Устройство для обработки изображений Советский патент 1983 года по МПК G06T1/00 

, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок определеш- я эталонных значений координат содержит с первого по восьмой умножители, с первого по. пятый вычктатели, с первого по третий функщюнальные преобразователи, первый и второй регистры и элемент памяти, входы п ервого и второго вычитатепей подключены к входу блока и к выходу пятого умножителя, входы третьего вычитателяподключены к выходам первого и третьего умножителей,входы четвертого вычитателя подключены к выходам второго и четвертого умнож15-телей, входы пятого вычитателя под-. 1шюче1 Ы к вькодам первого вычитатнля и четвертого умнолштеля, вход первого функционального преобразова-теля подключен к выходу третьего вычитателяS входы первого, третьего;. 1 пятого и шестого умножителей подклк р1ены к входам блока, входы второго

ичетвертого умножителей подключены к входу блока и к выходу шестого умноухителя, входь седьмого умно;яителя подключены к выходам первого функционального преобразоватапя и -четвертого вычитателя, а его выход 5лод,к. к входу второго функциоьш,льногчэ преобразователя5 входы восьмого умнолштеля подключены к выходам первого функционального преобразователя и пятого вычитателя, а его выход подключен к входу третьего функционального преобразовате-Г Яэ информационные входы первого и второго регистров подключены к выходам второго и третьего функциональных преобразователей соответствершо, а их синхронизирующие входы -к входу блока, входы элемента памяти подключены к входам блока и к вь ходам первого и второго регистров, а выходы элемента памяти и регистров, являются выходами блока.

J.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ (Содержащее блок памяти, подкпюченньш к выходу блока фотоэлектронного преобразовашш, блок оп-j ределения признаков эталонного изображения и блок определения признаков текущего изображения, подключенные к выходам блока памяти, вычислительный блок, подключенный к выходам блоков определения признаков эталонного и текущего изображений, и блок управления, подключенный к блокам памяти, определения признаков эталонного и текущего изображений, о т л и ч а ющеесятем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности обработки изображе1шй, подверженных нелинейным преобразованиям типа квадратичных форм, оно содержит блок определения i эталонных значений координат, под(/) ключенный к выходам блока памяти, вычислительного блока и блока управления.

