Автоматический анализатор параметров совокупности объектов

 

О П И С А Н И Е < I4748I2

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 18.04.73 (21) 1913618/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 25.06.75 Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 13.01.76 (51) М. Кл, 6 06f 15/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УД1х 681.14.523 (088.8) (72) Автор изобретения

И. Н. Гуглин (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ПАРАМЕТРОВ

СОВОКУПНОСТИ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к технике авто»атического выделения и анализа стохастичесКНх полей, состоящих из отдельных объектов, и может быть использовано для высокоскоростного анализа сложных структур, встречающихся в биологии, физике невесомости, материаловедении, пищевой промышленности, астрономии, а также во многих других отраслях науки и техники. Особо важное значение оно может иметь в медицине для диагностики опухолевых и предопухолевых заболеваний при использовании препаратов (например, мазков) эпителиального поля, Известны устройства для анализа параметров совокупности объектов, содержащие задающий генератор, регистрирующий и видеоконтрольный блоки.

Известные устройства не позволяют осуществить электронный поиск объектов при использовании стандартной развертки и стандартной телевизионной камеры, обладают малой скоростью анализа, допускают многократный анализ некоторых объектов и т. д.

К тому же известные устройства не позволяют определить координаты центра анализируемых,параметров с высокой точностью, сложны по конструкции.

Цель .изобретения — повышение быстродействия, исключение повторного анализа объектов и увеличение точности определения координат центра анализируемых параметров.

Для этого в предлагаемом устройстве анализатор дополнительно содержит четыре схемы сравнения, блок управления, два счетчика координат, коммутатор, счетчики вычитания и сумы.рования, счетчики раз вертыва|ощей функции горизонтальной и вертикальной дискретизации, блок выделения верхнего импульса, пороговый блок, блок параллельной обработки и логический блок, выходы которого соединены с одним из входов блока параллельной обработки, счетчиком вычитания, счетчиком суммирования и видсоконтрольным блоком, а входы с четырьмя схемам:I сравнения, пороговым блоком и блоко» управления, входы которого соединены с задающим генератором, блоком выделения верхнего импульса, блоком параллельной обработки информации и первой схемой сравнения, а,выходы — со счетчиком координат и коммутатором, выходы последнего соединены со счетчиками суммирования и вычитания блоком определения IIoopz»II a T, а входы с двумя счетчиками координат, соединенными между собой и со второй и четвертой схемами сравнения, которые соед|шены соответственно со счетчикам и развертывающей функции горизонтальной и вертикальной дпскрез0 тизации, первый из которых соединен с выхо474812 дом задающего генератора и с первой и .второй схемами сравнения, а вторая — с входом задающего генератора, третьей и четвертой схемами сравнения, счетчики суммирования и вычитания соед|инепы соответственно с третьей и первой схемами сравнения и блоком определения .координат, блок параллельной обработки соединен с блоком выделения верхнего, импульса, пороговым блоком, регистрирующим блоком и блоком управления.

На фиг. 1 изображена функциональная схема анализатора; на фиг. 2 — процесс адаптивного формирования ограничивающего

«окна»; на фиг. 3 — блок-схема блока логики.

Устройство состоит из задающего генератора 1, выход которого через блоки управления 2, счетчик 8координат,,коммутатор 4 и счетчик вычитания 5 соединен с входами цифровых схем сравнения 6, В свою очередь, выходы счетчика 8:координат соединены с цифровой схемой сравнения 7, при этом задающий генератор 1 непосредственно через счетчик 8 цифровой развертывающей функции горизонтальной дискретизации соединен с обеими цифровыми схемами сравнения б и

