Устройство для подсчета плоских предметов Советский патент 1983 года по МПК G06M11/02 

Изобретение относится к телеви- . эионным средствам автоматического анализа изображений, используемых например, для измерения числа и площади предметов, произвольно распределенных на плоскости носителя изображений, и может быть использовано в робототехнике для подсчета количестт ва предметов на сцене и классификации по занимаемой ими площади, а также для подсчета и к хассификации биообъектов..

Известно телевизионное устройство, содержащее телекамеру, блок строчной развертки, выпОлнякяц й функцию поиска объектов, блок следящей развертки/ выполняющей .обход контура объекта кипп-реле, подключенное к выходу телекамеры, пиковйй детектор, подключенный к блоку .следящей развертки, схему антисовпадений, на один из входов которой подан сигнал с кипп-реле, а на другой вход подан сигнал с пикового детектора, к выходу схемы антисовпадений подключен счетчик С11.

Недостатком этого устройства является узкий диапазон размеров измеряемых частиц из-за ограничений, налагаемых кипп-реле и пиковым детектором а также неточность счета при

наличии в объектах визуальных отверстий, так как в устройстве нет селекции внешнего и внутреннего контура.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для подсчета плоских предметов, содержащее телевизионную камеру, входы которой соединены с первыми выходами блока строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выход которого через ко олутатор подключен к первым входам блока строчной развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первьв«1 входом счетного блока, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления. При этом вначале происходит выделение контурных линий чбъекта, затем , их отображение на следующую телетрубку, оптически связанную с телекамерой. В режиме поиска устройство работает . как обычная телевизионная система с построчной разверткой, а при попадании луча на изображение выделенной контурной линии на телекамере происходит переход в режим пошагового слёжения за контуром. Данное устройство не ограничивает диапазон размеров измеряемых частиц 2). -Недостатком известного устройств является невысокая точность/ так как при Наличии в частицах визуаль,ных отверстий происходит избыточный подсчет, а также сравнительно невысокая скорость подсчета из-за необходимости в предварительном выделеНИИ контуров для последующего их обхода. Цель изобретения - повышение точ ности устройства и увеличение скорости подсчета числа предметов, т.е повышение его быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для подсчета плоских предметов, содержащее те левизионную камеру, входы которой соединены с первыми выходгши блока строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выход которого через коммутатор подключен к первым входам блока строчной развертки и блока сл дящей развертки,-интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного .блока, второй вход которого подключен к тр тьему выходу блока управления, - вве, доны формирователи импульсов, ключ, блок дифференцирования м блок регис рации контура, которого через первый формирователь импульсов соединен с первым входок блока управления, четвертый выход кото рого подключен к второму входу блока следящей развертки, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления и с первым входом ключа, выход которюго подключен к входу интегратора, выход телевизионной камеры соединен с третьим вхо дом блока следящей развертки и чере блок дифференцирования - с третьим входом блока управления, трртий выход которого подключен к второму входу ключа, первый и второй выходы блока строчной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока управления, третий выход блока строчной развертки подключен к первому входу блока регистрации контура, к входу второго форми рователя импульсов, выход которого соединен с входом блока регистрации контура и с третьим входом счетного блока, второй выход блока следящей развертки подключен к третйе му вх:оду блока регистрации контура. Кроме того,, блок управления содержит элемент пгшяти, элемент задержки, элемент сравнения, селектор полярности, формирователь Импульсов элемент И и элемент неравнозначности, первый в1сод которого соединен .с первым входом блока уп|равленйя, третий вход которого -через формирова тель импульсов подключен к входу элемента неравнозначности, выход которого соединен с вторым вы-. . ходом блока памяти и с первым входом элемента И, выход которого подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого через селектор полярности соединен с вторым входом -элемента И, четвертый и пятый входы блока управления подключены к входам элемента памяти, первый выход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу элементд сравнения, выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход элемента памяти через элемент задержки подключен к второму входу элемента сравнения. Блок регистрации контура содержит блок считывания, блок стирания, блок записи и запоминающую электронно-лучевую трубку, входы которой соединены С выходами блока считывания, блока стирания и блока записи, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока регистрации контура, выход которого соединен с выходом запоминающей электронно-лучевой трубки. На чертеде представлена блок-схе- . ма устройства. Устройство содержит телевизионную камеру 1, блок 2 строчной развертки, блок 3 считывания, элемент памяти 4, блок 5 следящей развертки, блок 6 записи, элемент 7 сравнения, блок 8 дифференцирования, блок 9 управления, селектор 10 полярности, формирователь 11 импульсов, элемент неравнозначности 12, элемент И 13,элемент 14 за- . держки , коквлутатор 15, ключ 16, интегратор 17, дискриминатор 18, счетный блок 19, первый формирователь импульсов 20, запоминающую электронно-лучевую трубку 21, блок 22 регистрации контура, блок 23 стирания, второй формирователь 4 импульсов. Устройство работает следующим образом. Изображение проецируется на телевизионную камеру 1. В режиме поиска импульсы видеосигнала с камеры отсутствуют и устройство работает как обычная телевизионная система с построчной разверткой изображения, осуществляемой блоком 2 строчной развертки, который управляет блоком 3 считывания. При 11опадании электронного луча на перепад яркости на телевизионной камере возникает видеосигнёш, который на выходе блока 8 дифференцирования будет представлять собой Прямоугольный импульс, причем при перепаде темное - светлое будет положительным. а при .;перепаде светлое - темное будет отрицательным. После этого импуль поступает на формирователь 11 импульсов/ который на вход элемента неравнозначности 12 выдает только однополярные импульсы, независимо от полярности импульсов с блока 8 дифференцирования. На выходе селектора 10 полярности, на вход которого поступают, импульсы с блока 8 дифференцирования будут импульсы только в том случае, когда перепад яркости при движении луча был светло темное, т.