Устройство для восстановленияодносвязности изображенийоб'ектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВЕОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»1»805366 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020479 (21) 2744279/18-24 с присоедииеиивм заявки No (53)М. Кл

G 06 К 9/00,арствениый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23} Приоритет

Опубликовано 15.0281.Бюллетень Но б (53) УДК 681. 327, . 12.(.088. 8) ,1

Дата опубликования описания 150281 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОДНОСВЯЗНОСТИ

ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к системам автоматического анализа телевизионных изображений, и может быть использ8вано, например, в устройствах для количественного анализа (счета и измерения) форменных элементов крови, клеток, порошковых материалов и других объектов.

Восстановление односвязности изображений объектов предполагает такую операцию, при которой многосвязные изображения объектов с одним или несколькими отверстиями внутри, обусловленными световыми бликами, не- 15 равномерностью оптической плотности и другими факторами, преобразуются в односвязные (без отверстий) изображения тех же объектов. Восстановление односвяэности является необхо- 20 димой операцией при автоматическом анализе объектов телевизионными мето амн, позволяющей исключить грубые ошибки в счете и измерении объектов. . Известно устройство для восста- 25 новления односвяэности изображений объектов (устройство формирования модифицированных хорд), которое входит в состав устройства анализа измерений объектов содержащее датчик 30 с блоком нормирования видеосигнала по амплитуде, триггер, логический элемент НЕ-ИЛИ и блок задержки на период строчной развертки. Формирование модифицированных хорд, о6разующих односвяэное изображение .объектов, осуществляется триггером, запус» которого производится нормированным видеосигналом, а сброс — выходным сигналом .элемента НЕ-ИЛИ, на один из входов которого поступает нормированный видеосигнал, а на другой вход — задержанный блоком задержки на период строки выходной сигнал триггера (1).

Недостатком этого устройства является Низкая разрешающая способнрсть, обусловленная наличием черезмерной зоны парализа (тени), которая образуется даже у иэображений объектов простых (выпуклых) форм и может привести к слиянию смежных объектов.

Известно также устройство для коррекции связности изображений объектов, содержащее телевизионный датчик, соединенный с блоком нормирования видеосигнала по амплитуде, сигнал с выхода которого подан непосредственно через блок задержки

8053бб

35

45

65 на строку, на входы блоков определения начал и окончаний пауз между импульсами видеосигнала, образующих отверстия в изображениях объектов, а также содержит блок управления, триггер и логические элементы И и

ИЛИ (2), Это устройство образует минимальную зону парализа, которая имеет место для некоторых объектов сложной формы в области между направленными вниз ответвлениями и конфигурации объектов, Недостатком этого устройства янляется низкое быстродействие, которое не позволяет использовать его сонместно с телевизионными датчиками, работающими на вещательном стандарте разложения. Повышение быстродействия устройства приводит к усложнению и резкому увеличению объема устройства.

Наиболее близким по технической сущности является устройство восстановления односвязности изображений обьектов, содержащее последовательно соединенные теленизионный датчик и блок нормирования видеосигнала по амплитуде, элементы И, элементы НЕ, формирователь импульсов, кольцевые коммутаторы, блоки управления кольцеными коммутаторами, блоки задержки на период строки, триггеры чередования строк и формирования входного сигнала и логические элементы ИЛИ (3).

Одним из недостатков данного устройства является его громоздкость и сложность настройки. Для своей реализации при использовании стандартного (вещательного) телевизионного датчика устройство требует .до 400 одновибраторов, настраиваемых индивидуально, и свыше

1000 логических элементов И и ИЗМ.

