Способ поиска изображений линейных объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и968833 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р М К з

С 06 К 9/46. (22) 3аявлеио 26. 05. 81(21) 3290076/18-24 с присоедивением заявки ¹â€” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 2310.82. Бюллетень № 39

)$3) УДК 681. 327. .12(088.8) Дата опубликования описания 23. 10. 82 (72) Авторы изобретения

A. A. Лукенюк и В, П. Маринец М физико-механический институт им. Г. В. Карп нко (71) Заявители и Специальное конструкторско-технологическое-бюро физико-механического института AH Украинской ССР (54) СПОСОБ ПОИСКА ИЗОБРАЖЕНИЙ ЛИНЕЙНЫХ

ОБЪЕКТОВ

1 2

Изобретение относится к автомати- ченных ограниченных разностных сигнаке и вычислительной технике, в част- лов, сравнении амплитуды суммарного ности к классу системы автоматическо- сигнала с пороговым сигналом с зараго распознавания и регулирования, и с . нее выбранной постоянной амплитудой может найти применение при автомати- и при превышении амплитудой суммарнозации процесса анализа изображений . ro сигнала порогового сигнала приняна пленочном носителе с покадровым тии решения об обнаружении протяженотображением информации, например ного линейного объекта f1) для поиска элементов изображений 10 Недостаток такого способа состоит объектов и определения их преимущест- . в невысокой точности поиска изображевенного направления. Линейные элемен- ний объектов. ты на изображениях являются простыми Наиболее близким к предлагаемому зрительными образами и им соответст-. является способ, основанный на повуют системы оросительных каналов, элементном сравнении сигналов яркосдороги, долины, горные хребты, геоло- >> ти от двух примыкающих .друг к другу гические структуры и другие протяжен- прямоугольных областей анализируемо. ные системы на фотоснимках. го кадра при последовательном измене. Известен способ поиска изображе- нии положения этих прямоугольных обний линейных объектов, основанный на 2 ластей B кадре. формировании амплитуды сигналов яр- Перебор положений сравниваемых костей от элементов изображения при прямоугольных областей в анализируего построчном сканировании, вычита- емом кадре производится с целью совнии амплнтуды сигналов, яркости одно- мещения одной из них с линейным элеименных элементов разложения изобра- ментом изображений, поскольку при жения соседних строк при последователь.25 этом осуществляется поэлементнов cpasНоМ построчном сканировании и после- нение яркостей линейного элемента довательном изменении направления ска- изображения и прилегающего к нему ,нирования, ограничении всех получен- участка фона„ в результате которого ных разностных .сигналов по амплитуде происходит обнаружение линейного элена одном уровне и суммировании пот - З0 мента изображения.

968833

Нзменение положения прямоугольной области - апертуры, осуществляется за счет ее углового перемещения в кадре в пределах угла 0-180(и линейного. передвижения относительно анализируемого кадра. На операцию поиска- 5 согласования положения прямоугольной

-апертуры с положением линейного эле( еента иэображения, затрачивается много времени. Время предъявления кадра для поиска и обнаружения на нем линей-10 ного элемента определяется скоростью линейного передвижения прямоугольной апертуры и числом направлений линейной развертки, которое зависит от .допустимого углового рассогласования 15 между направлениями прямоугольной апертуры (направлением развертки) - ° и линейным элементом изображения в момент их взаимодействия. Допусти-. мое угловое расоогласование выбирает-20 ся таким, чтобы обеспечить уверенное выделение, линейного элемента, предьявляемого на сложном поле в прйсутствии множества объектов другой информации (2) °

его недостаток заключается в невысокой скорости поиска.

ЦеЛь изобретения — повышение скорости поиска изображений объектов.

