Устройство для распознавания прямых линий и краев изображений

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()675435 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.08.77 (21) 2518005/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) П риоритет— (5I) М. Кл.

G 06 К 9/00

Госудорстоеииый комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 25.07.79. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 03.08.79 (53) УДК 681.327, .12 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Лукенюк, В. П. Маринец, А. А. Смердов и Б. В. Осыка

Специальное конструкторское технологическое бюро геофизического приборостроения физико-механического института АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ПРЯМЫ

И КРАЕВ ИЗОБРАЖЕНИЙ с = + 2 arctg — "-М вЂ” "ив +т Д,Р+3+а1уа„

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться для автоматического поиска, обнаружения и распознавания протяженных линейных объектов и изображений прямых линий, краев и границ на пленочном носителе (треки ядерных частиц, трубопроводы, кабельные линии, прямые края искусственных объектов, границы раздела областей разных структур и т.д.).

Известны устройства для поиска и распознавания изображений прямых линий и краев изображений, основанные на оптикомеханической развертке исследуемого изображения с последующей электронной обработкой сформированных сигналов (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее матрицу фотоприемников, подключенную ко входам блока обработки информации, и оптически связанные объектив и сканирующий диск с прорезями(2

Недостатком такого устройства является низкая надежность распознавания, связанная с дискретностью матрицы фотоприемников и постоянным углом наклона прорезей на сканирующем диске.

Цель изобретения — повышение надежности распознавания произвольно расположенных на поле протяженных прямых ли5 ний, краев и границ в условиях низкого контраста и пространственных помех.

Это достигается тем, что в известное устройство введена группа интегрирующих

to элементов в виде трапециевидных световодов, одни концы которых оптически связаны с элементами матрицы фотоприемников, а другие — со сканирующим диском, прорези которого выполнены в виде щелей, 15 углы наклона которых к радиусам, проходящим через их середины, определяются соотношением гдето.„-угол наклона и-ой щели; а и в — ширина и высота группы интегрирующих элементов

R — радиус окружности, проходящей через середины щелей.

675435

Формула изобретения

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит объектив 1, сканирующий диск 2 с прорезями, группу интегрирующих элементов в виде трапециевидных световодов 3, матрицу фотоприемников 4, блок 5 обработки информации.

Ширина и высота группы интегрирующих элементов в виде трапециевидных световодов 3 равны размерам анализируемого поля, а щели имеют прямоугольную форму, размещены они на поверхности диска равномерно по окружности, расстояния между ними равны ширине, а высота их — длине группы интегрирующих элементов 3.

Устройство работает следующим образом.

Перемещающееся изображение объекта распознавания проецируется об ьективом 1 на рабочую поверхность сканирующего диска 2. 3а время перемещения объекта распознавания в анализируемом кадре он сканируется прямоугольными щелями по всем направлениям, которые принимают щели за счет круговой траектории движения и разного угла наклона их относительно радиуса, проведенного к середине щели. Угол наклона каждой последующей щели, начиная со второй (принимая первую направленной по радиусу), определяется приведенным выше соотношением, что обеспечивает совмещение в процессе сканирования эталона — щели с произвольно расположенным на поле анализа искомым объектом— линией со сколь угодно большой точностью, вплоть до полного совпадения, определяемого соотношением скоростей вращения сканирующего диска и перемещения объекта распознавания. 3а рабочей поверхностью сканирующего диска 2, напротив проецируемого на него изображения анализируемого кадра, размещены перпендикулярно к радиусу сканирующего диска большие стороны трапециевидных световодов, образующих группу интегрирующих элементов 3. Световой поток, проходящий через щель на сканирующем диске, разделяется световодом по длине щели на число потоков, равных числу световодов, и передается к соответствующим фотоприемникам 4 матрицы. В момент совпадения любой щели на сканирующем диске с прямой линией или прямым краем изображения объекта на выходах всех фотоприемников одновременно образуются приращения электрических сигналов, которые поступают на входы блока 5 обработки информации,формируюшего сигнал автоматического распознавания.

Выпуклые элементы изображения ни при каких условиях не могут быть полностью совмещены с прямоугольной щелью. Одновременно приращение электрических сигналов об10

i0 и

Зо зю

»О разуется только на части фотоприемников, и блок обработки информации не сформирует сигнал распознавания.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными устройствами этого класса обеспечивает повышенную надежность автоматического распознавания прямых линий и краев изображений. Повышение надежности распознавания сводится к обеспечению высокого пространственного разрешения, определяемого только шириной анализирующей щели, что позволяет раздельно формировать сигналы распознавания от каждого из прямолинейных объектов, находящихся одновременно на анализируемом поле в присутствии объектов другой формы.

Предлагаемое устройство может быть эффективно использовано в системах автоматического поиска, обнаружения и распознавания объектов искусственного происхождения при обследовании больших плошадей, а также в системах автоматического анализа большого объема фотографического материала на пленочном носителе.

Устройство для распознавания прямых линий и краев изображений, содержащее матрицу фотоприемников, подключенную ко входам блока обработки информации, и оптически связанные объектив и сканирующий диск с прорезями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности распознавания, оно содержит группу интегрирующих элементов в виде трапециевидных световодов, одни концы которых оптически связаны с элементами матрицы фотоприемников, а другие — со сканирующим диском, прорези которого выполнены в виде щелей, углы наклона которых к радиусам, проходящим через их середины, определяются соотношением „+1 — Ы „= 2 агс1дЯЩ,"- „ где/„— угол наклона п-ой щели; а и в — ширина и высота группы интегрирующих элементов;

R — радиус окружности, проходящей через середины щелей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кульбеда В. E. Оптическая корреляционная обработка снимков с пузырьковых камер. «Оптическая и электрооптическая обработка информации», М., «Наука», 1974, с. 159. 2. Уилсон P. Оптические читающие устройства. М., «Мир», 1969, с. 105 — И1, 675435

Редактор С. Суркова

Заказ 4306 41

Составитель В. Верховский

Техред О. Луговая Корректор Г. Решетник

Тираж 779 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета ССС P по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4