Способ сканирования произвольно ориентированного объекта

 

омеен.зиав натеи тт; о- «ei,,ö. би от ()д

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

38400I

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.1Х.1971 (№ 1700704/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 23.Ч.1973. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 2ХП1.1973

М. Кл. G 01b 9/04

Комитет по делам изобретений и открытнй прн Совете Министров

СССР

УДК 531.71 3.8(088.8) Авторы изобретения

Ж. М. Агаджанян, В. П. Гартштейн и Г. P. Иваницкий

Институт биологической физики АН СССР

Заявитель

СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОЛЬНО

ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБЪЕКТА

Известны способы сканирования произвольно ориентированного объекта, например клетки, входящей в состав биологического препарата, заключающийся в поэлементно-строчной развертке области, ограниченной контуром объекта.

По предложенному способу поэлементнострочную развертку ведут вдоль радиусов кривизны контура в каждой его точке.

Это позволяет получить информацию, инвариантную к повороту объекта в своей плоскости.

На фиг. 1, а, б и в показаны сканируемый объект с направлениями линий сканирования и полученные сканограммы; на фиг. 2 представлена блок-схема устройства для осуществления предложенного способа.

После нахождения объекта по признаку пересечения границы объекта с оптической осью (обнаружение точки А, на контуре) произво дят с помощью следящей по контуру развертки определение .координат текущих точек A„. на контуре объекта для аппроксимации контура элементарными отрезками и по ним определяют направление перпендикуляра к контуру (фиг. 1, а), Количество точек на контуре объекта, аппроксимируемое одним элементарным отрезком, выбирается в зависимости от изрезанности контура, необходимой степени его сглаживания и должно быть нечетным. Минимальное число равно трем точкам. Перпендикуляр проводят через среднюю точку, затем осуществляют поэлементное сканирование вдоль направления перпендикуляра во внутреннюю область объекта до пересечения с его границей (точки, г, д, е, яс, з, и, к, л и т. д. на фиг. 1, а).

После этого возвращаются к основанию перпендикуляра, переходят к следующей точке

10 контура, повторяют указанную выше операцию последовательно для всех перпендикуляров, проведенных через точки контура объекта, и запоминают совокупность полученных сканограмм.

1б На фиг. 1,б приведена сканограмма объекта, показанного на фиг. 1, а; на фиг. 1, в— сканограмма того же объекта, при отсутствии внутреннего контура (l — длина хорд сканирования, А, — текущая точка контура, через

20 которую проводят перпендикуляр) .

Сканограммы не зависят от ориентации объекта на плоскости препарата, однозначно определяют объект и могут служить основой для решения задач видовой классификации.

25 Препарат 1 (фиг. 2) располагают на платформе 2, которая може-, перемещаться с помощью электромеханического привода 3, относительно оптической оси неподвижной оптической системы микроскопа 4. Препарат ос30 вещают источником 5 света через конденсор б.

384001

Изображение объектов проектируют на платформу 7, в которой имеется отверстие (сканирующая диафрагма). Платформа с помощью двух электромеханических приводов 8 и 9 при приходе исполнительных сигналов перемещается в любом из двух взаимно перпенди,кулярных направлений (по осям координат Х и У). Световой поток от изображения объектов, прошедший через сканирующую диафрагму, улавливается фотоприемником 10 и преобразуется в форму электрического сигнала с помощью формирователя il.

Сигнал с формирователя П подается на блок 12 слежения по контуру объекта и на блок 18 управления электромеханическим приводом 8. Другой выход формирователя i l электрически соединяют с блоком 14 возврата сканирующей диафрагмы, Сигнал с выхода блока 12 подается на вход блока 15, который определяет количество шагов в направлениях, параллельных координатным осям Х и У, для данного отрезка контура. Величина отрезка выбирается из условия изрезанности контура и требуемой точности аппроксимации контура ломаной линии. Кроме того, блок 12 электрически соединен с блоком 18 привода и блоком 1б управления электромеханическими приводами 8 и 9. Выходы блока 15 подкл очены к блокам 17 и 18 сравнения, генератору

19 и к блоку 20 коммутации направления, Выходы блоков 17 и 18 электрически соединяют с ключами 21 и 22. Кроме того, выходы блоков 17 и 18 подключают к входам блока

28 совпадений, выход которого подсоединяют к шинам обнуления блоков 17 и 18 и электрически связывают с блоком 14. Тактовый генератор 19 через ключи 21 и 22 подключают к блоку 20 коммутации направления и к вторым входам блоков 17 и 18. Выход блока 20 подсоединяют к входам бл ока 16. Блок 14 электрически соединен с блоком 12, блоком 15 и у правляющей шиной 24. Ключ шины 24 включается сигналом с блошка 12.

