Устройство для считывания и выделения изображений объектов на фоне помех
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИ Е(яязщ)я
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ
Ф
/ —. ,,г
/ (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22)Заявлено 04,03.81 (21) 3253257/18-24 (5! )М. Кл.
G 06 К 9/40 с присоединением заявки J4
Гееуаеретекииый комитет
СССР (23) Приоритет ио лелем изобретеиий и открытий
Опубликовано 30 . 09. 82 . Бюллетень № 36
Дата опубликования описания 30,09,82 (53) УДК 681. 325 (088.8) И. Я. Гольдштейн, В. В. Вильдермут, А. И. Шевко";Н. A. Галинский и Ю. В. Кошевой (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ
ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считывания и выделения изображений объектов при неравномерности освещения объектов и неравно5 мерности чувствительности телевизионного датчика, и может быть использо-
Ь вано для коррекции телевизионного изображения и в устройствах для счета и морфометрии биологических микрообъек- 1о тов.
Известны устройства для считывания и выделения изображений объектов на фоне помех, содержащие набор генераторов компенсирующих напряжений, сме- 15 шиваемых с телевизионным сигналом для подавления в последнем низкочастотной составляющей, имеющей период строчной или кадровой телевизионной развертки11). го
Недостатком данных устройств является невозможность равномерной компенсации фона по всему полю зрения из-за неточного совпадения формы и амплитуды компенсирующего сигнала с сигналом фона.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее телевизионный датчик, соединенный с аналого-цифровым преобразователем и компаратором, имеющим два уровня, процессор подчеркивания контуров изображения, вход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю, а выход соединен с первым входом подавителя шумов, второй вход которого подключен к компаратору, а выход соединен с сглаживающим фильтром 1.2).
Недостатком известного устройства является конструктивная сложность °
Цель изобретения - упрощение конструкции устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее телевизионный датчик, блок сравнения, первый вход которого подключен к источнику опорных напряжений, интегратор, вход которого соединен с выходом блоФормула изобретения
3 96300 ка сравнения, индикатор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, блок квантования, вход которого соединен с выходом интегратора, а вы" ход подключен к второму входу индикатора, введен дифференцирующий элемент, первый вход которого подключен к выходу телевизионного датчика, а выход соединен с вторым входом блока сравнения и дифференциальный усилитель, 1ф первый вход которого подключен к выходу телевизионного датчика, второй вход соединен с источником опорных напряжений, а выход подключен к второму входу дифференцирующего элемента.13
На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - упрощенная электрическая схема дифферен ирующего элемента и дифференциально= го усилителя на фиг. 3 - эпюры напря- о жений в разлйчных точках устройства.
Устройство содержит телевизионный датчик 1, блок 2 квантования, дифференцирующий элемент 3, дифференциальный усилитель 4, блок 5 сравнения, ис" точник 6 опорных напряжений, интегратор 7 M индикатор 8, носитель 9 информации.
Устройство работает следующим об30 разом.
Электрический видеосигнал, содержащий фоновую составляющую с периодом ст ро чной развертки и информационные сигналы от объектов, подается на входы дифференцирующего элемента 3 и диф-33
Ференцирующего усилителя 4. Поскольку размер биологических микрообъектов, совокупность которых наблюдается экспериментатором, например колония клею ток, существенно меньше длины однои строки. телевизионной развертки, то скорость изменения информационной составляющей видеосигнала будет соответственно выше скррости изменения фоновой составляющей. При прохождении ви- 43 деосигнала через дифференцирующий элемент составляющие видеосигнала будут преобразовываться в соответствии со скоростью их изменения, т. е. низко-. частотная фоновая составляющая, для которой дифференциатор будет являться фильтром нижних частот, будет существенно ослаблена, а фронты информационных сигналов будут переданы импульсами, амплитуды которых будут прямо $5 пропорциональны скорости их изменения, На фиг. За показана форма исходного видеосигнала, на фиг. 3б - (сплошной
8 ф линией) форма этого же сигнала на выходе дифференцирующего элемента.
Преобразованный укаэанным образом видеосигнал поступает в блок 5 сравнения, на другой вход которого подается напряжение от источника опорных напряжений 6, величина которого устанавливается экспериментатором равной амплитуде фоновой составляющей видеосигнала на выходе диффернцирующего элемента (пунктирная линия на фиг. 3б), В блоке сравнения опорное напряжение вычитается из подаваемого преобразованного видеосигнала (фиг. Зв). Результат вычитания поступает в интегратор, в котором сформирован сигнал без фоновой составляющей (фиг. Зг) . При этом амплитуда информационной составляющей видеосигнала будет воспроизводиться с ошибкой, величина которой будет определяться отношением скорости: изменения фона к скорости изменения информации, что на практике составляет не более 1ОФ от первоначального значения.
Предлагаемое устройство позволяет обнаруживать информацию от объектов, амплитуда которых меньше амплитуды фона. При длительности объектов вдоль строки сканирования равной, например
0,1t с, подобные объекты будут обнаруживаться, если их амплитуды будут составлять 0,1 от амплитуды фона.
Для повышения точности воспроизведения объектов дифференцирование видеосигнала в элементе 3 установлено зависимым от амплитуды видеосигнала.
Подаваемый на вход дифференциального усилителя 4 видеосигнал преобразуется в управляющее напряжение, подаваемое через RC-фильтр на базу управляемого транзистора Т, выполняющего функции регулируемого резистора дифференцирующего элемента 3. Порог регулирования устанавливается путем подачи опорного напряжения на второй вход дифференциального усилителя 4. Наличие этой це- пи авторегулирования позволяет получить дополнительный выигрыш в точности воспроизведения формы информационных сигналов.
Устройство для считывания и выде; ления изображений объектов на фоне помех, содержащее телевизионный датчик, блок сравнения, первый вход которого
5 96 подключен к источнику опорных напряжений, интегратор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, индикатор, первый вход которого подключен к выходу интегратора, блок квантования, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход подключен к второму входу индикатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит дифференцирующий элемент, первый вход которого подключен к выходу телевизионного датчика, а выход соединен с вторым входом блока сравнения, и диф3008 6 ференциальный усилитель, первый вход которого подключен к выходу телевизионного датчика, второй вход которого соединен с источником опорных напряжений, а выход подключен к второму входу дифференцирующего элемента.
И сто чни ки и нформации, принятые во внимание при экспертизе о 1. Быков P. Е. и Коркунов Ю. ф, Телевидение в медицине и биологии. Л., I
"Энергия", 1968, с. 129-133.
2. Патент США N 44007 44223 11, кл. 340146.3, опублик. 1978 (прототип).
963008
Тираж 731 Подписное
ВНИИПИ Государственно комитета СССР по делам изобретений и открытий
1130 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7517/72
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Т. Нигипорович
Редактор Н. Ковалева Техред M. Гергель Корректор Н, Буряк