Поставленная цель достигается тем,, что согласно способу, основанному на построчном сканировании изображений объектов, вычитании амплитуд сигналов яркости одноименных элементов изображений объектов смежных строк, ( ограничении по амплитуде полученных разностных сигналов, суммировании их амплитуд и сравнении результирующей амплитуды с амплитудой первого порогового сигнала, и формировании второго порогового сигнала, дополни- 40 тельно суммируют первые по порядку амплитуды ограниченных разностных сигналов соседних элементов каждой строки в одном направлении, сравнивают суммарную амплитуду с амплитудой 45 второго порогового сигнала и по результату сравнения судят о необходимости дальнейшего сканирования изображений линейных объектов в других направлениях. 50

На Фиг. 1 представлена блок-,.схема устройства, реализуищего предлагаемы@ способ; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство включает телевизионный датчик 1, блоки 2 вычитания, элемен- ты 3 задержки видеосигнала на время длительности одной строки и элемента разложения соответственно, амплитуд- ный ограничитель 4, элемент 5., задерж- 60 ки видеосигнала на время длительности одной строки с отводами через время длительности сканирования одного элемента разложения изображения, сумматор 6, пороговый элемент 7, первый 65 ключ 8, датчик 9 строчных синхроим- . пульсов с периодом Tqz, триггер 10, счетчик .11, датчик .12 кадровых синхроимпульсов с периодом T<, ждущий мультивибратор 13, второй ключ 14, генератор 15. тактовых импульсов, блок 16 протяжки пленки, носитель информации, например пленка 17, кадр 18 с изображением на пленке.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 видеосигнала формирует электрический сигнал при строчной

И.кадровой развертках изображения.

Видеосигнал с кадровыми и строчными синхроимпульсами показан на диаграмме a . Видеосигнал с датчика непосредственно и через элемент задержки 3 поступает на блок 2 вычитания, где происходит вычитание амплитчды сигналов яркости одноименных элементов иэображения соседних строк. Разностные сигналы, свидетельствующие о наличии перепадов яркости между элементами изображения соседних строк, ограничиваются по амплитуде на одном уровне амплитудным ограничителем 4. Этим устраняется влияние абсолютной яркости иэображения на принятие решения. Нормированные по амплитуде сигналы на выходе ограничителя:4 показаны на соответствующей.диаграмме d. Здесь прямоугольниками условно показаны строчные синхроимпульсы, а цифрами обозначены разностные сигналы. С выхода ограничителя 4 нормированные по амплитуде сигналы поступают на элемент задержки с отводами 5, на выходах которого одновременно появляются все разност- . ные сигналы, сформированные за время сканирования одной строки. Эти разностные сигналы суммируются в сумматоое 6. При превышении амплитудой суммарного сигнала заранее выставленного порогового уровня в пороговом элементе 7 на выходе его формируется сигнал распознавания линейного объекта йа пленке. Эта часть. схемы работает в соответствии с ограничительной частью формулы изобретения, реализуя известный способ. распознавания линейных элементов изображения. Для поиска линейного объекта необходимо последовательно менять направление построчного сканирования анализируемого кадра в пределах угла 0-180 ., чтобы обеспечить совпадение направления прямолинейной границы иэображения линейного объекта с направлением строки.

По окончании полного цикла анализа одного кадра 18 блок 16 протяжки протягивает пленку 17 на один кадр, при этом для анализа предъявляется следующий за проанализированным кадр.

Одновременно с поступлением .на блоки 2 и 3 видеосигнала с телевизи968833!

Формула изобретения онного датчика 1 непосредственно и через соответствующий элемент 3 задержки поступает в соответствующий блок 2, где происходит вычитание амплитуд сигналов яркости соседних элементов разложения каждой атроки.