. - Изобретение относится к аЕтомат.мке и вычислительной те снике и мохет быть использовано в системах автомат ческой коррекции геометрических иска жений изобралсений, в системах телеви зионного слежения за подвижньп ш объе тами, в автоматизированных системах равле шя гфи дешифрировагши аэрофоТОС1В-П-1КОВ . Известны устройства д.ля обработки изображеннй, действие которых основано КЗ. сравнении характеристик текущего изображения, определенных в результате анализа входной хчартиbj;. с набором характеристик эталонных изоораженкй, накопленных в блоках памяти L Наиболее близки по гехнкчесдой сущности к пpeддaraR o r ..гляе.гся устройство, содерщаее Dj.oK памяки, подключензаш к выходу блока фотоэлек ровного преобразованкк,, бло-с oxio nS-ления признаков эталонного изображения и блок определения пркзкако текущего изображения, псдключеяные к: выходам блока памяти, вычлслитапь- блок, подключенный к вььсодзи бло ков определения признаков зч алсннсго и текущего изображенкт, и блок управле шя 5 подкл оченнь Й к блокам памятк, о редзл::;.ния признаков эталонного и текущего изображений fZj . Недостатком известного устройства яззляется ограниченность области его применения, обусловленная невозможностью обработки изображений, подвергнутых нелинейным искажениям типа квадратичшзх форм. Такие нелинейные искажения широко встречаются на практике, В частности, это искажения 1изображений на экранах телевизионных трубок, Бозншсающие за счет элект ронной оптики, и некоторых других приЦель изобретения - расширегше области применения известного устройства путем обеспечения возможности об-п работкрз изображений, подверженных непинейшагм преобразоваг-шям типа квадратичных форм, а именно преобразований вида -«3. , 3 .где u, V и X, у - соответственно координаты нормализу емого и эталонного изображения; (i,,2,3) коэффициенты нормализации . Поставленная цепь достигается тем, что в устройство, содержащее блок памяти, подключенный к выходу блока фотоэлектронного преобразования, блок определения признаков эталонного изображения и блок определения признаков текущего изображения, подключенные к выходам блока памяти вычислительньш блок, подключенный к выходам блоков определения признаков эталонного и текущего изображений, и блок управления, подключенньш к блокам памяти, определе1шя признаков эталонного и текущего изображений, введен блок определения эталонных значений координат, подключенный к выходам блока памяти, вычислительного блока и блока управления. Блок определения эталонных знач ний координат содержит с первого п восьмой умножители, с первого по пятый вычитатели, с первого по третий функциональные преобразователи, первый и второй регистры и элемент памяти, входы первого и второго вычита телей.подключены к входу блока и к выходу пятого умножителя, входы тр его вычитателя подключены к выходам первого и третьего умножителей, входы четвертого вычитателя подключены к вьгходам второго и четвертого умножителей, входы пятого вычитателя подключены к выходам первого вычитателя и четвертого умножителя, вход первого функционального преобразователя подключен к выходу трет его вычитателя, входы первого,третьего, пятого и шестого умножителей подключены к входам блока, входы второго и четвертого умножителей подключены к входу блока и к выходу шестого умножителя, входы седьмого умножителя подключены к выходам первого функционального преобразователя и четвертого вычитателя а его выход подключен к входу второго функ ционального преобразователя, входы восьмого умножителя подключены к выходам первого функционального праобразователя и пятого вычитателя, а ег выход подключен к входу третьего фун i.: 4 ционального преобразователя, икформациоиные входы первого и второго регистров подключены к выходам второго и третьего, функциональных преобразователей соответственно, а их синхронизирую1Щ1е входы - к входх блока, входы элемента памяти подключены к входам блока и к выходам первого и второго регистров, а выходы элемента памяти и регистров являются выходами блока. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2-11функциональные схемы возможной реализации блоков; на фиг.12 - временная диаграмма работы устройства. Устройство включает блок 1 фотоэлектронного преобразования, содержащий узел 2 развертки и узел 3 рецепторного поля, блок 4 управления, блок 5 памяти, блок 6 определения признаков эталонного изображения, блок 7 определения признаков текущего изображения, вычислительный блок 8 и блок 9 определения эталонных значений координат. Блок 1 преобразования изображений в электрические сигналы представляет собой, например, телевизионную камеру. Блок 4 управления (фиг.2) содержит двухчастотный генератор 10,счетчик И режимов, дешифратор 12 режима работы, коммутаторы 13 и 14,вентильные схемы 15-18. Коммутатор 13 представляет собой шесть двухвходовых .вентилей И,объединенных по схеме ШШ, коммутатор 14 выполнен в виде двух двухвходовых вентилей И,объединенных по схеме ИЛИ. I Блок 5 памяти (фиг.З) состЬит из аналого-цифрового преобразователя 19, буферного регистра 20, счетчака 21 адреса, оперативного запоминающего устройства 22, Блок 6 определения признаков эталонного изображения (фиг,4) вкдючает в свой состав функциональный блок 23 возведе1шя в квадрат, функциональные блоки 24-26 возведения в куб, умножители 27-38, сумматоры 3947, регистры 48-56. Блок 7 определения признаков текущего изображения (фиг.5) содержит функциональный блок 57 возведения в квадрат, функциональный блок 58 возведения в куб, умножители 59-64, сумматоры 65-71, регистры 72-78. 5J Вычислительный блок 8, структурн схема которого приведена на фиг.6,с стоит из узла 79, предназначенного определения обобщенных признаков изображения, и узлов 80-82, предназ наченных лля определения коэффици ентов нормализации. Узел .79 {фиг.7) содержит умножители 83-88, 90-95 и 99, вычитатели 96-98, сумматоры 100 и 101, функциональные блоки 89 и 10 вычисления обратных функций. Узлы 80-82 одинаковы по своей фу циональной структуре. Узел 80 (4ИГ содержит умножители 103-120,131-134 вычитатели 121-126, сумматоры 127130. В состав узла 81 (фиг.9) вхо.дят умножители 135-152, 163-166, вычитатели 153-158, сумматоры 159162. Узел 82 («г.Ю) включает умножители 167-184, 195-198, вычита тели 185-190, сумматоры 191-194. Блок 9 определения эталонных значений координат (фиг.П) содержит у 1йожители 199, 200, 202, 203, 205, 206, 211, 212, вычитатели 201, 204, 207, 209, 210, функциональный блок 208 вычисления обратной функции, функциональные блоки 2J4 и 215вычисления значений корня квадратного, буферное запоминающее устройство 213, буферные регистры 216и 217. Работа устройства для обработки изображений осуществляется в два этапа. На первом этапе - зтапе обучения, эталонное изображение ,характеризующееся некоторой функцией распределения яркости В(х,у) на гшоскости, преобразуется блоком 1 в электрические сигналы пропорциональ але яркости изображения в соответствующих точках поля зрения, Внешний сигнал Сброс устанав.лнвает в искодное состояние блоки 4 и 5« По внешнему сигналу Пуск блок 4 вырабатывает разрешанлцне сигналы Запись 1, Запись 2, которые , поступая на блок 5, обеспечивают прохождение на этот блок электрических сигналов с блока 1 и ИХ дальнейшую обработку. С помощью блока 5 производится квантование эталонного изображе1а1я по градациям яркости, по пространственным 35

координатам и промежуточное хране нйе кодов яркости точек этапонного изображения.

