемещения объекта и его геометриче.ским характеристикам во втором измерении (по второй координате). Для этого блок 7 сравнения и анализа составляется, например, 5 из матрицы регистров (ячеек) памяти и сравнения, число столбцов которой соответствует т — числу шагов строчной развертки, а число

n — числу строк развертки в кадре. Каждой из возможных импульсов матрицы видеосигналов, 1О направляется для записи и сравнения только в

«свой» регистр (их число равно m п — произведению числа шагов развертки ча количество строк) и на выходе блока 7 сравнения и анализа, таким образом, будут получаться импульсы д расоогласования как по шаговой развертке вдоль строки (как это показано на фиг. 4), так и по столбцам, т. е. между строками. Это дает возможность следить за направлением движущегося объекта в двух измерениях (координа- 2о тах). В отдельных случаях (например, обнаружение перемещающихся объектов на местности) нет необходимости иметь матрицы регистров. В этом случае достаточно иметь устройства, реализующие способ построчного выделения подвижных объектов.

Предмет изобретения

1. Способ выделения динамических объектов д> из заданной совокупности, при котором анализируемое изображение пред|варительно запи:сывают на фотокатод передающей телевизионной трубки с памятью, отличающийся тем, что, с целью автоматического определения геометрических и динамических параметров объектов, перемещающихся с различными скоростями на фоне стационарных или слабо флуктуирующих, записанное на телевизионной трубке изображение оптически изолируют от реального изображения анализируемои совокупности объектов, хранят на этой трубке в течение времени, определяемого диапазоном возможных динамических характеристик объектов поиска, далее считывают в режиме шаговой развертки с одновремечным стиранием, задерживают полученный видеосигнал на время развертки одного кадра изображения, повторяют запись и считывание следующего кадра изображения анализируемой совокупности, сравнивают по строкам и столбцам считываемые дискретные сигналы с задержанными и по величине временного рассогласования судят о параметрах перемещения динамических (подвижных) объектов, а по общему числу импульсов рассогласования — о их геометрических характеристиках.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью индикации и визуального контроля динамических объектов, разностные сигналы от ряда идентичных датчиков при помощи имеющихся каналов связи связывают в систему зонального обнаружения динамических объектов и подают на индикатор (сигнализатор) и видеоконтрольное устройство, индицирующее местонахождение динамического объекта.

330406

7 +1 blitt

®аг. 2

Р о о е е в о1 о о

Фиг, 3

Фиг. 4

Составитель А. Матвеев

Тсхред Л. Богданова Корректор С. СатагуловаРедакпор С. Хейфиц

Заказ 1461 Изд. № 288 Тира ж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета пю делам изобретений и ожрьггий п ри Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская на 6., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати (г (i - 1) ладра с < -ь! м

1! !

/