Телевизионное устройство для контроля объектов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсиик

Социапистичесиик

Ресаубл

919164 (61) Дополнительное к акт. свил-ву (22) ЗаЯвлено 30.06 80 (21) 2952131/18 — 09 (51)М. Кл.

04 7/18

Ц р /А >/4 (53) УДК 621,397 (088.8) с присоединением заявки М

ВФ)чи ф т а кы

СССР аа делам изабретеннй и открытка (23)Приоритет

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень Ла 13

Дата опубликования описания 07,04.82 (72) Авторы изобретения

В. С. Вихман, Л. Ш: Гайнуллина и А. А. Абакумов

Уфимский нефтяной институт и Московский автомеханический институт (71) Заявители. (54) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к телевизионно-вычислительной технике и может быть использовано для контроля параметров дефектов в инстроскопии, для анализа изображений объектов в медицине и биологии. .5

Известено телевизионное устроиство для контроля объектов, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик, смеситель и видеоконтрольный блок, а также синхронизатор, исполнительный блок и последовательно соединенные блок стробирования и

10 анализирующий блок, при этом информационный вход блока стробирования подключен к выходу телевизионного датчика, а первый и второй управляющие входы подключены к пер вому и второму входу блока формирования стробирующих сигналов, состоящего иэ четырех цифровых блоков сравнения, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего счетчика фиксированных координат, установочные входы каждого из которых

20 соединены с выходами соответствующего переключателя, управляющий вход каждого из которых соединен. с выходом делителя частоты, вход которого соединен с первым входом счетчика строчных синхроимпульсов и с первым выходом синхронизатора„второй выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов и с вторым входом счетчика строчных синхроимпульсов, выход которого соединен с вторыми. входами первого и второго цифровых блоков сравнения, выходы которых соединены с первым входом генератора разрешающих импульсов, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом третьего и выходом четвертого цифрового блока сравнения, которые являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования стробирующих сигналов, и с входом ждущего муяьтивибратора, а выход первого цифрового блока сравнения подключен к первому входу первого ключа, выход второго цифрового блока сравнения соединен с вторым входом первого ключа через второй ключ, выход генератора разрешающих импульсов и выход ждущего мультивибpampa подключены к второму входу смесителя.

3 g1

В тгэвестном устройстве поиск обьекта осуществляется оператором на экране видеоконтрольного блока, а измерение и анализ — авТоМа!ически (1) .

Недостатками известного устройства является малое быстродействие и низкая точность контроля при анализе изображения, содержащего большое число объектов, так как объект может быть пропущен либо может сслектироваться оператором повторно.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности контроля.

Указатптая цель достигается тем, что в теле визионное устройство для контроля объектов, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик, смеситель и видеоконтрольный блок, а также синхронизатор, исполнительный блок и последовательно соединенные блок стробирования и анализирующий блок, при этом информационный вход блока стробирования подключен к выходу телевизионного датчика, а первый и второй управляющие входы подключены к первому и второму входу блока формирования стробирующих сигналов, состоящего из четырех цифровых блоков сравнения, первый вход ка>кдого из которых соединен с выходом соответствующего счетчика фиксированных координат, установочные входы каждого из которых соединены с выходами соответствующего переключателя, управляющий вход каждого из которых соединен с выходом делителя частоты, вход которого соединен с первым входом счетчика строчных синхроимпульсов и с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, и с вторым входом счетчика строчных синхроимпульсов, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго цифровых блоков сравнения, выходы которых соединены с первым входом генератора разрешающих. импульсов, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом третьего и выходом четвертого цифрового блока сравнетптя, которые являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования стробируютцих сигналов, и с входом ждущего мультивибратора, а выход первого цифрового блока сравнения подключен к первому входу первого ключа, выход второ.-о цифрового блока сравнения соединен с вторым входом первого ключа через второй ключ, выход генератора разрешающих импульсов и выход ждущего мультивибратора подключены к второму входу смесителя, введены блок определения смещения координат стробирующей рамки, цифроаналоговый преобразователь и блок памяти фиксированных координат, состоящий из лифференцирутощего блока, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам третьего ключа, выход которого соединен с первым входом коммутатора и с первым управляющим входом ассоциативного запоминающего блока, четыре информационных входа которого соединены с выходом коммутатора и с соответствующими входами блока определения смещения координат стробирующей рамки, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, а третий выход соединен с дополнительными установочными входами счетчиков фиксированных координат, первый и второй выходы цифроаналогового преобразователя соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами исполнительного блока, выход которого соединен с третьим управляющим входом блока стробирования, а третий управлятощий вход исполнительного блока соединен с выходом анализирующего блока и с вторым управляющим входом ассоциативного запоминающего блока, третий и четвертый управляющие входы которого соединены соответственно с выходом счетчика строчных синхроимпульсов и выходом генератора тактовых импульсов, а первый, второй и третий выходы ассоциативного запоминающего блока подключены соответственно к первому, второму входам генератора разрешающих импульсов и к входу ждущего мультивибратора, причем в ыходы счетчиков фик сиро ванных координат соединены с вторым входом коммутатора, а второй выход дифференцирующего блока соединен с третьим входом коммутатора и с управляющим входом блока определения смещения координат стробируюшей рамки, а вход. дифференцирующего блока соединен с первым выходом синхронизатора.

