Устройство для считывания и определения площади контурных изображений Советский патент 1985 года по МПК G06K9/46 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, в част ности к устройствам для считывания измерения геометрических параметров объектов, и может быть использовано при создании телевизионных автомати ческих систем анализа изображений, позволяющих измерять площадь изображения объекта с ограничивающей контурной линией любой сложности за один период кадровой развертки. Известно устройство для считываНИН и измерения параметров изображений объектов, содержащее телевизионный датчик, соединенный с элементом квантования сигнала по двум уровням, элемент И, соединенны с выходом генератора тактовых импульсов, подключенным к синхрогенератору. К выходу элемента И подключен счетчик, предназначенный для измерения площади сканируемого объе та. К выходу элемента квантования сигнала по двум уровням подключен сдвигающий вход регистра сдвига, установочный вход которого соединен с выходом датчика начала сканирования через элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дополнительного элемента И. Вькод первого разряда регистра сдвига соединен с вторым входом элемента И, выход второго разряда регистра подключен к третьему входу элемента И, а такж к одному из входов дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом датчика начала сканирования, а третий - с выходом сигнала окончания сканирования того же датчика lj . Недостатком данного устройства является наличие ошибок при измерении площади в точках перегиба огра ничивающ:ей контурной линии, в которы направление сканирования касательно к ней. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считывания и определения площади контурных изображений содержащее синхрогенератор, первый выход которого соединен с входом ге нератора импульсов и первым установочным входом триггера, выход которого и выход генератора импульсов соединены .с входами первого элемент И, выход которого подклзочен к входу счетчика, второй выход синхрогенера тора соединен с входом телевизионного датчика, выход которого подключен к одному из входов элемента квантования сигнала по двум уровням, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход с входом первого элемента задержки, последовательно соединенным с вторым элементом И, первым элементом ИЛИ, вторым элементом задержки и третьим элементом И, выход которого подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ 2 . Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений, что объя сняется следующим. При появлении дефектных строк, т.е. строк с нечетным количеством элементов контурной линии,первый триггер срабатывает от задержанных на период строчной развертки сигналов элементов контурной линии. На всех последующих дефектных строках этот триггер срабатывает от циркулирующих во втором элементе задержки сигналов элементов контурной линии последней (перед дефектной) и недефектной строки. Таким образом, в каждой дефектной строке число счетных импульсов, поступивших на счетчик измерения площади, не соответствует истинному значению, так как вместо сигналов контурной линии дефектной строки используются сигналы контурной линии предыдущей строки. Целью изобретения является повыщение точности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для считывания и определения площади контурных изображений, содержащее синхрогенератор, первь выход которого соединен с входом генератора импульсов и первым установочным входом триггера, выход которого и выход генератора импульсов соединены с входами первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика, второй выход синхрогенератора соединен с входом телевизионного датчика, выход которого подключен к одному из входов элемента квантования сигнала по двум уровням, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом первого элемента задержки, последовательно соединенным с вторым элементом И, первым элементом ИЛИ, вторым элементом задержки и третьим элементом И, выход которого подключен к одному из входов первого эле мента ИЛИ, содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к второму установочному входу триггера, и последовательно соединенные третий элемент задержки, четвертый элемент И второй эле- мент ИЛИ, четвертьй элемент задержк и пятый элемент И, выход которого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, причем вход третьего элемента задержки соединен с вькодом первого элемента задержки, соответствующие входы второго,треть его, четвертого и пятого элементов И соединены с выходом элемента ква тования сигнала по двум уровням, а входы элемента ИСКЛОЧАЩЕЕ ИЛИ под ключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ, На фиг. 1 представлена структур ная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство (фиг. 1) содержит тел визионный датчик 1, подключенный к синхрогенератору 2 и соединенный с элементом 3 квантования сигнала по двум уровням, триггер 4, установочн вход которого соединен с выходом синхрогенератора 2, генератор 5 импульсов, также подключенный к синхр генератору 2, первый элемент И 6, входы которого подключены к выходу триггера 4 и выходу генератора 5, соединенному также с вторым входом элемента 3. К выходу первого элемен та И 6 подключен счетный вход счетчика 7, К выходу элемента 3 подключены первый элемент 8 задержки, вто рой 9 и тр)етий to элементы И, к выходам которых через первьй элемент ИЛИ 11 подключен второй элемент 12 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента И 10. К выходу первого элемента 8 задержки подключен второй вход элемента И 9 и вход третьего элемента 13 задержк Устройство содержит также подключенные к выходу элемента 3 четвертый 14 и пятый 15 элементы И, к выходам KOTopiflc через второй элемент ШШ 16 подключен четвертый элемент t7 зздеряоси, выход которого соедине с вторым входом элемента И 15, а второй вход элемента И 14 подключен к выходу третьего элемента 13 задержки. К выходам элементов ИЛИ 11 и 16 подключен элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера 4. Первый элемент 8 задержки осуществляет задержку входного сигнала на время, равное Т. Т, -J , где Т - период строчной разв