Способ выделения контуров объектов в изображениях Советский патент 1985 года по МПК H04N7/18 

1

Изобретение .относится к обработке изображений, в частности к обработке телевизионных изображений, и предназначено для использования при выделении контуров объектов с целью классификации последних, например при проведении экспрессанализа микрообъектов в медицинской практике, при дистанционном контроле технологических процессов в промышленном производстве или при выработке сигналов автоматического , управления угловым положением телевизионной камеры в замкнутых системах телевидения.

Целью изобретения является выделение контурных участков независимо от их направления относительно развертки.

На фиг. 1 представлена траектория считьшающего луча; на фиг. 2 - структурная электрическая схема устройства, реализующего способ выделения

контуров объектов в изображениях; на фиг. 3 -участки траектории сканирования, пересекающей контур объекта; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Способ вьщеления контуров объекто в изображении осуществляется за счет анализа соотнощений между уровнями видеосигналов, соответствующих совокупности элементов разложения. Для формирования видеосигнала используют циклоидальную траекторию сканировани (фиг. 1). На фиг. 1 строки стандартного телевизионного разложения обозначены С1, С2, СЗ. Считывание по циклоидальной траектории обеспечивает непрерывный видеосигнал, несущий в одном цикле информацию о совокупности элементов, достаточной для оцеки градиента видеосигнала при любой ориентации контура объекта в изображении. Амплитуда циклоиды по вертикали Da выбирается не менее двух строк стандартного телевизионного изображения. При четких контурах объектов эта амплитуда равна величине двух строк, при размытых же контурах ее увеличивают. Амплитуда D циклоиды по горизонтали обеспечивает обход одного элемента разложения за один цикл при четких изображениях. При размытых изображениях амплитуду Dp увеличивают пропорционально D.. Амплитуду и частоту синусоидального напряжения и диаметр считывающего луча

85 2

выбирают, учнт ;1вап, кроме того, соображения пепропуска иЕ{формаиии при считывании. Циклоидальное напряжения развертки в соотбетствии со способой получают путем наложения на пилообразное напряже1ше строчкой развертки синусоидального напряжения с частотой, имеющей порядок верхней частоты в видеосигнале стандартного

телевизионного разложения (единицы МГц), а также наложения на пилообразное напряжение кадровой развертки косинусоидального напряжения той же частоты. Амплитуды этих гармоничех:ких напряжений подбираются так, чтобы обеспечить указанные геометрические размеры совокупности элементов изображения в одном цикле. Далее в сформированном видеосигнале определяют наличие перепадов видеосигнала, превышающих заданный порог. Это осуществляется путем сравнения с заданным порогом продифференцированного видеосигнала, при

разности незадержанного видеосигнала и видеосигнала, задержанного на полупериод синусоидального напряжения. Пороговый уровень устанавливают в зависимости от ДОПУСТИМОГО уровня ложных

Тревог: чем выше,уровень ложных тревог, тем ниже задают пороговый уровень. По превышению заданного порога судят о наличии контура в изображении и по временному Положению

перепада видеосигнала, превышающего порог, относительно начальной фазы синусоидального напряжения судят об ориентации к,онтура.

Устройство, реализующее способ вьщеления контуров объектов в изображениях (фиг. 2), содержит передаю-, щую телевизионную камеру 1 с кадровой отклоняющей системой 2 и строчной отклоняющей системой 3. С кадровой и строчной отклоняющими системами 2 йЗ через сумматоры 4 и 5 соединены соответственно генератор 6 кадровой развертки и генератор 7

строчной развертки. Со вторьми входами сумматоров 4 и 5 соединен генератор 8 синусоидального напряжения.