пространственным координатам, а также промежуточное хранение кодов яркости точек нормализуемого изобргшения. 2 При соо.тветствующих разрешаннцих сигналах Запись 1 и Запись 4 из блока 4, поступаншщх на блоки 5 и 6, цифровые коды, пропорциональные яркостям точек эталонного изображениЪ Вд(х,у) и соответствующие знаЧе1шя и 1фровых кодов координат точек х,у эталонного изображенияjс выхода блока 5 поступают в блок 6. В блоке 6 вычисляются смешанные моменты эталонного изображения из нечетных степеней координат поля зрения, т.е. функцилналы эталонного изображения по формулам AlBoVlj l i i V (.), ., ).l c|xc vj; в ilBlbllsU.U clxcJ ; %(8o)(MlxNdxdv}(8)- iSalM) CB obllBUMl j d cJy, j(o)-jjs: iixM j. . Полученная информация, определяющая класс изображений, подвергающихся нормализации, поступает в блок 8. На втором этапе - этапе нормализации, изображение, подвергнутое нели-./ нейным преобразованиям координат типа квадратичных форм (I), проецируется в блок 1J на выходе которого появляются сигналы, пропорциональные ярко- сти каждого элемента нормализуемого изображения. Блок 4 вырабатывает разрешающие сигналы Запись 1, Запись 2,.которые , поступая на блок 5, обеспечивают прохождение в этот блок электрических сигналов от блока 1 и их дальнейшую обработку. Работа блока 5 на зтапе нормализации аналогична его работе на этапе обучения. Здесь выполняется квантование нормализуемого изобргшения по градациям яркос:ги и Блок 4 вырабатывает сигналы Запись 1, Запись 3, поступающие еоответственно на блоки 5 и 7 и разрешающие прохозвдение значений цифровых кодов яркостей B(U,V) точек нормалиsyемого изображения и значений цифровых кодов координат u,v с выхода блока 5 на вход блока 7, где вычисляются смешанные моменты нечетных степеней координат поля зрения нормализуемого изображения по формулам (B)-p(u,v duev;f,(B)ilB(u.v)Utludvi . ,(u.vluciuclv-,4,.vluduJv/-, .,.,1.м..а..,.--- 93(B)(u.v). Полученные значения смешанных моментов эталонного и нормализуемого изображений поступают в блок 8,в котором сначала определяются обобщенные признаки изображения 1/о6и 1/& по фор-,„,„„,,, 30 .МуЛлМ /о1ФДбо))-, i/Л )Фг()1(о)-Ф:г(Во)Фз(о)Э5 х(,((Во)Фг(в2)срЛ8)-ФДВ„)9,(8) Л ВЛ ФДВо1 )Фз ( (8о)52(В2). ), а затем находятся величины шести неизвестных козффициенточ нормализации а,bj(i,,2,3) согласно формул ,vbj Hj/, Ы (/«)Ф2lB)Фз(ftl)Ф,B,tв) ()Фг(Во)Ф2() Л(Во)Ф.г(й)1(0о)(Во)Ф(В)х (В)(В)с1,(0)У, (6) ar4V«lWB)2(B2)P,(B)-cp(B). (в2),(в2НФ,(Во1Ф2(8) Л(Во)Фг(В)Ф1(,(Во1Фа() (В))Ф2(В)Ф,( (7) ) 25 о,(в)Р(((в) ((В2)Ф,{ВоК2((е)-Р(0о1Ф2(Во))2() (BoF3(8l)Pa(H;}, С8) ,(В)Ф,,(В),(В) X Фг(бо)Лв оиФз1Во)Ф,(8)Ф1(о)- ) Л &о) ) ) )-ФЛбо)Фз(в)Фз(, (9) Ч,))Р1(ба)ФДб1)Ф,(8)х (во))Ф2(Во)Фз(5)Фг(в1)-Ф7{6о} Рг(,ад4(р,(б,Ф,(8г)х хф,(В))Фг(е)Ф7(Ви; (0) :йК 2Ж :;-Фз(Во)Ф2(&о)Фг((Во)Фз() (е)Ф2(Во)Фз(В1)Фз(в). И Информация о цифровых кодах, пропорциональных яркостям точек нормализуемого изображения B(U,V), цифровьк кодах координат u,v из блока 5. и вычисление значения параметров а;,Ь; /«,-„ хTj ,,3/ ИЗ блока 8 поступают в блок 9. При соответствующих разрешающих сигналах из блока 4 в блоке 9 определяются новые значения зталоннь1х координат (координаты точек нормализованного изображения) по формуaU-b Vbalu-a) |bi(u-a, -а:,(-Ьз) , и производится запись значений яркости нормализуемого изображения по адресу, определяемому рассчитанными значениями координат нормализованного изображения. Обработанное таким образом изображение может быть использовано,например, для целей распознава1шя. Ниже приводится описаьше работы блоков устройства для обработки изображений. Блок 4 предназначен для управления работой всех остальных блоков .устройства. Блок 4 имеет наиболвшее количество конструктивных:связей с блоком 5 (фиг,1), поэтому целесообразно описьшать работу блоков совместно, со ссылкой на фиг.2 и 3, а также фиг,12. Работа блоков 4 и 5 разделяется не шесть режимов. 1. Режим записи эталонного изображения. По внешнему управлягацему сигналу Сброс, поступающему на входы блоIKOB 4 и 5, счетчик II режимов блока 4;ш счётчик 21 адреса блока 5 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние. Комбинация 000 разрядо с выхода счетчика I режимов поступ ет на входа дешифратора 12. По внешнему управлянмдему сигналу Пуск запускается двухчастотный за дакиций генератор 10, частота fj кот рого через коммутаторы 13 и 14 пост пает соответственно на входы За-.: пись 1 и Запись 2 блока 5. Вход Запись 1 связан с управляюп91ми вх дами аналого-цифрового преобразователя 19, буферного регистр 20, счетчика 21 адреса, а вход Запись с входом запоминающего устройства 22, На каждом периоде тактового сиг нала с частотой f| прои.сходит запись информации о яркости элементов эталонного изображения В (х,у), преобразованной в цифровой код,в бу ферный регистр 20 и запоминающее ус ройство 22. Одновременно с этим изменяется состояние счетчика 21 адреса и последовательно формируются адреса ячеек х,у запоминатацего устройства 22. После записи всех элементов эталонного изображения в запоминающее устройство 22 счетчик 21 адреса вырабатьшает сигнал Переполнение, который переводит счетчик 11 резкимов в состояние 001 и сам при этом устанавливается в исходное (нулевое) состояние. 2. Режим обучения. Выходная комбинация 00 счетчика 11 режимов в блоке 4 вьгаывает появление сигнала с выхода 1 дешифратора 12, который разрешает прохождение-тактовых импульсов с частотбй fg с выхода генератора 10 через 42 коймутатор 13 на вход Запись ка 5 и через вентильную схему |вход Запись 4 блока 6. В этом режиме информация с анало-, го-цифрового преобразователя 19 блока 5 не заносится в запоминающее устройство 22, которое работает только в режиме считывания. С выхода запоминающего устройства 22 на вход блока 6 поступают последовательности значений цифровых кодов яркости B(j(x,y ) , а с выхгэдоа счетчика 21 адреса - последовательности значе1шй цифровых, кодов номеров элементов X и у эталонного изображения. После повторного перебора всех значений адресов сигнал Переполнение с выхода счетчика 21 адреса поступает на вход счетчика 11 режимов и пе- : реводит его в состояние 010,а , блок 4 - в следующий режим. 3.Режим записи .нормализуемого изобралсения. . Комбинация разрядов 010 счетчика 11 режимов поступает на входы дешифратора 12 и активизирует выход 2 дешифратора, разрешая прохождение сигнала Запись 1 с частотой f через коммутатор 13 блока 4 на управляющие входы аналого-цифрового преобразователя 19, буферного регист™ ра 20, счетчика 21 адреса, и через коммутатор 14 на вход Запись 2 запоминающего устройства 22 блока 5. Г ,- . На каждом периоде тактового сигнала с частотой f происходит запись информации о яркости элемента нормализуе мого изображения B(U,V) , преобразованной в {Цифровой код, в буферный регистр 20 и запоминающее устройство 22. Одновременно тактовые сигналы с частотой f/j через коммутатор 13 поступают на вход счетчика 2 адреса,при этЬм состоянии счетчика адреса изменяется и последовательно формируется адрес соответствующей ячейки запоминаклдего устройства 22. После записи всех элементов нормализуемого изображения в запо1 1инакнце0 устройство 22 счетчик .21 адреса вырабатывает сигналы Переполнение и устанавливает счетчик 11 режимов в состояние 011, а сам при этом переходит в нулевое состояние. 4.Режим вычисления смешанных моментов нормализуемого изображения.

