Устройство для распознавания линий в изображениях объектов Советский патент 1983 года по МПК G06K9/46 

Изобретение отно.сится к автоматике и может быть использовано при построении телевизионных устройств распознавания образов по выделяемлм краевым (граничным) линиям.

Известно устройство для распознавания линий в изображениях объектов, содержащее датчик видеосигналов, соединенный с первым и вторым генераторами импульсов, первьй логический элемент И, соединенный с вторым генератором импульсов и с .последовательно подключенными счетчиком, дешифратором и блоком индикации. В это устройство также входит блок формирования сигналов, логический элемент ИЛИ, блок задержки, блок дифференцирования, соединенный с датчиком видеосигнсша и с блоком формирования сигналов, и второй логический элемент И, один вход которого подключен к блоку формирования сигналов, другой вход через логический элемент ИЛИ подключен к первому генератору импульсов и к блоку задержки, а выход соединен с первым логическим эле1 ентом И и с блоком эадержки tn.

Однако это устройство не обладает высокой достоверностью распознавания в условиях действия помех, что связано с разрывом обратной связи, т.е. в тех случаях, когда хотя бы в одной строке разложения из-за действия шумов с выхода блока формирования сигнала не придет импульс от прослеж1 ваемого связного объекта на вторую логическую схему И.

Наиболее близкПям к предлагаемому является устройство, содержащее пер- .

10 вый блок задержки, счетчик импульсов, выходы которого подключены к входам дешифратора, первый и второй генераторы импульсов, логическую схему ИЛИ, элемент дифференцирования, на вход

15 которого подан входной сигнал, фильтр нижних частот, пороговые; элементы положительных и отрицательных значений сигнала, формирователи импульсов заданной длительности, коммутатора, де20тектор знака, второй блок задержки, регистр сдвига и третий генератор импульсов. При этом выход элемента дифференцирования видеосигнала подключен к входу фильтра нижних частот,