Кроме того, устройство обладает низкой разрешающей способностью, обусловленной сравнительно низкой стабильностью длительности импульсов, генерируемых однонибраторами (1-2% и. более), определяющих величину, задержки сигнала. Из-за неста.бильности времени задержки практически реализуемая разрешающая способность устройства .не превыаает

50 элементов по строке.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение разрешающей способности устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для восстановления односвяэности изображений объектов, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик и блок нормирования видеосигнала по амплитуде, элементы И, элементы HE u формирователь импульсов, введены формирователь модифицированных хорн и селектор связных хорд, входы которого соединены с выходами телевизионного датчика, блока нормирования видеосигнала по амплитуде и первого элемента И, а выход — со входом первого элемента НЕ, вход формирователя модифицированных, хорд соединен с выходом блока нормирования видеосигнала по амплитуде и со входом второго элемента НЕ, а выход — с одним входом третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

НЕ и с одним входом первого элемента И, а выход через формирователь импульсов соединен с другим входом первого элемента И.

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства для восстановления односвяэности изображений объектов; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство для восстановления односвязности изображений объектов содержит телевизионный датчик 1, блок .2 нормирования видеосигнала по амплитуде, формирователь 3 модифицированных хорд, элементы И 4 — 6, формирователь 7 импульсов, например, дифференцирующую цепь и ограничитель по амплитуде, селектор 8 связных хорд, элементы НЕ 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы видеосигнала, возникающие в процессе сканирования изображения объекта на выходе телевизионного датчика 1 (фиг. 1), нормируются по амплитуде в блоке 2 нормирования. Нормированные импульсы исходного сигнала, образующие многосвязное (с отверстием внутри) изображение объекта (показаны утолщенными линиями на фиг. 2 а), поступают на формирователь 3 модифицированных хорд, с выхода которого снимается модифицированный сигнал (пунктирные линии на фиг. 2а ), образующий односвязное (без отверстия) изображение того же объекта и одновременно создающий зону. парализа (тень) .

Модифицированный сигнал поступает на один из входов элемента И 4, на другой вход которого в:качестве вычитающего сигнала подается исходный нормированный сигнал с выхода блока 2 нормирования, инвертированный элементом HE 10. На выходе элемента И 4 выделяется сигнал добавки (утолщенные линии на фиг. 2 6 ), т.е. та часть модифицированного сигнала, которая добавляется к исходному в, процессе восстановления односвязности в формирователе 3 модифицированных хорд.. Сигнал добавки поступает в формирователь 7, импульсов, на выходе которого образуются корот805366 кие импульсы, соответствующие мо.ментам окончания (задним фронтам) импульсов сигнала добавки.

Из рассмотрения фиг. 2 б, где пунктирной линией нанесены контуры объекта, видно, что задние фронты импульсов сигнала добавки, образующего полезную часть зоны парализа, расположенную в пределах отверстия в изображении объекта (эта часть оны парализа ликвидирует отверстие

Ь изображении объекта, устраняя тем многосвяэность), совпадают с импульсами исходного нормированного сигнала. В равной мере зто относится и к задним фронтам импульсов сигнала добавки, образующих относительНо полезную зону парализа, расположенную между ответвлениями объекта (эта часть зоны парализа способствует устранению разрывов в изображении объектов, что в ряде случаев необходимо для восстановления исходной конфигурации их). В то же время задние фронты импульсов сигнала добавки, образующих вредную зону паралиэа, не имеют совпадения с исходным сигналом (открыты на концах). ПоэтОму на выход элемента И 5, на первый вход которого подаются задние фронты сигнала добавки, а на второй вход— в качестве запрещающего — исходный нормированный сигнал, инвертированный элементом НЕ 10, проходят только те импульсы задних фронтов сигнала добавки, которые образуют вредную зону парализа (показаны на фиг. 20 кружками).

Эти короткие импульсы с выхода элемента И 5 поступают в качестве командных сигналов на первый вход селектора 8 связных хорд, на второй и третий входы которого подаются соответственно исходный нормированный сигнал и сигнал синхронизации (синхроимпульсы строк) от телевизионного датчика 1, необходимые для работы селектора.

На выходе селектора 8 связных

:хорд, в соответствии с алгоритмом его работы, выделяется совокупность импульсов, связанных между собой взаимным совпадением на каждых двух смежных строках развертки, в рассматриваемом случае — сигнал, образуюфрй вредную зону парализа.

