Устройство для распознавания прямого края объекта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««926691 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 17. 08. 79 (21) 2813873/18-24 с присоединением заявки М(23) Приоритет " (51)М. Кл.

G 06 К 9/00 бвеудефетеенный квинтет

СССР ае делен нзебретеннй н етхрытнй (53) УДК681. 327. .12(088.8) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень ЭЙ17

Дата опубликования описания 07.05. 82 (72) Авторы изобретения

В. В. Cepreee и И. И. Цуккерман (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ПРЯМОГО КРАЯ ОБЬЕКТА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении зрительных анализаторов роботов.

Известны устройства для распозна-вания прямого края объекта, содержа5 щие телевизионные датчики и электронные блоки, обеспечивающие выделение полезной информации из совокупности сигналов, поступающих с выходов телевизионных датчиков 313.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для распознавания пря" мого края объекта.

Это устройство содержит телевизионный датчик, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, блок вычитания, к первому входу которого подключен регис тр числа, и пороговый элемент, подключенный к выходу блока вычитания (2) .

Недостатком устройства является низкая достоверность распознавания произвольно ориентированного прямого края объекта.

Цель изобретения - повышение достоверности распознавания.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство для распознавания прямого края объекта введены группа счетчиков, первый коммутатор, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выходы - ко входам соответствующих счетчиков, второй коммутатор, входы которого подключены к выходам соответствующих счетчиков группы, фильтр низких частот, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, а выход - ко входу регистра числа и второму входу блока вычитания, и блок управ/ ления, вход которого соединен с вы- ходом блока вычитания, а выходы - с

1 ф

Устройство работает следующим образом. м

Изображение анализируется пофрагментно. Пусть в некотором фрагменте изображения размером и на m растровых элементов под каким-то произвольным углом расположен прямой край объекта. Процесс распознавания осуществляется в два этапа. Первый этап - приблизительное определение направления прямого, края. При этом в пределах фрагмента вдоль строки разложения выполняется .параллельное пространственное суммирование сигналов с выхода преобразователя 2 в соответствующих счетчиках 4. 1lo распределению накопленных сигналов в счетчиках 4 можно сделать вывод о расположении прямого края внутри фрагментов" изображения. Если прямой край расположен вдоль направ-. ления суммирования, то распределение сигнала характеризуется минимальной шириной и максимальной амплитудой перехода. Если прямой край расположен перпендикулярно, распределение,сигнала равномерное. При промежуточных положениях ширина и ампли- туда перехода в распределении сигнала определяет соответственно, наклон прямого края внутри фрагмента (фиг. 4 б), В связи с тем, что сум" мирование выполняется по выборке конечной длины и .яркость объекта может быть неравномерной, то возможны некоторые отклонения в распределении сигнала от идеального, поэтому для дальнейшей работы его необходимо сгладить. Это осуществляется фильтром 6 с помощью коммутатора

5, который последовательно подключает на вход фильтра 6 выходы счетчиков 4. После фильтра 6 сигналы подаются на второй вход блока 7 и через регистр 8 на первый вход блока 7.

Время задержки в регистре 8 определяется периодом следования тактовых импульсов, Таким образом, в блоке 7 вычисляется разность накопленных сигналов по амплитуде между смежными счетчиками 4, которая в случае двухградационных изображений соответствует тангенсу угла наклона прямого края объекта, Если эта разность превышает предварительно установленный порог в элементе 9, то на этом процесс распознавания заканчивается, если не превышает, устрсйство перехо25

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для распознавания прямого края объекта; на фиг.2структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы формирования импульсов для управления коммутаторами; на фиг. 4 — фрагмент изображения на первом этапе распознавания (а) и гистограмма распределения сигналов при суммировании вдоль строк (б); на фиг. 5 - фрагмент изображения на втором этапе распознавания (а) и разность амплитуд накопленных сигналов в смежных счетчиках (б) .

Устройство для распознавания прямого края объекта содержит телевизионный датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2, первый коммутатор 3, группу счетчиков 4, второй коммутатор 5, фильтр 6 низких частот, блок 7 вычитания, регистр 8 числа, пороговый. элемент 9 и блок 10 управления. Блок 10 управления содержит первый счетчик 11, первую схе- му 12 совпадения, первый триггер

13, второй элемент И 14, первый элемент И 15, элемент 16 памяти, второй счетчик 17, сумматор"18, вторую схему

19 совпадения, второй триггер 20, M третий счетчик 21, генератор 22 тактовых импульсов, четвертый счетчик 23.

3 92669 управляющими входами первого и второго коммутаторов.

Блок управления содержит последовательно соединенные первый счетчик, схему совпадения, первый триггер, элемент И и второй счетчик, соединенный с первым триггером, и последовательно соединенные элемент памяти, сумматор, вторую схему совпадения, второй 10 триггер, второй элемент И и третий счетчик, подключенный ко второму триггеру, генератор тактовых импульсов, вход которого подключен . к первому счетчику и элементу И, ts четвертый счетчик, вход которого подключен ко второму элементу И и генератору тактовых импульсов, а выход - ко второй схеме совпадения, выход элемента памяти подключен к пер-2в вой схеме совпадения, а вход - ко второму счетчику, выход первого триггера подключен ко входу второго эле- . мента И.