11

Комбинация Oil счетчика 11 режима, поступая на вход дешифратора12, активизирует его выход 3.При этом тактовые сигналы с частотой fy- задающего генератора 10 через коммутатор 13 блока 4 поступают на вход Запись 1 блока 5 и дальше на счетчик 21 адреса, а также через вентиль 15 на вход Запись 3 блока 7. При этом на вход запоминающего устройства 22 блока 5 не поступает информация с аналого-цифрового преобразователя 19, в то время как с выхода запоминающего устройства 22 и выходов счетчика адреса 21 на входы- блока 7 поступают соответственно последовательности значений цифровых лсодов яркости B(U,V) и цифровых кодов номеров элементов u,v нормализуемого изображения.

После перебора всех значений адресов элементов нормализуемого изображения сигнал Переполнение со счетчика 21 адреса переводит с етчик П режимов в состоя1ше 100 и сам устанавливается в исходное состояние.

G изменением состояния счетчика 11 режима активизируется выход 4 дешифратора 12, которьп делает возможным прохождение сигнала с частотой f через коммутатор 13 блока 4 на вход Запись 1 блока 5 и даль.ше на счетчик 21 адреса. Время полно го заполнения счетчика 21 адреса в этом режиме используется для задания- временной задержки, которая необходима для работы комбинационного вычислительного блока 8, который определяет непосредственно коэффициенты нормализации aj,b, (i,j 1,2,3) Информация с аналого-цифрового преобразователя 19, буферного регистра 20 и запоминающего устройства 22 блока 5 в работе не участвует,

После заполнения счетчика 21 адреса вырабатьшается сигнал Переполнение , переключающий счетчик 11 режимов в состояние 101, при этом сам счетчик 21 адреса устанавливается в нулевое состояние. Устройство переходит к выполнению следующего режима.

Комбинация 101 с выхода счетчика 11 режимов поступает на вход де51 5. 2

шифратора 12 и аквитизирует выход 5 дешифратора. Это разрешает прохождение тактовых сигналов с частотой f через коммутатор 12 на вход За5 пись 1 блока 5 и дальше на счетчик 21 адреса. Одновременно эти еигналы через вентили 17 и 18 поступают на управляющие входы Запись 5 и Запись 6 блока 9 определения эталонгых зна10 чений координат. При этом выходы счетчика 21 адреса используются для определения координат нормализованного изображения в блоке 9, а соответствующие значения цифровых кодов

15 яркостей элементов нормализуемого изображегшя с выхода запоминающего устройства 22 блока 5 переписываются в ячейки буферного запоминающего устройства блока 9 по адресам, рассчи20 тан1гым в этом блоке.

По окончании перебора всех элементов изображения на выходе счетчика 21 адреса вырабатьшается сигнал Переполнение, которьй переключает счет25 чик 11 режимов в состояние 110 и

переводит устройство в режим ожидания.

Для повторного запуска устройства для нормализации изображений необходимо подать на входы блоков 4 и 5

30 внешний сигнал Сброс и на блок 4внешний сигнал Пуск.

На фиг.4 представлена функциональная схема .блока 6 , работа которого описывается совокупностью формул (2). В режиме обучения значения яркос35тей точек эталонного изображения с выхода запоьшнающего устройства 22 блока 5 поступают на первые входы умножителей 30, 33 и 36, на вход функцирнального блока 23 возведения в квадрат и функционального блока 24 возведения в куб.