Выход передающей телевизионной камеры 1 соединен с блоком 9 вьщеления перепадов видеосигнала, превышающих заданный порог. Выход блока 9 соединен с видеоконтрольным блоком 10. 3 Блок 9 представляет собой последовательно соединенные-дифференцирующую цепочку, (или фильтр верхних частот) и пороговый блок. Блок 9 мо жет .быть выполнен также в виде последовательно соединенных блока вычитания и порогового блока, причем один вход блока вычитания соединен непосредственно с выходом передающе телевизионной камеры 1, а второй.через линию задержки. Устройство работает следующим образом. С пилообразными сигналами с выхо дов генератора 6 и 7 суммируются гармонические сигналы с выходов генератора. 8 синусоидального напряжения. Последние сдвинуты по фазе относительно друг друга так, что обеспечивают кольцевую траекторию считьгоающего луча передающей камеры Благодаря одновременному действию пилообразных и синусоидальных напряжений траектория считывающего луча получается циклоидальной (спиралевидной) - фиг. 1. Сигнал с вы.хода передающей теле В.ИЗ ион ной камеры 1 поступает на блок 9.выделения перепадов видеосигнала, превыщакщих заданный порог. С заданным порогом в блоке 9 сравнивается либо продифференцированный видеосигнал, либо разность задержанного и незадержанного видеосигналов. Сигнал, превыси ший порог, поступает на видеоконтрольный блок 10, на котором отображаются контуры объектов. Формирование сигнала контура объ ,екта,. Циклоидальная траектория сканиро вания АВСР (фиг. 3) пересекает границу фон - объект (объект заштрихован). На участках АВ к CD вйдеосиг НсШ соответствует фону, а на участке ВС - объекту. На фиг. 4а и б показаны гармонические компоненты раз вертывающих напряжен1ш, а на фиг.4 (формируемый видеосигнал. 854 В случае, когда блок 9 выделения перепадов видеосигнала, превьшающих заданный порог, представляет собой последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и пороговый блок, сигнал отображен на фиг. 4.. Здесь в результате сравнения продифференцированного видеосигнала с порогом получают отметки, превышающие порог, которые и свидетельствуют о наличии контура. В случае, когда блок 9 выделения перепадов видеосигнала, превышающих заданный порог, производит вьгчитание видеосигнала, задержанного на полупериод синусоиды (фиг. 4о(), из незадержанного (фиг. 4б) и сравнение результата вычитания с порогом (фиг. 4е) при пересечении контура объекта получают участки, превышающие порог, что и свидетельствует о наличии контура в изображении. Формула изобретения Способ вьщеления контуров объектов в изображениях, основанный на построчном преобразовании оптиче;ского изображения в видеосигнал путем перемещения электронного луча по мишени передающей .телевизионной камеры, вьщелении участков видеосигнала с перепадом уровня вьш1е заданногои стробироъании этих участкрв на экране видеоконтрольного блока, отличающийся тем, что, с целью вьщеления крнт.урных участков независимо от их направления относительно развертки, преобразование- оптического изображения в видеосигнал осуществляют путем по- строчно-спирального перемещения электронного луча по мишени передающей телевизионной камеры, причем размах,кольцевых участков в вертикальном направлении устанавливают равным не менее двух элементов разложения изображения, а частоту спирали устанавливают равной верхней граничной частоте видеосигнала.

Изобретение может использоваться при обработке телевизионных изображений. Контурные участки выделяются независимо от их .направления относительно развертки. Для формирования видеосигнала используют циклоидальную построчно-спиральную траекторию сканирования. Такое напряжение развертки получают путем наложения на пилообразное напряжение строчной развертки синусоидального напряжения с частотой, имеющей порядок единиц МГц, а на пилообразное напряжение кадровой развертки - косинусоидального напряжения той же частоты. В сформированном при развертке изображения видеосигнале определяют перепад видеосигнала, превышающий заданный порог. По превышению заданного порога судят о наличии контура в изображении, а по его временному положению относительно начальной фазы синусоидального напряжения об ориентации контура. В14Дел нный (Л контур наблюдают на видеоконтрольном блоке, 4 нл. со СП 4 00 сд

а 5

Un

77л

г

У/Х//у

Q3U2.tf