7. Аналогично выход счетчика 8 через счетчик

9,координат, коммутатор 4 и счетчик суммирования 10 соединен с входами цифровой схемы сравнения 11, выходы счетчика 9 координат связаны с цифровой схемой сравнения 12, а счетчик 13 цифровой развертывающей функции вертикальной дискретизации, за пускаемый импульсами 14 частоты строк также соединен с двумя цифровыми схемами сравнения 11 и 12. Видеосигнал 15 изображения через блок 16 выделения верхнего импульса и пороговый блок 17 соединен с входами блока управления 2 и непосредственно через блок параллельной обработки 18 — с регистрирующим блоком 19, а выходы цифровых схем сравнения 6, 7, 11 и 12 через блок логики 20 связаны со вторым в одом блока параллельной обработки 18, а другие выходы блока логики 20, в свою очередь, соединены с входом счетчика вычитания б,и блоком управления 2. Между выходами коммутатора 4, счетчика суммирования 10 и счетчика вычитания 5 включен блок 21 определения координат. На вход видеоконтрольного блока

2 подключают выходной сигнал блока лоСР Г гики 20 и видеосигнал 15.

Блок логики (см. фиг. 3) состоит из триггеров 28 и 24 с раздельным запуском, а также логических ячеек совпадения «И» 25 — 29.

Анализатор работает следующим образом, Видеосигнал изображения 15, сформированный стандартной телевизионной камерой, подается на блок 16 выделения верхнего импульса и пороговый блок 17. В блоке 16 за счет временной задержки на одну строку и логической обработки одним из известных методов (например, методом перекрытий) удается выделить один импульс, расположен5

J0

25 зо

65 пый B верхней части каждогo,H3 3II3 III3IIph рмых объектов.

Пороговое устройство 17 представляет собой oбычную схему, работающую как триггер

Шмптта высокой чувствительности и малого г1лстерезиса.

Предполагают, что с начала прямого хода по кадру задающий генератор 1, запускаемый импульсами 14 частоты строк, начинает вырабатывать импульсы горизонтальной дискретизации, которые, пройдя через блок управле.Ièÿ 2, поступают на счетный .вход счетчика

8 координат. Емкость последнего выбирают таким образом, чтобы его заполнение происходило в момент окончания прямого хода строки. При этом па вход счетчика 9 координат поступает импульс отсчета координат по вертикали. Таким образом, запись координат ь счетчики происходит в цифровом виде синфазцо с движением луча IIo растру.

В момент появления «верхнего» импульса одного из объектов, блок управления 2 производит «запрет» прохождения тактовых импульсов на вход счетчика 8. При этом фиксированное значение координат верхней точки объекта с помощью управляющего импульса, посылаемого блоком управления па коммутатор 4, переписывается в счетчики вычитания 5 и суммирования 10.

Дальнейшая работа устройства подчинена целиком логике формирования ограничивающего «окна» для выделения данного объекта.

Счетчики 8 и 78 формирован".Isr цифровых развертывающих функций работают как и счетчики 8 и 9 от тактовых и строчных синхронизирующих импульсов, однако их работа непрерывна и значение записываемого в них кода соответствует текущим значениям координат.

При сравнении кода счетчика 3 с кодом счетчика 8 па выходе схемы сравнения 7 появляется импульс, временное положение которого соответствует значению К, на строке а. Этот импульс после совпадения с импульсом обьекта (см. фиг. 2) выдает сигнал, который с выхода блока логики 20 поступает через блок управления 2 на вход счетчика 3, переводя его значение в состояние Х,. Сравнение значения Х, на строке (п+ 1) снова выдает импульс,.который в цепи обратной связи переводит счетчик 3 в положение Х2, затем

Х, и т. д. до,положения Х, при котором значеппе конъюнкции Х„ ia = О.

Аналогичным образом импульсы с выхода схемы сравнения б после совпадения

Х„/х и = 1 в блоке логики поступают на счетчик вычитания 5.;При этом кодовая комбинация счетчика 5 будет соответствовать координатам — Хь — Х, — Х, и т. д. до значения — Х, Соответствующий выбор шага дискретизации по горизонтали позволяет в течение одного, кадра сформировать ограничивающее вытеснение по горизонтали, соответствующее

«размерам» выделяемого объекта.

474812

Формирование ограничивающего вытеснения по вертикали лишь частично отличается от формирования, описанного выше. Верхний ограничивающий импульс У, формируется с помощью схемы .сравнения 12, а нижний, от строки к строке за счет .цепи обратной связи от цифровой схемы сра внения 11 к ячейке совпадения У„ / а = 1 блока логики 20 к счетчику суммирования 10,и вновь к схеме 11 сравнения У„, на сравнивающие входы которой поступают, импульсы счетчика 13.