Значение координаты х, соответствующее выбранной точке изображения, с с выхода счетчика -21 адреса блока 5 поступает на первый вход умножителя 27, на вход функционального блока .25 возведения в куб, на второй вход умнохштеля 29. Значение координаты у с выхода счетчика 21 адреса бло0ка 5 поступает на вторые входы умножителей 27 и 28, на вход функционального блока 26 возведения в куб.

Распределение информации с блоков 25-29 осуществляется следующим образом. С выхода умножителя 27 значение произведения поступает на вторые входы умножителей 30-32, с выхода функционального блока 25 возведения а ку значение к поступает на первый вход Пшожителя 28, с выхода умножителя 26 значение уЗ поступает на второй вхоД умножителя 29, с выхода y iнoл ителя 28 значение произведения«х у п . ступает на вторые входы умножителей 33-35,с выхода умножители 29 значени зсу поступает на вторые входы умножи телей 36-38. Значение величины квадрата функци яркости В (х,у) некоторой точки эталонного изображения с координатами X, у поступает с выхода функционального блока 23 возведения в квад рат на первые входы умножителей 31, 34 и 37 , а значение величины В (х,у с выхода функционального блока 24 во ведения в куб поступает на первые ;;. входы умножителей 32, 35 и 38. С выхода умножителя 30 на вход i сумматора 39 поступает значение произведения BQ(х,у) ху, с выхода умнож теля 31 вход сумматора 40 - значение Вп(х,у) ху j с выхода умножителя 32 на вход сумматора 41 - значение В(х,у) ху, с выхода умногштеля 33 на вход сумматора 42 - значение в:мх,у) с выхода умножителя 34 на вход сумматора 43 - значение Bj}(x,y) ху, с выхода умножителя 35 на вход сумматора 44 - значение В(х,у) , с выхода умножителя 36 на вход сумматора 45 - знааение В(3() ху J с. выхода умноясителя 37 на вход сумматора 46 - значение ) ху с выхода умножителя 38 на вход сумматора 47 - значение В(к,у) Информация с выходов сумматоров I39-47 поступает на информационные входы соответствующих регистров 485б, выходы регистров 48-56 связаны с вторьши входами соответствующих сумМоторов 39-47, образуя схемы накащш заиищих сумматоров, Раэре-шаюгдий сигнал Запись 4 , в рабатываемый блоком 4 р посгупаегг на управляющие входы регистров 48-56. На каждом периоде сигнала Запись 4 осуществляется загшсь в регистры 4856 вычисленной информации, соответст вующей каждому элементу эталонного изображения, В результате перебора всех элементов определяются c 5eшaнные моменты эталонного изобралсе1здя согласно формул (2), которые записываются и хранятся в буферных регнст™ pax 48-56, На фиг. 5 представлена функцж нальная схема блока 7 определения признаков текущего изображения, работа которого описывается формулаЫ1 (3). В режиме вычисления смешаных ; моментов нормализуемого изображения значения яркостей точек нормализуемого изображения с выхода запоминагощего устройства 22 блока 5 поступают на первые входы сумматора 65, умножитепей 59 и 62, на вход функционального блока 57 возведения в к адрат и функционального блока 58 вознедения в куб. Значение координаты и, соответствующее выбранной точке нормализуемого изображения, с выхода счетчика 21 адреса блока 5 поступает на вторые входы умножителей 59-61. Значениекоординаты V с выхода счетчика 21 адреса блока 5 поступает на вторые входы умножителей 62 63 и 65. Значение в.еличины квадрата функции яркости в(и,у) некоторой точки нормализуемого изображения с координатами u,v поступает на первые входам умнойсителей 60, 63,а значение величины B(u,v) с выхода функхщонального блока 58 возведения в куб поступает на первые входа умноямтелай 60 и 63. С выхода умножителя 59 на вход сумматора 66 поступает значение произведения B(U,V)U, с выхода 1-:ножителя 60 на вход сумматора 67 - аначение В (UfV)u, с выхода умноядателя 61.на вход сумматора 68 - значение В (,u,v)u, с выхода умножителя 62 на вход сумматора 69 значение B(u,v)v, с выхода умножителя 63 на вход сумматора 70значение Б (u,v)v, с выхода умножителя 64 на вход сумматора 74 - значекие )v. Информация с выходов сумматоров 65-71 поступает на ишЬормационные входь соо гветствующих регистров 7278, выходы регистров 72-78 связаны с вторыми входами соответствующих сум- - маторов 65-71, образуя тем самым й5кап ливающие скемь сумматоров. Управляющий сигнал Запись 3 из .. блока 4 поступает на управляющие входь регистров 72-78 и осуществляет запись соответствующей информации в эти регистры на каждом периоде сигнала Запись 1, который соответствует каждому элементу нормализуемого изображения, После перебора всех элементов изображения определяются смешанные моменты нормализуемого изображенияп формулам (3), Выходная информация из блока 6 и блока 7 поступает в вычислительный блок 8, структурная схема которого приведена на фиг.6. Узел 79 (фиг,7) служит для определения обобщенных признаков изображения /о( 1/Л согласно формул (4).Узел 79 представляет собой комбинационную схему, содержащую умножители, сумматоры, вычитатели, функциональные блоки вычисления обратных функций. Работа узла 79 осуществляется сле дующим образом. Значение моментов {В{,) и (в} эталонного изображения с выходов блок 6 поступает на входы умножителя 83,с выхода которого произведение 2(Bg)9(Bj) поступает на первый вхо умножителя 90. На второй вход умножи теля 90 поступает значение момента ФЛВд), а на его выходе получается произв-едениеЧзСВ) %(о Ф (Вд), ко.тррое далее поступает на вход Умень шаемое вычитателя 96. 1 -tf Значения моментов Фд (В,,) и , (Во поступают на входы умножителя 84, с выхода которого произведение %(Bo)9j(B) поступает на первый вход умножителя 91.На второй вход умножителя 91 поступает значение мо мента Ф, (в|). Полученное произведе ние Ф (Вв)Ф,(В)Ф,(В) с выхода умножителя 91 поступает на вход Вы читаемое вычитателя 96. Значение ра.