Разностные сигналы, свидетельствующие о наличии перепадов яркости между соседними элементами разложения в строке,.поступают на вход первого ключа 8, управляемого от датчика 9 строчных синхроимпульдов .(диаг рамма С ). С помощью датчика 9 и ключа 8 иэ видеосигнала вырезаются строчные синхроимпульсы (диаграмма и ). С выхода ключа 8 первый по порядку раэностный сигнал приводит к срабатыванию триггера 10, который

Формирует на выходе. прямоугольный перепад сигнала, прерываемый в конце строки, так как строчный синхроимпульс с датчика 9 возвращает триггер

10 в исходное состояние. Процесс формирования только по одному импульсу от первых по порядку разностных сигналов на каждой строке показан на диаграмме f. Импульсы с триггера. 10 поступают на вход счетчика 11, который подготавливаетая к работе в начале каждого кадра (сбрасыВание Содержимого счетчика ) кадровыми синхроимпульсами, поступающими от датчика кадровых синхроимпуньсов 12 (диаграмма6 ). Счетчик 11 просчитывает импульсы, поступающие от триггера 10 . за время сканирования одного кадра в одном направлении (диаграмма к ).

Эта операция эквивалента суммированию числа первых по,порядку ограниченных .сигналов каждой строки за время сканирования иэображения.в одиоМ направлении. При поступлении на счетчик 11 заранее определенного числа импульсов с его выхода снимается сигнал, включающий ждущий мультивибратор 13, который формирует импульс., длительность. которого соответствует времени анализа (Тц) одного кадра по всем направлениям строчной развертки в пределах угла 0-180 . Этот. импульс может быть прерван сигналом, поступающим с выхода порогового элемента 7, т.е. после обнаружения на кадре линейного объекта.

Работа ждущего мультивибратора иллюстрируется диаграммой а . Сигнал с выхода ждущего мультивибратора закрывает второй ключ 14 на время анализа кадра То, прекращая на это время протяжку пленки 17, так как на блок 16 протяжки за это время (Т©) не поступают управляющие импульсы от тактового генератора, синхронизи-! руемого кадровыми синхроимпульсами от датчика 12. Работа этой части иллюстрируется диаграммами m и п. Таким образом, при обнаружении на кадре за время его сканирования в одном направлении сложной структуры или линии произвольного направления (когда еще не определена ее ориентация), формируется сигнал, превышающий заранее выставленное его значение. Он запирает схему протяжки пленки. Кадр со сложной структурой остается в по10 ле зрения автомата на. время его полного анализа по всем направлениям или до обнаружения линейного объекта с фиксацией его расположения и направления. При попадании в поле зре- ния автомата кадра с "гладким" фоном или слабо пораженными помехами фоном суммарный сигнал на счетчике 11 не достигнет заранее установленного значения, схема протяжки пленки не блокирована, тактовый генератор 15 управ- ляет блоком 16 протяжки пленки и происходит смена кадров после сканирования их только в одном направлении— обеспечивается ускоренная протяжка

I . Введение дополнительных операций позволяет повысить скорость поиска изображений линейных объектов.

Способ поиска иэображений линейных объектов, основанный на построчном сканировании изображений объектов, вычитании амплитуд сигналов яркости одноименных элементов изображений объектов смежных строк, ограничении по амплитуде полученных разностных.

4 сигналов, суммировании их амплитуд .и сравнении результирующей амплитуды с амплитудой первого порогового сигнала, и формировании второго порогового сигнала, о т л и ч а ю щ и й45 с я тем, что, с целью повышения скорости поиска изображений линейных объектов, суммируют первые по порядку амплитуды ограниченных раэностных сигналов смежных элементов каждой

50 строки в одном направлении, сравнивают суммарную амплитуду с амплитудой второго порогового сигнала и по результату сравнения судят о необходимости дальнейшего сканирования изображений линейных объектов в других направлениях.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 630524, кл. 6 06 К 9/13, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 597274, кл. G 06 К 9/13, 1976 (прототип) °

968833 ю г s е

Составитель T. Ничипорович

Редактор Н. Рогулич Техред,A.Áàáèíåö Корректор Л. Бокиан

Заказ 8177/78 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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