ертки, - длительность одного элемента дискретизации телевизионного растра. Второй 12 и четвертый 17 элементы осуществляют задержку сигнала на Третий элемент время Т, - сзадерживаетсигнал на время - о л - Z ъ . Устройство работает следующим образом. Видеосигнал с датчика 1, синхронизуемого синхрогенератором 2, поступает на вход элемента 3, который формирует на выходе нормированные по амплитуде и длительности видеосигналы контурной линии объекта. Этот сигнал может быть сформирован от видеосигнала датчика 1 путем вьщеления фронта фигуры. Сигнал контурной линии может быть записан в запоминающее устройство, например с помощью светового пера, либо дру- гого съемника координат (не изображены) . В этом случае границу объекта задает оператор. Строчные синхроимпульсы (ССИ) с синхрогенератора 2 поступают на установочный вход триггера 4, устанавливая его в исходное состояние перед началом строчной развертки. ССИ запускают триггер 5 импульсов, который формирует импульсы строчной дискретизации растра, являющиеся одновременно и счетными импульсами для измерения площади объекта, ограниченного связной контурной линией. Рассмотрим (фиг. 2), как формируются сигналы, поступающие на счетный вход триггера 4, при срабатьшании которого как и в известном устройстве, через первый элемент И 6 импульсы гегенератора 5 проходят на счетчик 7 измерения площади объекта. Для удобства сопоставления временных диаграмм контурная линия дана над кажой из шести строк, которые она заимает, а участки контурной линии, риходящиеся на соответствующую I1 строку телевизионного растра вьщелены в виде темных элементов, С выхода элемента 3 видеосигнал контурной линии объекта (фиг, 2а) поступает .на первый элемент 8 задержки и далее на третий элемент 13 задержки с выходов которых снимаются сигналы задержанные соответственно на время С и Т +о (фиг. 26 и ж). Поскольку работа двух групп элементов 9 - 12 и 14 - 17 идентична, рассмотрим работу только первой группы 9 - 12. С выхода первого элемента 8 задержки ютульсы (фиг.26 поступают на вход элемента И 9, на второй вход которого поступает сигнал контурной ЛИН1Ш. Поскольку элемент И 9 сравнивает импульсы контурной линии текущей строки и строки предыдущей, сдвинутой вле1зо на один элемент дискретизации растра, то на его выходе появляются импульсы (4йнг. 2в), если нисходящая ветвь контурной линии направлена влево. Если нисходящая ветвь направлена вертикально вниз (4 - 6 строки), то сигналы контура формируются элементом И to (фиг. 2д), на один вход которого подается сигнал с выхода элемента 3 (фиг. 2а), а на другой через элемент задержки 12 (фиг. 2г) подаются импульсы контура, выделенные в предьадущей строке. Вертикальный участок нисходящей ветви контур ной линии может быть любой длины (разумеется в пределах растра), поскольку импульс, выделенны в предыдущей строке, через элемент ШШ11 (фиг. 2е) и элемент 12 задержки вновь поступает на второй вход элемента И 10. -Аналогично элементами 14 - 17 выделяются участки нисходящей ветви контурной линия, направленнью 8 вправо-вниз. Временные диаграммы (фиг, 2) отображают сигналы с выходов: элемента И 14 (фиг, 2з), элемента И 15 (фиг, 2к), элемента ИЛИ 16 (фиг, 2л), элемента 17 задержки (фиг, 2и), С выходов элементов ИЛИ 11 и 16 импульсы (фиг, 2е,л) поступают на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, который формирует в каждой измерительной строке два импульса (фиг,2м), В отличие от известного устройства дефектных строк не появляется: количество импульсов (фиг, 2м) является всегда четным числом. Эти импульсы далее поступают на счетный вход триггера 4, формирующего строб фующий сигнал (фиг, 2н), во время которого на вход счетчика 7 через элемент И 6 поступают счетные импульсы с генератора 5, Число этих счетньк импульсов за один кадр пропорционально площади фигуры,заключенной внутри контурной линии. В общем случае точность измерения по сравнению с известньм устройством растет с увеличением числа дефектных строк, приходящихся на общее число строк, занимаемых объектом. Так, например, для объекта, изображенного на фиг, 2, стробирующий сигнал (фиг, 2н) во 2 и 3 строках в известном устройстве не сформировался бы и площадь объекта была бы измерена, равной 11 элементам дискретизации растра. Предлагаемое устройство измеряет действительную площадь, равную 19 элементам, при зтом точность увеличивается на 40%, Таким образом, за счет исключения ошибок, связанных с появлением дефектных строк, предлагаемое устройство обладает большей точностью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И ОПРЕдаЛЕНИЯ ШЩАДИ КОНТУРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее синхрогенератор, первый выход которого соединен с входом генератора импульсов н первым установочным входом триггера, выход которого и выход генератора импульсов соединены с входами нервого элемента И выход которого подключен к входу счетчика, второй выход синхрогенератора соединен с входом телевизионного датчика, выход которого подключен к одному на входов элемента квантования сигнала по двум уровням, второй вход которого соединен с выходом генератора ипмульсов, а выход - с входом первого элемента задержки, последовательно соединенным с вторым элементом И, первьм элементом ИЛИ, вторьм элементом задержки и третьим элементом И, выход которого подключен к одному из входов первого элемента ИЛИ, отлич ающ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит элемент ИС1СЮЧМ ЩЕЕ ШШ, выход которого подключен к второму установочному входу триггера, н последовательно соединенные третий элемент задержки, четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ, четвертый элемент задерж(Л ки и пятый элемент И, выход которого подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ, причем вход третьего элемента задержки соединен с выходом первого элемента задержки, соответствунидие входы второго, третьего, четвертого и пятого элементов 4i СО tsD И соединены с выходом элемента квантовамия сигнала по двум уровням, а входы элемента ИСКЛЮЧ ОЩЕЕ ИШ 00 00 подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ.

t-i: ji ::::.: Jl, irt crti::: Litif

«mtfiSl

.

i inHt l:l7 c « aJ-fcay 5-

5№irr

Il 4 t

j t