е. перепЕщ фон - .предмет, что соответствует внешнему контуру предмета. При поступлении видеосигнала на первый вход элемента неравнозначности 12 и отсутствии его На втором .входе, который является выходом с первого формирователя 20 импульсов, на выходе элемента неравнозначности 12 возникает импульсный сигнал, который .поступает на вход коммутатора 15, переключающего работу блока 2 строчной развертки на работу блока 5 следящей развертки, а значит и работу блока 3 считывания наработу блока 6 записи. Начинается режим иепрерывного слежения рас фокусированным лучом по границе перепадов яркости и одновременная запись контура на экран запоминающей электронно-лучевой трубки 21 до совпадения координат исходной точки об.хода контура, занесенных в элемент памяти 4 и задержанных элеи№нтом задержки 14 для предотвращения срабаты вания элемента сравнения 7 в начатьный момент, и координаты конечной точки замкнутого контура. При этом на экране запоминающей электроннолучевой трубки 21 отобразится контур предмета. Эти же сигналы блока следящей развертки поступают через ключ 16, который отпирается элементом И 13, реагирующем на внешний контур предмета, на интегратор 17, который определяет площадь внешнего контура. Выход интегратора поступае в дискриминатор 18 с выхода которог сигналы поступают в счетный блок 19 который регистрирует распределения по площадям и увеличивает на единицу предыдущее число предметов по си налам с элемента И 13. После оконча ния обхода контура выходной сигнал элемента сравнения 7 поступает на вход коммутатора 15 и происходит пе ключение на работу строчной разверт ки и соответственно на работу блока I считывания, причем с т.ой же точки, которой произошл.а остановка зафикси элементом памяти 4. При дальнейшем сканировании изображения предмета на телевизионной камере и одновременно считываний с запоминающей электронно-лучевой трубки возникают видеоимпульсы с телекамеры и выходные сигналы запоминающей электронно-лучевой трубки, элемент неравнозначйости 12 не срабатывает и процесс сканирования продолжается, Затем происходит переключение на следящую развертку. Сигнал с выхода блока 5 следящей развё ртки не проходит в интегратор 17 йз-за того, что ключ 16 заперт, так как-с выхода селектора 10 полярности не поступает на вход элемента И 13. В этом случае не увеличивается и счет предметов, но внутренний контур отображается на экране запоминающей электронно-лучевой трубки 21 и дальнейшая работа устройства продолжается до следующего предмета или до окончания сканит рования всего кадра. При окончании сканирования кадра второй формирователь 24 импульсов запускает работу блока 23 стирания и выдает сигнал об окончании очередного счета в счетный блок 19, а блок 2 строчной раз вертки переводит сканирующий луч в исходное состояние и начинается новый цикл работы устройства. Устройство позволяет производить счет предметов при наличии в них визуальных отверстий, что невозможно сделать в.известном устройстве, так как обход контуров происходит не на CciMOM изображении, а на выделенных линиях контраста, что не позволяет отделить внешний контур предмета от визуальных отверстий. Данное устройство также обеспечивает увеличение, скорости подсчета предметов в два раза по сравнению с известным за счет совмещения операций выделения контура и его обхода. Формула изобретения 1. Устройство для подсчета плоских предметов содержащее телевизионную кгмеру, входа которой соединены с первыми выходами блока .строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выходш которого через коммутатор подключены к первым входам блока строчной развертки и блока следящей развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первьлм входом счетного блока, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены формирователи импульсов, ключ, блок дифференцирования и блок регистрации контура, выход которого через первый формирователь импульсов соединен с первым входом блока управления, четвертый выход кот орого подключен к второму входу блока следящей развертки« первый выход ко торого соединен с вторым входом бло управления и с первым входом ключа, выход которого подключен к входу интегратора, выход телевизионной камеры соединен с третьим входом блока следящей развертки и через бл (ифференцирования с третьим входо блока управления, третий выход кото рого подключен к второму входу ключа I первый и второй выходы блока строчной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым вход ми блока управления, третий выход блока строчной ра-звертки подключен первому входу блока регистрации кон тура и к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации контура и с третьим входом счет ного блока, второй выход блока следящей развертки подключен к третьему входу блока регистрации контура. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что. блок управления содержит элемент памяти, элемент задержки, элемент сравнения селектор, полярности, фор мирователь импульсов, элемент И и элемент нера нозначности. Первый вход которого соединен с первым входом блока упра ления, третий вход которого через формирователь импульсов подключен. к второму входу элемента неравнозначности, вьоход которого соединен с вторым выходом блока памяти и с первым входом элемента И, выход которого подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого через селектор полярности соединен с вторым входом элемента И, четвертый и пятый входы блока, управления подключены к входам элемента памяти, первый выход которого соединен с четвертым выходом блока уп равленйя, второй вход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с первым выходом блока управления/ второй выход элемента памяти через элемент задержки подключен к второму входу элемента сравнения. . 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок регистрации контура содержит блок считывания, блок стирания, блок записи и запоминающую электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с выходами блока считывания, блока стирания и блока записи, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока регистрации контура, выход которого соединен с выходом запоминающей электронно-лучевой трубки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 229590, кл. G Об М 11/02, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 433518, кл. G 06 М 11/02, 1972 (прототип) .