Рассмотрим работу устройства, позволяющего реализовать предлагаемый способ, Изображения микрообъектов формируются с помощью оптического микроскопа 4 и проектируются на диафрагму 7, которая расположена в поле изображения. С выхода фотоприемника 10 электрические сигналы поступают на формирователь 11. При движении платформы 2 с препаратом 1 изображение объектов перемещается и в момент пересечения границы изображения объекта формирователь 11 подает сигнал на блок 18. Одновременно с формирователя 11 сигнал поступает на блок 12 слежения. Блок 12 подает сигналы блоку 1б и перемещает диафрагму. 7, осуществляя слежение элементарного отрезка контура объекта с регистрацией текущих координат этого отрезка. Значение текущих координат Х и У поступает на блок 15 определения проекции элементарного отрезка контура на осях Х и Y для перемещения диа ррагмы 7 по перпендикуляру к контуру.

После слежения элементарного отрезка контура объекта ключ шины 24 подключается и одновременно блок 15 выдает код проекций элементарного отрезка по осям Х и Y на блоки сравнения и подключает генератор 19. На вторые входы блоков сравнения поступают сигналы от генератора 19 через нормально замкнутые ключи 20 и 21.

Когда на блоках сравнения совпадают накапливаемые текущие коды (Х и Y) с кодами, заданными блоком 15, отключаются ключи

21 и 22. Входы блока 28 совпадений соединены с блоками 17 и 18 и после совпадения обоих кодов (Х и Y) осуществляется обнуление накапливаемых текущих кодов. Ключи при этом вновь замыкаются и начинается накопление кодов в блоках 17 и 18. Кроме того, сигнал обнуления из блока 28 подается на выход блока 14, где запоминается их количество.

Сигналы с генератора 19 через ключи поступают на блок 20 коммутации направления.

Блок 20 по сигналу блока 15 в соответствии с направлением проекций элементарного отрезка контура подключает сигналы генератора 19 на соответствующие шины (X; =1:У) блока 15 так, что диафрагма 7 перемещается в направлении, перпендикулярном элементарному отрезку контура. В момент пересечения диафрагмой 7 границы объекта, формирователь 11 подает сигнал на блок 14 о возвращении диафрагмы к основанию перпендикуляра (в текущую точку слежения). При этом блок 14 переключает блок 20 на движение в обратном направлении и начинает обратный отсчет количества сигналов обнуления, запом.ненных блоком 14. Одновременно из блока 14 в процессе обратного отсчета подается сигнал, отключающий ключ шины 24, для исключения повторного ввода информации в ЭВМ. В момент появления на счетчике блока 14 кода

«Нуль», означающего возврат диафрагмы в текущую точку слежения по контуру, подается сигнал на блок 12 о начале слежения следующего элементарного отрезка.

После прослеживания каждого очередного элементарного отрезка контура объекта и сканирования объекта по .перпендикулярам к этим отрезкам до пересечения диафрагмы 7 с границей объекта весь описанный ранее процесс повторяется до тех пор, пока в блоке слежения 12 не будет выработан сигнал «Конец слежения», возникающего по признаку

«повторного слежения начального отрезка».

Этот сигнал поступает на блок 13, и платформа 2 с препаратом 1 начинает перемещаться до момента, пересечения диафрапмой 7 границы следующего объекта.

Предмет изобретения

Споcoá сканирования произвольно ориентированно,.о объекта, например клетки, входя384001

Ар

Фvz 1

Фиг. 2 шей в состав биологического препарата, заключающийся в поэлементно-строчной развертке области, ограниченной контуром обьекта, отличающийся тем, что, с целью полу î

А

1 ! «г чения информации, инвариантной к повороту объекта в своеи плоскости, поэлементнострочную развертку ведут вдоль радиусов кривизны контура в каждой его точке.