На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого телевизионного устройства для контроля объектов; на фиг. 2 — изображение телевизионного растра с одним объектом; на фиг. 3 — телевизионный растр после анализа нескольких объектов, общий вид.

Телевизионное устройство для контроля объектов содержит телевизионный датчик 1, смеситель 2, видеоконтрольный блок 3, синхронизатор 4, исполнительный блок 5, блок б стробирования, анализирующий блок 7, блок 8 формирования стробируюших сигналов, первый цифровой блок 9 сравнения, второй цифровой блок 10 сравнения, третий цифровой блок 11 сравнения, четвертый цифровой блок 12 сравнения, первый счетчик 13 фиксированных координат, второй счетчик 14 фиксированных координат, третий счетчик 15

9191 фиксированных координат, четвертый счетчик

16 фиксированных координат, первый переключатель 17, второй переключатель 18, третий переключатель 19, четвертый переключатель 20, делитель 21 частоты, счетчик 22 строчных синхроимпульсов, генератор 23 тактовых импульсов, генератор 24 разрешающих импульсов. ждущий мультивибратор 25, первый ключ 26, второй ключ 27, блок 28 определения смещения координат стробируюшей рамки, цифроаналоговый преобразователь

29, блок 30 памяти фиксированных координат, диффсренцирующий блок 31, третий ключ 32, коммутатор 33, ассоциативный запоминающий блок 34. 15

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал с телевизионного датчика 1 поступает «ереэ смеситель 2, где к нему за- 2о мешивается видеосигнал рамки с блока 8 формирования стробирующих сигналов (на вход видеоконтрольного блока 3). На экране видеоконтрольного блока 3 появляется изображение объектов и рамки со случайными ко- 25 ординзтами. Производится обрамление одного объекта, для чего в счетчиках 13 — 16 фиксированных координат посредством переключателей устанавливаются коды фиксированных координат, которые сравниваются с кодами текущих координат в цифровых блоках 9 — 12 сравнения. Коп текущей координаты накапливается в счетчике 22 строчных синхроимпульсов, поступающих с второго выхода синхронизатора 4, Код текущей координаты Х обра35 эустся на выходе генератора 23 тактовых импульсов, который синхронизируется строчным синхроимпульсом от синхронизатора 4. Изображение рамки формируется выходными. импульсами генератора 24 разрешающих импуль40 сов и ждущего мультивибратора 25.

При равенстве кода текущей координаты

У и фиксированной У, па выходе первого цифрового блока 9 сравнения появляется импульс, который отпирает первый ключ 26, 45 запирает второй ключ 27, устанавливает генератор 24 разрешающих импульсов в рабочий режим, например, включая его питание.

Импульсы генератора 23 тактовых импульсов проходят через первый ключ 26 на третий цифровой блок 11 сравнения, при равенстве

Х = X> на выходе этого блока появляется импульс, запускающий генератор 24 разрешакнцих импульсов. При Х = X2 импульс четвертого цифрового блока 12 сравнения выключает генератор 24 разрешающих импуль- 55 сов. В результате с его выхода через смеситель 2 на сигнальный вход видеоконтрольного блока 3 проходит серия отппраюших им64 6 пульсов при Х, < Х < Х2, и на экране формируется верхний горизонтальный участок рамки. В интервале У + У У, при равенствах Х = Х и Х = Х: выходные импульсы третьего и четвертого цифровых блоков

11 и 12 сравнения эзпускзют ждутций мультивибрзтор 25, в результате чего на экране формируются вертикальные стороны рамки.

При У = У, выходной импульс второго цифрового блока 10 сравнения отпирает второй ключ 27, включает генератор 24 разрешающих импульсов, который запускается импульсом третьего цифрового блока 11 сравнения

Х = Х, и выключается импульсом четвертого цифрового блока 12 сравнения Х = Х, последний импульс Х = Х2 проходит через открытый второй ключ 27 и запирает первый ключ 26. На этом заканчивается формирование иэмеритепьной рамки, Содержимое счетчика 22 строчных синхроимпульсов сбрасывается кадровым синхроимпульсом, поступающим с первого выхода синхронизатора 4. С помощью делителя 21, частоты, на вход которого поступают кадровые синхроимпульсы, устанавливается удобная для оператора скорость дискретного иэмерения фиксированных координат рамки при их регулировке. После обрамления изображения объекта замыкается третий ключ 32.