Этот выделенный сигнал, инвертированный элементом НЕ 9, поступает в качестве вычитающего на один иэ входов элемента И 6, на другой вход которого подается модифицированный сигнал с выхода формирователя 3 модифицированных хорд. На выходе элемйнта И 6 (на выходе устройства) формируется сигнал (утолщенные линии на фиг. 2 6 ), образующий односвязное иэображение объекта с минимальной зоной парализа.

Следует отметить, что, если другой объект частично или полностью попадает в зону паралиэа, образован,ную модифицированным сигналом рассматриваемого объекта, слияние двух объектов не происходит, поскольку

5 для работы селектора 8 связных хорд достаточно иметь хотя бы один задний фронт (командный импульс), чтобы выделить всю совокупность взаимосвязанных импульсов, образующих

10 врЕдную зону парализа, в том числе и тех, задние фронты которых совпадают с исходным нормированным сигналом другого объекта.

Таким образом, введение формирова1$ теля модифицированных хорд и селектора связных хорд с одновременным изменением связей между элементами позволяет упростить известное устройство за счет сокращения количества

2О формирователей импульсов (с четырех до одного) и эа счет использования двух блоков задержки на строку (один из них входит в состав формирователя модифицированных хорд, другой — в состав селектора связных хорд) вместо четырех. Кроме того, поскольку блоки задержки, используемые в предлагаемом устройстве, не требуют применения одновибраторов и могут быть построены на любых элементах, обесЮ печивающих требуемые задержку и быстродействие (например, с использованием ультразвуковой линии задержки, регистров сдвига и т.п.), оказалось возможным исключить гро35 моздкие кольцевые коммутаторы, блоки управления кольцевыми коммутаторами и большое количество логических элементов И и ИЛИ, обслуживающих одновибраторы, что, помимо

4О значительного сокращения объема, позволяет повысить разрешающую способность предлагаемого устройства по сравнению с известным, в котором разрешающая способность ограничена недостаточной стабильностью длитель4> ности импульсов, формируемых одновибратором.

Использование предлагаемого устройства в аппаратуре для количественного анализа объектов позволяет по50 высить точность счета и изменения геометрических параметров объектов.

Экспериментальная проверка, проведенная на предприятии, показала, что при использовании предлагаемого

55 устройства вместо известного разрешающая способность увеличивается в

2-2,5 раза за счет чего погрешность счета объектов уменьшается с 8-10 до 3-4Ъ. По объему предлагаемое устройство оставляет не более 103 от объема, занимаемого известным, просто в настройке и надежно в эксплуатации ;

Формула изобретения

Устройство для восстановления .односвязности изображений объектов, 805366

Составитель О. Постников

Редактор Л. Конецкая Техред Л.Пекарь Корректор Е. Рошко

Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ. 10906/74

Филиал ППП. Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик,. и блок нормирования видеосигнала по амплитуде, элементы И, элементы HE u формирователь импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с:целью упрощения и повышения разрешающей способности устройства, оно содер-. жит формирователь модифицированных хорд и селектор связных хорд, входы которого соединены с выходами телевизионного датчика, блока нормирования видеосигнала по амплитуде и первого элемента И, а выход — со входом первого элемента НЕ, вход формирователя модифицированных хорд соединен с выходом блока нормирования видеосигнала по амплитуде и со входом элемента НЕ, а выход - с одним входом третьего элемента И, другой вход. которого соединен с выходом первого элемента НЕ, и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ и с одним входом первого элемента И, а вйход через формиро5 ватель импульсов соединен с другим входом первогб элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании М 1264807, кл. G 4 D опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 450203, кл. G 06 К 11/00, 1972.

3. Ситовенко В.A. Восстановление

35 односвязности изображений фигур при сканировании.- Автоматика и вычислительная техника, Рига, 1973, Р 3 (прототип) .