25 выход которого подключен к последовательно соединенным пороговому элементу положительных значений сигнала и первому формирователю импульсов заданной длительности и к последователь30но соединенным пороговому элементу отрицательных значений сигнала и вто рому формирователю импульсов заданно длительности. Выходы формирователей импульсов заданной длительности соединены- с. входами коммутатора, выход второго формирователя импульсов заданной длительности подключен также к-входу детектора знака, выход которого соединен с входом второго блока задержки. Выход второго блока задерж ки подключен к второму входу детекто ра з.нака и третьему входу коммутатора, выходы которого соединены с входами счетчика импульсов, а выходы по леднего подключены к информационным входам установки начального состояни регистра сдвига, выходы которого через- первый блок, задержки соединены с информационными входами установки начально-го состояния счетчика импульсов-и входами логической cxeivBJ. ИЛИ. Выход логической схекы ИЛИ соединен с третьим входом детектора знака и с четвертым входом- комм татора. Выходы первого генератора им пульсов соединены с соогветствуюцими входами первого и второго блока задержки. На его входы поданы импульсы частоты строк и частоты полей. Выход второго генератора икшульсов соедине ны с .соответствующими входами первого и второгр блоков задержки, коммутатора и счетчика импульсов. На его вход поданы импульсы тактовой частоты. Выходы третьего генератора им-, пульсов подключен к входам регистра сдвига. На его входы поданы импульсы частоты строк, частоты полей и такто вой частоты С2. Недостаток известного устройства заключается в невысокой надежности распознавания.. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что в известное устройство, содержащее фильтр нижних частот,подключенны к дифференцирующему элементу, вход которого является входом устройства, и к пороговым элементам, выходы кото рых соединены с первым и вторым .формирователями импульсов соответственно подключенными к одним входам первого коммутатора, другие входы которого соединены с первыми генератором импульсов, элементом задержки и ментом ИЛИ, а выходы подключены к первому счетчику, первый детектор си налов, входы которого соединены с вто рым формирователем импульсов, с первым элементом -задержки и с первым элементом ИЛИ, а выход подключен к одному входу первого элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, входы котог рых являются входами устройства, первый регистр сдвига, подключенный к первому счетчику, соединенному с первым генератором-импульсов, и к одним входам BTopoiO элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ и лервого счетчика, первый дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика и второго генератора импульсов, введены последовательно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу первого дешифратора, формирователь сигналов знака, другой вход которого подключен к выходу первого детектора сигналов, второй детекторсигналов, третий элемент задержки, другие входы которого подключены к генераторам импульсов, а выход подключен к входу второго детектора сигналов, второй коммутатор, другие входы которого подключены к формирователю сигнала знака, к третьему формирователю импульсов и к первому генератору импульсов, и блок формирования выходных сигигшов, входы которого подключены к первому и второму генераторам импульсов, од«н выход соединен с входами вторых детектора сигналов и коммутатора, а другой является выходом устройства. При этом блок формирования выходных сигналов содержит либо последовательно соединенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к четвертому элементу задержки и к второму .дешифратору, выход которого является другим выходом устройства, либо последовательно соединенные ч.етвертый элемент згщержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока,, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока, и второй регистр, входы которого являются третьими входами блока, а выходы соединены с четвертым элементом, задержки. На фиг.1 представлена блок-схема устройства с одним вариантом конструктивного выпрлнения блока формирования выходных сигналов; на фиг.2 - другой вариант конструктивного выполнения блока формирования выходных сигналов. Устройство включает дифференцирующий элемент 1, фильтр 2 нижних частот, первый 3 и второй 4 пороговые элементы, первый 5 и второй б формирователи импульбов, первый коммутатор 7, первый детектор 8 сигналов, первый элемент 9 задержки, первый счетчик 10, первый;дешифратор 11, первый регистр 12 сдвига, второй элемент задержки 13 первый элемент 14 ИЛИ, третий формирователь 15 импульсов, второй коммутатор 16, формирователь сигналов зна ка 17, второй детектор 18 сигналов,. третий элемент задержки 19,первый 20 и второй 21 генераторы импульсов.и бло 22 формирования выходных сигналов, один вариант конструктивного выполне ния которого приведен на фиг.1, а другой на фиг.2. При этом в первом случае этот блок содержит второй эле мент , второй счетчик 24, четвертый элемент 25 задержки и второй деши |фатор 26, а во втором сшучае, кроме перечисленных выше элементов, он содержит дополнительно и второй регистр 27 сдвига. Устройство работает следующим образом. . Видеосигнал подается на вход диф. ференцирукяцего элемента 1, в котором устраняется постоянная составляющая видеосигнала и выделяются сигналы от перепадов яркости, т.е. формируется контурный сигнал. Контурный сигнал через фильтр нижних частот 2 подаетс на пороговые элементы положительных и отрицательных 4 значений сигнала. В каждый момент времени срабатывает не более одного порогового элемен та. Срабатывание чпоро1Х)Вых элементов 3 или 4 приводит к запуску формирователей импульсов заданной длительности 5 или 6 соответственно и при этом вырабатываются последователь нести импульсов единичной амплитуды, соответствующие разным ситуациям во входном сигнале. Эти последовательности импульсов поступают на коммутатор 7 и оттуда после объединения подаются на гход счетчика10, коммутатор 7, кроме того, управляет режимами работы счетчи ка 10, устанавливая его начальное состояние, соответствукнцее -коду числа, подающегося с выходом элемента 1 Зсщержки на информационные входы установки начального состояния счетчика 10, а также прибавляя (или вычита к этому коду (из этого кода) входной сигнал, подающийся через коммутатор с выходов формирователей импульсов 5 и 6 на аход переноса счетчика 10. Режим установки начального состоя ния счетчика 10 включается коммутато ром 7, когда на него подается соответствующий импульс с выхода генера тора импульсов 20. Включение режимов суммирования (или вычитания) входнсгго кода счетчи ка 10 к коду {из кода) числа, записанного по информационным входс1М установки начального состояния счетчик импульсов осуществляется кокв4утаторо 7 слелукйки м образом. Если код знака выходного сигнала формирователей импульсов 5 и 6 совпадает с кодом знака числа, Зсшисанного в счетчик 10 и хранящегося в элементе задержки 9, то счетчик 10 осуществляет операцию сложения числа. В противном случае, в счетчике 10 производится операция вычитания кода входного сигнгша из кода, записанного в счетчик 10 по- информационным входам установки начального состояния с соответствующих выходов элемента задержки 13. Соответствующим выходным сигналом генератора импульсов 20 обеспечивается синхронизация работы счетчика 10 с другими узла№1 устройства. Синхронизация работы элемента зсщержки 13 обеспечивается соответствующими выходными сигналами генераторов импульсов 20 и 21. Элемент 14 ИЛИ предназначен для индикации нулевого кода на выходах элемента 13 задержки. Когда этот код нулевой, то выходной сигнал элемента ИЛИ 14 также рааен нулю. Этот сигнал логического нуля подается на коммутатор 7, который независимо от кода знак-а входного сигнала включает в счетчике 10 режим сложения. , На детектор 8 подаются выходные сигналы формирователя импульсов 6, элемента ИЛИ 14 и элемента 9 задержки. Выходной сигнал детектора 8 соответствует коду знака числа, получившемуся в счетчике 10 после выполнения операции сложения (или вычитания).