зиости произведений моментов, а именно величина (Во1 Ф,С8о)-Ф21ёо)%(В)Р,(9) поступает на один из входов сумматора 100. ; Значения моментов и %(Во) с вьрсода блока 6 поступают на входы умножителя 85, значение момента 9(Вц) - на вход умножителя 92, зна чения моментов 9 (Вд) иФ(В) на вход умнолмтеля 86, значение момента Ф (Вр) - на вход умножитедя 93. В результате выполнения операций умноже1шя, аналогичных описа шлм выше, с выхода умножителя 92 на вход Уменьшаемое вычитателя 97 по тупает произведение Ч-)(Вв ) а с выхода умнодителя 93 на вход Вычитаемое вычитателя 97 поступает произведение (В } Ф (Во)% (Вр). На выходе вычитателя 97 получается значегше разности этих двух нроизведений, т.е. величина Ф-j (80)7(0)х хФ,(Вр -Ф,(В„)Ф(В) %(BJ), которая далее поступает на второй вход сумматора 100, производящего операцию суммирования величин Ф(Во)х Х,(В2) М) - хФ,(в)Р,(в) иа,(Во)Фг(е«) %(BJ)- , -(BO) (Bo)i(Bc)- с выхода сумма-: тора 100 значение, равное (,(В)-Ф,(Во1Ф,(В|)1,(В) + Рз((в)ф. 10о)-яз((&о)я д в),; . поступает на один из входов сумматора 101. Значения моментов Ф (В) и ) поступает на умножитель 87, значение момента Ф: (Вд) - на вход умножителя 94, значения моментовФ,,(Во ) Фя (в) на входы умножителя 88, значение момента 9.j (BO) на вход умножителя 95. г.0 После выполнения операщш умножения с выходе умножителя 87 на первый вход умножителя 94 поступает произведение Ф (Во), (В) .Произведение Pi()q(B|) с выхода умножителя 94 поступает на вход Уменьшаемое вычитателя 98, На вход ВычиTaei oe вычитателя 98 поступает произведете Ф (Во)Ф2(В) cr(Bj) ,которое получается в результате работы умножителей 88 и 95.. С выхода вычитателя 98 на втррой вход сумматора 101 поступает величина Ф, (Во)Ф,(В)Ф(В|) -Ф,((В)х Х.Ф5(Вд) , которая сум Мруется с величиной. Ф,(Во) Ф, (В2) Ф,(В) -Ф(Во)х х,(В).Р,(В) + Ф,(Во)Ф(В)9ЛВ|) -Ф(Во)(В|)Ф(В). Выход сумматора 101 связан с входом функционального блока 102 вычисления обратной функции S который ;определяет величину. I/of (формула (4)3T-k На первый вход умножителя 99 поступает значение момента Ф(В. ). Значение момента Ф (в ) с выхода блока 7 поступает на вход функционального блока 89 вычисления обратной функции, с выхода которого на второй вход умно «;ителя 99 поступает величина 1/Ф, (В ). На выходе умножителя 99 получается величина I/at P(Bg)(B В процессе вычисления параметров 5/& «и l/ot значения моментов коорди нат элементов эталанного и нррмализу емого изображения поступают йа вхоffj умножителей 83-88, 90-95 и 99 и функционального блока 89 вычисления обратной функции одновременно. Узел 80 (фиг.В) предназначен для вычисления коэффициентов нормализаод а и Ь и представляет собой комбина ционную схему, состоящую из умножите лей, сумматоров, вычитателей и реали зующую формулы (5), (6) и (9). Работа узла 80 осуществлдется сле образо;. Значения моментов координат элементов эталонного изображения jj(Bg) и Ф (8 о) с выходов блока 6 поступают на входы умножителя 103, с выхода которого произведение Ф, (Вр)-Р (В) .поступает на первые входы умножителей 109 и 115. На вторые входы умножителей 109 и 115 с выходов блока 6 поступают соответственно значения моментов координат элементов нормали зуемого изображения (В ) и Полученное произведение (в1) X 1(Вд) с выхода умножителя 109 по ступает на вход Уменьшаемое вьзадта таля 12-1, а произведение Ф(в) -3 хФДВд) -с выхода умножителя 115 пост пает на Уменьшаемое вычитателя 122. На входы умножителя 104 с выхода блока 6 поступают значения моментов координат элементов эталонного изображения i(Bo) иФ(в|) , произведшшеФ ) которых с выхода умножителя 104 поступает на первые входы умножителей ПО и П6. На вторые входы этих умножителей поступают соответственно значения моментов координат злементов нормагизуемого изображения (8) ) с выходов блока 7. Полученное произведение «PjJB )Фз(Во) i (В) с выхода умиолш теля 110 поступает на вход Вычитавмое вычитателя 121, а произведение Ф;( В )Ф,(в2)Ф(В) с вьпсода умножителя; 116 поступает на вход Вы читаемое вычитателя 122. С вю;одов вычитателей 121 и 122 разности Ф(В) Р,(В)Ф1.(В5) (8)(8) %(8|) и 4(B)fj(B)P,(B2) -(B)R(Bj)K хФ, (Вд) поступают соответственно ка входы с тчматоров 127 и 128. 42; 18 1а входы зт ножителя 105 с выходов блока 6 поступают значения моментов ) иР(В) , с выхода умно;«ителя 105 произведение - {В )Ф() поступает на первые входы умножитегтай П 1 и П 7 с На вторые входы этих умножителей с выходов блока 7 поступают соответственно значения моментов координат элементов иормализуемо-го изрбралсенияСР;2(В) и -j(B). Произведете Ф, (Во)Ф2{В)Ф,(8р с выхода умножителя 11 поступает на вход Уменьшаемое вь Ч1$тателя 123, а. произ ведение {Bo}(Q)(8l) с выхода умножителя 117 поступает на вход У:. . Уменьшаемое вычитателя 124. , Навходы умножителя 106 с выходов блока 6 поступают значения моментов координат элементов этапонного изображения Фз(Во) и Ч(В) , произведение Ф-j (BO ) 9 (BO ) с вых,рда умножителя 106 поступает на первые входы умнозкнтелей 112 к 118. На вторые входы этих умножителей с выходов блока 7 поступают соответственио значения моментов координат- элементов нормализуемого изображения Ф (В) и (B). Полученные проидведегшя Фэ(Во)%(В )х хФ.,(Вг) ИФ,,(В)Ф,(В)9ЛВ5) с вы ходов умнохштелей и П8 поступают на входы Вычитаемое соответственно вычитателей 123 и 124. Вепичины Ф(Во)9Лв)Ф(в) -9,.(Ве,)Ф„(вг)х хф,(Вр, ис|(Бо),(е)ч1;(В| )Ф(Вг)ср(8р с вуходов .вычитателей 123 и 124 поступают соответ-. ственно на входы сумматоров 127 и 28. С выхода сумматора 127 значение,рав нее Ф«(В )ИВо)Ф,(в1) -(В„) X х.(вг)Ф,(в|) 4cp,(Bjcp (в)ф(вг)„ -Ф(Во)%(Вг)Ф(В|) поступает на вход cji jaTopa l2-9s а с выхода сумматор-а 328 величина, равная (.