УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА Российский патент 1995 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения.

Известное устройство для распознавания объектов [1] содержит телевизионный датчик, пороговый блок, блок задержки, блок определения координат, блок селекции импульсов, блок селекции связанных хорд, анализатор, блок регистрации и клеммы для подачи кадровых и строчных синхроимпульсов. В результате преобразования видеосигнала в двухградационный и задержки его на время одной строки в блоке определения координат из текущего и задержанного сигналов выделяется первый импульс рассогласования в верхней части каждого из анализируемого объекта, который поступает в блок селекции импульсов. В блоке селекции связанных хорд выделяется взаимное совпадение соседних строк. Результат анализа через анализатор выдается в блок регистрации.

Указанное устройство обладает недостаточными функциональными возможностями, в частности не может определить координату центра тяжести фигуры.

Другое известное устройство для кодирования видеосигнала [2] содержит телевизионный датчик видеосигнала, пороговый элемент причем датчик видеосигнала оптически связан с объектом, генератор развертки, генератор тактовых импульсов, счетчик строк, первый и второй элемент НЕ, первый и второй элементы И, первый и второй счетчики тактовых импульсов, первый, второй и третий блоки ключей и блок суммирования. В результате преобразования наблюдаемого объекта в видеосигнал и кодирования его в двухградационный "0" и "1" пороговым элементом с помощью счетчиков и устройств управления на выходе третьего блока ключей выдаются координаты видеоимпульсов строк сканирования, на выходе второго блока ключей выдаются размеры видеоимпульсов строк сканирования, а на выходе счетчиков строк номер текущей строки.

Недостатком этого устройства также является недостаточная функциональная возможность, так как оно не позволяет формировать координаты центра тяжести хорд изображения объекта, а также находить центр тяжести изображения объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для кодирования видеосигнала [3] содержащее генератор развертки, телевизионный датчик видеосигнала, оптически связанный с объектом, счетчик строк, фильтр, генератор тактовых импульсов, три счетчика, пороговый элемент, коммутатор и сумматор. В этом устройстве формируются координаты центра тяжести хорд изображения объекта каждой строки. Устройство также позволяет получать коды размеров хорд и коды строк этих хорд.

Анализ работы устройства показал, что оно также обладает недостаточными функциональными возможностями, поскольку не позволяет находить центр тяжести изображения объекта.

В системах технического зрения ставятся задачи, такие как управления и регулирование, измерение и определение положения и ряд других. Для их эффективного решения необходимо выбирать минимальный набор признаков, содержащих максимальное количество информации об объекте. Одним из этих признаков является координата центра тяжести изображения объекта. Его универсальность состоит в том, что он инвариантен к положению объекта в поле зрения телевизионного датчика видеосигнала.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 развертки, телевизионный датчик 2 видеосигнала, оптически связанный с объектом 3, счетчик 4 строк, пороговый элемент 5, генератор 6 тактовых импульсов, делитель 7 частоты на два, первый 8, второй 9 и третий 10 счетчики, первый 11 и второй 12 триггеры, первый мультиплексор 13, коммутатор 14, второй мультиплексор 15, сумматор 16 и блок 17 ОЗУ.

Устройство работает следующим образом.

Телевизионный датчик 2 видеосигнала под управлением генератора 1 развертки преобразует изображение предъявляемого объекта 3 в видеосигнал, который поступает на пороговый элемент 5. После квантования на два уровня "0" и "1" видеосигнал подается на счетный вход первого триггера 11, который меняет свое состояние по заднему фронту импульса (переход "0" "1" видеосигнала), и управляющий вход первого мультиплексора 13, который при "0" подключает к выходу импульсы от генератора 6 тактовых импульсов непосредственно, а при "1" через делитель 7 частоты на два. Таким образом, третий счетчик 10 подсчитывает импульсы от генератора 6 тактовых импульсов до момента времени, когда видеосигнал имеет уровень "0", и каждый второй, когда уровень "1", до того момента, пока первый триггер 11 не изменить свое состояние по заднему фронту видеосигнала и не запретить подсчет их количества. Содержимое третьего счетчика 10 соответствует координате середины хорды изображения объекта в данной строке. Запуск генератора 6 тактовых импульсов осуществляется от генератора 1 развертки.