-Этот код совпадает с кодом знака числа,записанного в счетчик 10 с выходов элемента задержки 13, если этот код не нулевой. В противном случае код числа на выходе детектора 8 сбответствует кору числа выходного знака числа, с выхода детектора 8 подается для запоминания на вход элемента задержки 9 и при подаче, соответствующих разрешающих сигналов с выходов генераторов импульсов 20 и 21 подается с его выхода для определения нового кода знака числа и режима работы счетчика 10 (сложение или вычитание) в следующем периоде работы устройства распознавания прямых линий и краев отстоящем от данного на время Т. Выходные сигналы счетчика 10, соответствующие накопленному в нем коду числа просуммированных импульсов, подаются на соответствующие входь( дешифратора 11, где код результата накопления импульсов сравнивается с заданным порогом. Выходные сигналы счетчика 10 подаются -также на соответствующие информационные входы установки начального состояния регистра сдвига 12 для записи. В регистре сдвига 12 эаписываекый в него код с выходов счетчика 10 через несколько строк сдвига ется с помощью соответствующих выходных сигналов генератора импульсов 21; в сторону младших разрядов (в каждом такте) на один разряд, что соответст вует умножению накопленного в счетчи ке 10 кода на коэффициент 0,5. Умнож ние результата накопления на коэффициент 0,5 ограничивает накопление шу мов и увеличивает достоверность распознавания полезного сигнала при пре варительном накоплении. Выходные сигналы регистра сдвига 12 подаются на соответствующие входы элемента задержки 13 и запоминаются в нем на время т. Когда накопленным в счетчике 10 сигналом превышается порог дешифрато ра 11.и когда на дешифратор с соответствующего выхода генератора импульсов 21 подается разрешающий сигнал, служащий для обеспечения декорреляции накапливаемых на втором этапе им пульсов, то выходным сигналом дешифратора 11 запускается третий формирователь 15 импульсов -заданной длительности и одновременно формировате лем сигнала знака 17 фиксируется код знака выходного сигнала формирователя 15.. Принципиально работа второй ступе ни накопления не отличается от описанной выше работы первой ступени, отличие заключается в том, что длительность импульсов во второй ступени накопления выбирается больше, что бы обеспечить накопление полезных сигналов от всей длины обнаруживаемой линии. Кроме того, эти импульсы вьграбатываются формирователями 15 и 17 не в каждой строке растра, как это происходит в формирователях 5 и б, если на входы пороговых элементов 3 и 4 приходит соответствунвдий конту ный сигнал, а только в той строке, в которой выходным сигналом счетчика 10превьпиен порог, установленный в дешифраторе 11 и когда на вход де- шифратора 11 подан разрешающий сигна с соответствующего выхода генератора импульсов 21. При превышении накопленным в счетчике импульсов 24 кодом порога, установленного во втором дешифраторе 26, принимается решение, что в ана-, лизирующей сцене имеется искомая .линия. Пороги в первом дешифраторе 11и втором дешифраторе 26 устанавли ваются не обязательно одинаковыми. Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволяет существенно .повысить надежность устройства. Формула изобретения I. Устройство для распознавания линий в изображениях объектов, содержащее фильтр нижних частот, подключенный к дифференцирующему элементу, вход которого является входом устройства, и к пороговым элементам, выходы которых соединены с первым и вторым формирователями импульсов соответственно, подключенными к одним входам первого коммутатора, другие входы .которого соединены с первым генератором импульсов, элементом задержки и элементом ИЛИ, а выходы подключены к первому счетчику, первый детектор сигналов, входы которого соединены с вторым формирователем импульсов, с первым элементом задержки и с первым элементом ИЛИ, а выход подключен к одному входу первого элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами, импульсов, входы которых (ЯВЛЯЮТСЯ входами устройства, первый регистр сдвига, подключенный к первому счетчику, соединенному с первым генератором импульсов, и с одним входом второго элемента задержки, другие входы которого соединены с генераторами импульсов, а выходы подключены к входам первого элемента ИЛИ и первого счетчика, первый дешифратор, соединенный с выходами первого счетчика и второго генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности распознавания, оно содержит последова- . тельно соединенные третий формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу первого дешифратора, формирователь сигнала знака, другой вход которого подключен к выходу первого детектора сигналов, второй детектор сигналов, третий элемент задержки, другие: входы которого подключены к генератору импульсов, а выход подключен к входу второго детектора сигналов, второй коммутатор, другие входы которого подключены к формирователю сигнала знака, к третьему формирователю импульсов и к первому генератору импульсов, и блок формирования выходных сигналов, входы которого подключены к первому и второму генераторам импульсов, один выход соединен с выходами вторых детектора сигналов и коммутатора, а другой является выходом устройства. 2.Устройство по п.1, отличающее с я тем, что блок формирования выходных сигналов содержит последовательно соединенные четвертый элемент задержки, вход которого является одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом блока, второй счетчик, входы которого являются другими входами блока, а выходы подключены к четвертому элементу задержки и к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока. 3.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок формирования выходных сигналов содержит пооледаватёльно соёдикенные четвертый элемент задержки, входы которого являются одними входами блока, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход KOTOpot-o является одаим выходом блока, второй счетчик, вх&ды которого являются другими входами блока, а выходу подключены к второму дешифратору, выход которого является другим выходом блока, и второй регистр, вход которого являет

ся третьими входами блока, а выходы соединены с четвертым элементом задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 548873, кл. G Об К 9/46, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке J272663,

кл. G 06 К 9/46.

S/cuiHo/i

X lit f

г7

n

25

Фт.2