926 дит ко второму этапу распознавания.

Второй этап распознавания уточнение найденного направления прямого края. При этом обеспечивается изменение направления суммирования сигналов с выхода преобразователя 2 (фиг. 5 а). Сначала суммирование выполняется вдоль направления, определенного на первом этапе, а за" тем оно уточняется,т.е. направле - to ние суммирования сдвигаетсл с небольшим дискретом по обе стороны от найденного для нахождения наилучшего направления, при котором разность

: амплитуд накопленных - сигналов в смежных счетчиках 4 превысит предварительно установленный порог в we-. менте 9.

На данном этапе блок 10. формирует

m сдвинутых относительно друг друга zo серий по и управляющих импульсов в каждой. Это достигается следующим образом. Код .сигнала на выходе сумматора 18 изменяется с частотой строчных импульсов по линейному закону д где х - кооодината крайней левой точки фрагмента на i-ой строке; .,хо- опорная координата левого верхнего угла фрагмента;

4 х » приращение координаты х на каждом шаге;

m - размер Фрагмента в строках по вертикали.

При этом ах=х,„ х„ре„,)=1,2. ° к),. где хо р - определенное значение приращения координаты, т.е. тангенс угла наклона прямого края на первом этапе распознавания; х ь,чу ряд дискретных приращений координаты, предварительно записанных в элемент

16; к - число сдвинутых направлений относительно определен-! ного на первом этапе.

Значение Хопр с выхода блока 7 записывается в элемент-16. С каждым импульсом, поступающим на управляющий вход элемента 16 с выхода первого элемента И 15, считываются в сумма. тор 18 коды сигналов, соответству" ющие Хопр Чри равенстве кодов. сигналов на выходе счетчика 23 с кодами сигналов на выходе сумматора 18 во х = х - 1-1)ах (1=1,2,...,щ), З5

691 6 второй схеме 19 формируется импульс, переводящий триггер 20 в единичное состояние, сигнал с выхода которого будет разрешающим для второго элемента И 14. Если на втором управляющем входе второго элемента И 14 будет также разрешающий сигнал, то на его выходе формируется серия из и импульсов. Под действием импульсов блока 10 коммутатор 3 коммутирует сигналы с выхода преобразователя 2 на входы счетчиков 4 таким образом, чтобы из каждой серии m каждый и-ый сигнал направлялся в и-ый счетчик.4.

Как и на первом этапе, коммутатор 5 последовательно подключа- . ет выходы счетчиков 4 ко входу фильтра 6. При превышении разности амплитуд накопленных сигналов от смежных счетчиков 4 порога ограничения, установленного в элементе 9 (фиг. 5 б), на его выходе формирует-. ся импульс, указывающий на то, что в данном направлении расположен прямой край объекта. Таким образом, за счет реализации двухэтапной процедуры распознавания выбирается то направление, которое наиболее достоверно отражает истинное направление прямого края объекта.

Формула -изобретения

1. Устройство для разпознавания прямого крал объекта,,содержащее телевизионный датчик, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, блок вычитания, к первому входу которого подключен регистр числа, пороговый элемент, под ключенный к выходу блока вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности распознавания, оно содержит группу счетчиков, первый коммутатор, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выходы - к входам соответствующих счетчиков, второй коммутатор ;входы которого подключены к рыходам соответствующих счетчиков, группы, фильтр низких частот, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, а выход - к входу регистра числа и второму входу блока вычитания, и блок управления, вход которого соединен с выходом блока вычитания, а

926691 выходы - c управляющими входами первого и второго коммутаторов.

2. Устройство по и. 1. о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ ления содержит последовательно соединенные первый счетчик, схему совпадения; первый триггер, элемент И и второй счетчик, соединенный с первым триггером, и последовательно соединенные элемент памяти, сум- tO матор, вторую схему совпадения, второй триггер, второй элемент И и третий счетчик, подключенный ко второму триггеру, генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к 35 первому счетчику и элементу И, четвертый счетчик, вход которого подключен ко второму элементу И и генератору тактовых импульсов, а выход - ко . второй схеме совпадения, выход элемента памяти подключен к первой схеме совпадения, а вход - ко второму счетчику, выход первого триггера подключен ко входу второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 548873 кл. 6 06 К 9/00 1975.

2. Авдеев 8. П. и др. Йрямои краи как признак для выделения фигуры."Техника средств связи". Сер. "Техника телевидения", !977, вып. l, с. 96, рис. 9 (прототип).

926691

ЛР

NOD 4фУОМ

Составитель В. Верховский

Редактор Н. Безродная Техред И. Рейвес Корректор г Решетник

Заказ 2985/43 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4