Блок логики (см.. фиг. 3) является цифровым устройством, формирующим сигнал ограничивающего «окна» и состоит из двух триггеров 28 и 24, на раздельные входы которых подаются импульсы схем сравнения.

При этом, если установка «1» производится импульсами Х,, а сброс, импульсами

Х„, на выходе триггера 28 формируется сиг ал вытеснения по горизонтали. Аналогично формируется и сигнал вытеснения по вертикали триггером 24.

Логическая ячейка совпадения 25 формирует импульсы смещения влево, подаваемые на вход счетчика вычитапия 5. Ячейка 2б формирует сигнал «окна», а ячейки 27 и 28— импульсы смещения границ «окна» вправо и вниз соответственно. Ячейка 29 формирует сигнал рамки, который может быть использован для контроля за процессом поиска на блоке 22.

Импульсы сигнала «окна» подаются на блок параллельной ооработки 18, который начинает работать по окончании формирования «окпа». На вход этого же блока поступают видеосигналы 15. Видеосигнал одного объекта может быть обработан в течение одного кадра (полукадра), если такую обработку производить параллельно по ряду уровней.

Результат анализа поступает к регистрирующему блоку 19, который работает одним из известных способов.

Для определения координат центра исследуемого объекта служит блок 21 определения координат. Координата центра объекта по горизонтали может быть выражена следующим образом:

Մ=˄+ " = — "+ —.".

Մ— Х, Х„Х„

2 2 2

Поскольку значения Х„/2 и X,/2 легко получаются па выходе счетчиков 8 и 5, для определения координат Х„достаточно произвести одну операцию сложения. Аналогично

Зо

55 получают и коо1здинату У„. Так как процесс формирования ограничивающего «окна» и анализ параметров одного объекта могут производиться за два полукадра (Т,.), следовательно, время анализа совокупности на Л объектов, имеющий круглую или эллиптическую форму, составит 1=ХТ,,.

Предмет изобретения

Автоматический анализатор параметров совокупности объектов, содержащий задающий генератор, регистрирующий и видеоконтрольные блоки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, .исключения повторного анализа объектов и увеличения точности определения координат центра анализируемых параметров, анализатор дополнительно содержит четыре схемы сравнения, блок управления, два счетчика координат, коммутатор, счетчики .вычитания и суммирования, счетчики развертывающей функции горизонтальной и вертикальной дискретизации, блок выделения верхнего импульса, пороговый блок, блок параллельной ооработки и логический блок, выходы которого соединены с одним из входов блока параллельной обработки, счетчи ком вычитания, счетчиком суммирования и видеоконТро;IbHbDI блоком, а входы с четырьмя схемами сравнения, пороговым блоком и блоком управления, входы которого соединены с задающим генератором, блоком выделения верхнего импульса, блоком параллельной обработки информации и первой схемой сравнения, а выходы — со счетчиком координат и коммутатором, выходы последнего соединены со счетчиком суммирования и вычитания и блоком определения координат, а входы — с двумя счетчиками координат, соединенными между собой и со второй и четвертой схемами сравнения, которые соединены соответственно со счетчиками развертывающей функции горизонтальной и вертикальной дискретизации, первый из которых соединен с выходом задающего генератора и с первой и второй схемами сравнения, а вторая — с входом задающего генератора, третьей и четвертой схемами сравнения, счетчики суммирования и вычитания соединены соответственно с третьей и первой схемами сравнения и блоком определения координат, блок параллельной обработки соединен с блоком выделения верхнего импульса, пороговым блоком, регистрирующим блоком и блоком управления.,:1, «

Составитель И. Фирсова

Тсхред Т. Курилко

Редактор T. Иванова

Корректор В. Гутман

Заказ 940/!379 Изд. ¹ 838 Тираж 679 Подписное

HI-П1ИПИ Государственного комитета Совета 1!Ннистров СССР по делам изобретений п открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент»

23

l ото Е ю- 1 .) 1 !!

11!