В)э(Во)х Х%(В|) -Фз(В )(B)i(Bg) -Ф Оо/Ь: хф(в-)Ф,(в|} -Ф,(в)Ф,(вг)Ф,(в|) , на вход сумматора 130. На входы мнояжтеля 107 с выхода блока 6 пост пают значения моментов кяординат элементов эталонного изображения Ч(Во). и,(в|){ произведение (В)Ф(Во) с выхода умножителя 107 поступает на первые входы умножителей 113 и ПО. На вторые входы умножителей 113 и 119 поступают соответственно значения моментоэ координат элементов нормализуемого изображения Р(В) )(В). ПроизЕсдеше Р(ВО)Ф„(В),(В) с выхода умножителя 113 поступает на вход Уменьшаемое вычитателя 125 а произведениеФ(Bg)Ф(В2) {В) поступает на -ВХОД Уменьшаемое вычитателя 126. На входы умножителя 108 с выхода блока 6 поступают значения моментов, координат элементов эталонного изображения Ф (Вд) и Фт(Вр)-,произведение Р (T(B|) с выхода умножителя 108 поступает на первые вхощл умножителей 114 и 120. На вторые вхо ды умножителей 114 и 20 поступают с ответственно значения моментов координат элементов нормализуемого изображе1шя P/jCB) и Ф-)(В). Произведение ЛВо)Ф-г(В)Ф,(В„) )Ф,(вЪ хУ-СВр) с выходов этих умножителей п тупает на входы Вычитаемое соответственно вычитателей 125 и 126. По |,лученная величина (Вд)Ф2(В) Ф-СВ) -%(Вв)«Р7(В)Фз(Во) с выхода вычитаI тел 25 поступает на вход сумматора 129, а величина, равндя (8о)х X(B),(BO) -Ф(Во)Ф(В)ф,(В|) с выхода вычитателя 126 поступает на вход сумматора 130. С выхода сумматоров 129 и 130 полученные в резул тате суммирования величины поступают cooTBefcTBeHHo на первые входа умножителей 131 и 132 , на вторые входы которых с узла 79 поступает значение ве,твдчины параметров 1 /об . На в(лсоде умножителя 131 получается значение величины &Q. согласно форму лы (6), а зт ножителя 132 - величина Л, по формуле (9), которые поступают на вторые входы умножителей 133-и 134 соответственно. На первые входы умножителей 133 и 134 с выхода узла 79 поступает величина 1 /.fi ив результате выполнения операции умножения на выходе умножителей 133 и 134 получаются зна чения коэффициентов нормализации а и Ь ( согласно формул (5). Узлы 81 и 82 (фиг.9 и 10) имеют совершенно идентичную с узлом 80 функциональную структуру (фиг.8). Узел 81 служит для нахождения коэффициентов нормализации а,и bjj, узел 82 - коэф фициентов нормализации Ь. Работа узлов 81 и 82 базируется на реализации формул (5) , (7), (8) (10) и (11). Описание функционирования этих узлов аналогично описанию функционирования узла 80. . На фиг. 11 приведена функ1щонапьная схема блока 9 определения эталон Mjx значений координат, в основу работы которого положена реализация фopмyл (12). На входы умножителя 199 с выхода блока 8 поступают значения коэффициЬ. §еличина ентов нормализации а и а.Ь с выхода умиолмтепроизведенияля 199 поступает на вход Вычитоемое вычитателя 207, На входы умножителя 200 с выхода . блока 8 поступают значения коэффициЬ ,величина ентов нормализации an и произведения а Ь с выхода блока . 199 поступает на вход Уменьшаемое вычитателя 207. После выполнения операции вычитания на выходе вычитателя 207 появляется величина ,Ь-, которая далее поступает на вход функционального блока 208 вычи- сления обратной функции. С выхода блока 208 информация поступает на входы умножителей 211 и 212. Из счетчика 21 адреса блока 5 на вход Уменьшаемое вычитателя 201 поступает значение текущей координаты н точки нормализуемого изображения, а на вход Вычитаемое из; вычислительного блока 8 поступает значение коэффициента нормализации ад. Величина равная разности выхода вычитателя 201 поступает на первые входы умножителей 202 и 203. На второй вход умножителя 202 с выхода блока 8 поступает значение козф мциента Ь2- С выхода умножителя 202 величина равная Ь2(и-а.«) поступает на вход Шлчитаемое вычитателя 210. На второй вход умножителя 203 из блока 8 поступает значение коэффициента нормализации Ь,получеиное произведение Ь(и-а) с выхода умножителя 203 поступает на вход Уменьшаемое вычитателя 209. На вход Уменьшаемое вычитателя 204 из счетчика адреса 21 блока 5 поступает значение текущей координаты v точки нормализуемого изображения, а на вход Вычитаемое - из блока 8 поступает значение коэффициента нормализации be, pasibocTb v-b- с выхода вычитателя 204 поступает на первые входы умножителей 205 и 206. На второй вход умножителя 205 постуйает из блока 8 значение коэффициента нормализации ац, величина а(1Г- Ь) с выхода умножителя 205 поступает на вход Вычитаемое вычитателя 209. Раз10ность Ц(u-A)-a.(v -b.) с выхода вычитателя 209 поступает на второй вход умножителя 211. . На второй вход умножителя 206 с выхода блока 8поступает значение коэффициента нормализации а произ ведение a.(v - b) с выхода умножите ля 206 поступает на вход Уменьшаемо вьгчитат я 210. С выхода вычитателя 210 величина равная а(v b) Ь((лпоступает на второй вход умножителя 212. I . С выходов умножителей 211 и 212 и формация поступает соответственно на функциональные блоки вычисления корня квадратного 214 и . С выхода функционального блока 214 вычисленное значение координаты у нормализованного изображения переписывается в буферный регистр 216 на каждом тактовом импульсе сигнала За пись 5, поступшоцего с блока 4. С выхода умножителя 212 вычисленное значение координаты х нормализованного изображения переписывается в бу ферный регистр 217 на каждо тактовом импульсе сигнала Запись 5, поступающего из блока 4. Полученные значения координат х и у с «соответств тощих: выходов буферных регистров 216 и 217 поступают на ад- . рееные входы буферного запоминающего устройства 213. Одновременно с этим с выхода запоминающего устройства 22 блока 5 на информационный вход запоминающего устройства 213 поступает текущее значение яркости нормализуемого изображения и на каждом периоде сигнала Запись 6, поступающего из блока4 на управляющий вход запоминающего устройства 213, произведитйя запись значений яркости по адресу, определяемому рассчитанными значениями координат X и у нормализованного изображения. Таким образом происходит формирование нормализованного изображения . Предлагаемое устройство для нормализации изображений позволяет осуществлять коррекцию нелинейностей автоматически без использования универсальных ЭВМ, вследствие этого значительно сокращаются как затраты машинного времени, так и количество обслуживающего персонала, появляется . возможность работы в реальных следя-, щих системах.