Размер текущей хорды изображения формируется в первом счетчике 8, который подсчитывает количество импульсов от генератора 6 тактовых импульсов, пока видеосигнал находится в высоком состоянии. Номер текущей строки изображения определяется по показанию счетчика 4 строк, вход которого подключен к второму выходу генератора 1 развертки.

Какую операцию осуществляют блок 17 ОЗУ (запись или чтение) и какие адреса подключены к адресному входу ОЗУ определяется четвертым выходом генератора 1 развертки (выход кадрового синхроимпульса). Его неактивное (высокое) состояние соответствует режиму запись в ОЗУ, и адресные входы подключены через второй мультиплексор 15 к выходу счетчика 4 строк. Данные на вход блока 17 ОЗУ поступают с выхода третьего счетчика 10.

Второй триггер 12 предназначен для ожидания первого видеосигнала высокого уровня, по которому он устанавливается в единичное состояние, которое сохраняет в коммутаторе 14 номер первой строки изображения объекта, поступающий со счетчика 4 строк.

Второй счетчик 9 подсчитывает размер изображения объекта по вертикали путем подсчета количества видеосигналов с высоким уровнем. Содержимое коммутатора 14 и сдвинутое на один разряд вправо (что соответствует операции деления на два) содержимое второго счетчика 9 суммируются в сумматоре 16 и поступают на первый вход второго мультиплексора.

По окончение кадра сигнал на четвертом выходе генератора 1 развертки становится активным (низким) и на выходе сумматора 16 считывается номер строки, соответствующий середине изображения объекта, который также является адресом, поступающим через второй мультиплексор 15 на адресные входы блока 17 ОЗУ, по которому считывается координата центра тяжести хорды изображения объекта.

Устройство для кодирования видеосигнала реализовано на микросхемах серий КР 132, КР 531, КР 555 и КР 597. В качестве телевизионного датчика видеосигнала была применена промышленная телевизионная камера КТП-64.

Предлагаемое устройство позволяет получать коды текущей строки, координаты центра тяжести хорд изображения объекта, квантованный видеосигнал, коды размеров хорд, код номера строки середины изображения объекта, код размера изображения объекта по вертикали и координату центра тяжести хорды, соответствующей середине изображения объекта.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения. Расширение функциональных возможностей устройства достигается за счет введения в него блока оперативной памяти, мультиплексора, делителя частоты и триггера. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА, содержащее генератор развертки, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами генератора тактовых импульсов, счетчика строк и телевизионного датчика видеосигнала, выход которого подключен к входу порогового элемента, выход которого соединен с входом первого триггера и счетным входом первого счетчика и является первым выходом устройства, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу второго счетчика, выход которого является вторым выходом устройства, комутатор, выход которого соединен с первым входом сумматора, третий счетчик, выход счетчика строк является третьим выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены блок оперативной памяти, два мультиплексора, делитель частоты, второй триггер, вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выход с первым входом коммутатора, второй выход которого подключен к выходу счетчика строк и первому информационному входу мультиплексора, второй информационный вход которого является четвертым выходом устройства и соединен с выходом сумматора, а тактовый вход с четвертым выходом генератора развертки и тактовым входом блока оперативной памяти, информационный вход которого подключен к выходу мультиплексора, адресный вход к выходу третьего счетчика, являющегося пятым выходом устройства, а выход является шестым выходом устройства, вход делителя частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов и первым информационным входом мультиплексора, а выход со вторым информационным входом мультиплексора, управляющий вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход к счетному входу третьего счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом первого триггера.