Кадровый синхроимпульс с первого выхода синхронизатора 4 проходит через дифференцирующий блок 31, импульс на первом выходе которого соответствует переднему фронту кадрового синхроимпульса, а импульс на втором выходе — заднему фронту. Импульс со второго выхода дифференцирующего блока 31 проходит через замкнутый третий ключ 32 и устанавливает коммутатор 33 в рабочий режим, з ассоциативный запоминающий блок 34 — в режим записи. Коммутатор 33 в рабочем режиме соединяет выходы счетчиков 13 — 16 фиксированных координат с соответствуницими информационными входами зссоцизтивно1о эапомщююшсго блока 34 и с входами блока 28олрсделсния смещения координат стробируюшей рзмки. В результате коды четырех фиксированных координат записываются в ассоциативный запоминаннций блок 34 и поступзнл в блок 28 определения смещения координат стробируюшей рамки, где вычисляются смещения hX и ЛУ (фиг. 2), на которые следует переместить изделие, контроля, чтобы изображение обрамленной части оказалось в центре растра, где минимальны геометрические и нелинейные искажения, з такжс неравномерность фона, что обеспечивает минимальную точность измерений, или дост верность анализа. В блоке 28 определения смещения

919164

Далее производится обрамление и анализ объекта и т. д. При этом на экране выдеоконтрольного блока 3 формируются изображения всех предьщущих положений рамки (фиг, 3), что обеспечивается работой ассоциативного запоминающего блока 34 в режиме выдачи информации. На третий и четвертый управляющие

55 координат стробирунпцей рамки вычисляются также фиксированные координаты рамки

- lI 4 II 4

Х1, Х2, У, Уэ в ее центрированном положе- нии, при тех .же размерах.

Смещение АХ; Л У равно координатам 5 центра рамки относительно новых осей координат Х У. с центром 0 .

Новые координаты центрированной рамки (((((/

Х,, Х, Ó, Yz относительно старых координат вычисляются с учетом координат старого начала относительно новых координат 0 (— Хр", — Y() l и фиксированных координат центрированной рамки в новых координатах.

Коды Хр и Ур р рассчитанные на стадии проек. тирования, заносятся в блок 28 определения 5 смещения координат стробирующей рамки при изготовлении или наладке устройства.

Импульс, соответствующий переднему фронту следующего кадрового синхроимпульса, с первого выхода дифференцирующего блока 20

31 отключает третий ключ 32, коммутатор:

33 и считывает из блока 28 определения смещения координат стробирующей рамки

ЛХ", ЬУ в цифроаналоговый преобразователь

29, а коды Х,, Х, У,, У вЂ” в счетчики 13

16 фиксированных координат.

Сигналы с выхода цифроаналогового преобразователя 29 воздействуют на исполнительный блок 5, который перемещает изделие на

ЛХ; АУ в плоскости ХУ. Направления пере- ЗО мещений определяются знаками кодов а Х; У цифроаналогового преобразователя 29.

После остановки исполнительного блока 5 на

его выходе появляется сигнал, который устанавливает блок 6 стробирования в рабочий з5 режим. Импульс с выхода третьего цифрового блока 11 сравнения оптирает блок 6 стробиро1 вания, а импульс с выхода четвертого цифрового блока 12 сравнения Х вЂ” Х2 запирает блок 6 стробирования, в результате видеосигнал с те- 4о левизионного датчика 1, соответствующий растру внутрицентрированной рамки, проходит через блок 6 стробирования на анализирующий блок 7, в котором производится измерение параметров объекта, или анализ изображения. 45

По окончанию анализа сигнал с выхода анализирующего блока 7 поступает на исполнительный блок 5, который перемещает изделие в исходное положение, и на второй управляющий вход ассоциативного запоминающего блока 34, устанавливая его в режим выдачи информации, 1 входы ассоциативного запоминающего блока 34 подаются коды текущих координат Х и У, при этом на его выходах вырабатываю1ся импульсы (т. е. происходит извлечение информации) согласно критерию: ири ((У вЂ” У ) Л (Х вЂ” Хи ))" ((У вЂ” Уи) (Х вЂ” Хи )) на выходе 1 при (У) У У ; ) n (X — Хг ) ч (Х вЂ” X „) на выходе 2

) при Х вЂ” Х на выходе 3 где Х,1, Х, У11, У2; — фиксированные ,координаты предыдущих положений рамки.

Импульс с первого выхода ассоциативного запоминающего блока 34 запускает генератор

24 разрешающих импульсов, с выхода которого на смеситель 2 поступает серия импульсов, формирующих горизонтальные контуры рамки.