3orJVCd f

2

J

Ja/7vc6 4f

fffre/ctt /

ff

фш.

0t/t.J

Фиг.

фиг. 5

Фаг. В

ш

ФМ)

Ш

ФМ

m(ei)

WSo)

М)

86

92

W-J

93

ОТ

1

Фг/д)

//

фш.7

фиг. 8

Фт.9

Фиг.

cfrrt/cb ff

efl/,lf

fff иг

-:

т

f-t

1

j

2(К

201

L

, efx.y

IL.m(/

т

т

и

,cf3 to

у

т

W6

ЦТ

3ani/e6 f

фиг. //

if Щс( sa/J ИШ,.2 ///////////ш//////ш///Ш т„ J

тл

Ш///1//П//ПШ///Ш1////////I///////////.

ЛШ.5

fJepeA A /roffff.

Jfffff/CA f

fi T/v

%ffyCA

Soffl/CAJ

Jff/7l/C6

:::iL

Joffl/Ci

Зовусь ff

./K7f.

/x.//

Зб/if. fffl.

ffi.MM

Фг/г./

/////////////I

Слр..У

A

Л /

ir

Wf 1

g /////////

7Ш7)(///////// 3 ff7l/C6, f/////////f//7f f f /////////////////////////////////7777/ /7777П/////////////////////////7 УУ///////////////////////////////УГ Oftejf/f776f //J//UI///U/l/UU/i