Импульс с третьего выхода ассоциативного запоминающего блока 34 запирает генератор и

24 разрешающих импульсов. Импульсы со второго выхода ассоциативного запоминающего блока 34 запускают ждущий мультивибратор

25, с его выхода на смеситель 2 поступают импульсы, формирующие вертикальные контчры рамок.

Таким образом, работа устройства состоит иэ следующих этапов, Производится обрамление одного объекта. Фиксированные координаты рамки записываются в ассоциативный запоминающий блок 34, в блоке 28 определения смещения координат стробирующей рамки вычисляются координаты центрированной рамки и величина смещения изделия. Изделие перемещается в новое положение так, что объект располагается в центре растра, т. е. производится центрирование объекта и его рамки. Производится анализ иэображения объекта, Восстанавливается исходное положение изделия.

Производится обрамление следующего объекта, при этом на экране видеоконтрольного блока

3 проанализированные объекты остаются обрамленные (фиг. 3).

Синхронизатор 4 синхронизирует работу видеоконтрольного блока 3, телевизионного датчика ассоциативного запоминающего блока

34, эти связи на фиг. 1 не показаны.

Применение предлагаемого устройства позволяет автоматизировать центрирование объекта, т. е. повысить быстродействие контроля, повысить точность и надежность контроля при анализе изображепия, состоящего иэ большого числа объектов, за счет того, что проанализированные объекты остаются обрамленными (меченными), что позволяет избегать пропуска или повторного обрамления объекта, облегчить работу оператора, повысить точность выборки объектов одного вида из совокупности.

9

Формула изобретения

Телевизионное устройство для контроля объектов, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик, смеситель н видеоконтрольный блок, а также синхронизатор, исполнительный блок и последовательно соединенные блок стробирования и анализирующий блок, при этом информационный вход блока стробирования подключен к выходу телевизионного датчика, а первый и второй управляющие входы подключены к первому и второму входу блока формирования стробирующих сигналов, состоящего из четырех цифровых блоков сравнения, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего счетчика фиксированных координат, установочные входы каждого из которых соединены с выходами соответствующего переключателя, управляющий вход каждого из которых соединен с выходом делителя частоты, вход которого соединен с первым входом счетчика строчных синхроимпульсов и с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов и с вторым входом счетчика строчных синхроимпульсов, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго цифровых блоков сравнения, выходы которых соединены с первым входом генератора разрешающих импульсов, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом третьего и выходом четвертого цифрового блока сравнения, которые являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования стробирующих сигналов, и с входом ждущего мультивибратора, а выход первого цифрового блока сравнения подключен к первому входу первого ключа, выход второго цифрового блока сравнения соединен с вторым входом первого ключа через второй ключ, выход генератора разрешающих импульсов и выход ждущего мультивибратора подключены к второму входу смесителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности контроля, введены блок определения смещения координат стробирующей рам9164 1О ки, цифроаналоговый преобразователь и блок памяти фнксиоованных координат, состоящий нз дифференцирующего блока, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам третьего ключа, выход которого соединен с первым входом коммутатора и с первым управляющим входом ассоциативного запоминающего блока, четыре информационных входа которого соединены с выходом

1п коммутатора и с соответствующими входами блока определения смещения координат стробирующей рамки, первый и BTopoN выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, а третий выход соединен с дополнительными установочными входами счетчиков фиксированных координат, первый и второй выходы цифроаналогового преобразователя соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами исполнительного блока, выход которого соединен с третьим управляющим входом блока стробирования, а третий управляющий вход исполнительного блока соединен с выходом анализирующего блока и с вторым управляющим входом ассоциативного запоминающего блока, третий и четвертый управляющие входы которого соединены соответственно с выходом счетчика строчных синхроимпульсов и выходом генератора тактовых импульсов, а первый, второй и третий выходы ассоциативного запоминающего блока подключены соответственно к первому, второму входам генератора разрешающих импульсов и к входу ждущего мультивибратора, причем выходы счетчиков фиксированных координат соединены с вторым входом коммутатора, а второй выход дифференцируюшего блока соединен с третьим входом коммутатора и с управляющим входом блока определения смещения коор- динат стробируюшей рамки, а вход дифференцируюшего блока соединен с первым выходом синхронизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Либенсон М. H. и др. Автоматизация распознавания телевизионных изображений. М., "Энергия", 1975, с. 45 5", с. 70 — 74 (прототип).

919164

Корректор М. !1!арогни

Редактор С. Крупенииа

Иоднисное

Заказ 2166/43 Тираж 685

В!1ИИ!!!1 Госуларс гвенного комиаета СГ(Р по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Hfill "!!авен ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Yj

Yg (оставитель 11. Канатчикова

Техред T. Чаточка