Устройство для выделения контура изображения Советский патент 1986 года по МПК G06K9/00 

жеиием Х,

с вующих положениям Х„ и Xj,

10

20

25

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к области распознавания изображений в системе технического зрения роботов.

Цель изобретения повышение точности устройства за счет вьщелейия дополнител1)Н(з1х информативных элементов.

На. фиг, t изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема расположения фотоприемных элементов; на фиг.З- контур изображения.

Устройство состоит из матрицы . ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых содержит фотоприемный элемент 2, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы И, элемент И-НЕ 6, элемент 7 памяти, элемент И-ИЛ1 8 и элемент НЕ 9. Фотоприемный элемент 2 соединен с шиной 10 данной ячейки 1 и с первым входом 11 элемента ИЗ, второй вход 12 которого соединен с выходом 13 элемента И-НЕ 6, а выход 14 элемента И 3 соединен с входом 15 элемента 7 памяти, выход 16 которого подключен к выходной шине 17 данной .ячейки 1 и к входам 18 и 19 элементов И 4 и 5 соответственно. Другие входы 20 и 21 элементов И 4 и 5 соединены соответственно с выходами 22

и 23 .элементов И-Ш1И 8 и НЕ 9. Входы 24-27 элемента И-НЕ 6 данной ячейки через соответствующие шины 10 сое- динены с фотоприемными элементами 2 смежных ячеек, причем вход 24 подключен к фотоприемному элементу,соответ- ствующем г положению Х( (см. фиг. 2), вход 25 - к фотоприемному элементу, соответствукацему положению .Х, вход 26 - к фотоприемному элементу, соот- ветствуклдему положению Х.у, и вход 27 к фотоприемному элементу, соответствующему положению Ху. Выход 22 элемента И-ИЛИ 8 соединен с входом 28 элемента НЕ 9. Входы 29-32 элемента И-ИЛИ 8 данной ячейки попарно через .соответствующие шины 17 подключены к выходам 16 элементов 7 памяти смежных ячеек t, соответствующие фотоприем-- ные элементы 2 которых расположёны

по разные стороны от фотоприемного элемента 2 данной ячейки. Входы 29 подключены.к выходам 16 элементов 7 памяти ячеек, соответствующих поло- входы 30 - соответ- входы 31 - соответствующих положениям Х

30

35

40

45

50

55

0

5

0

5

0

5

0

5

И Xj, входы 32 - соответствующих положениям Х и Х„ (фотоприемный элемент 2 данной ячейки соответствует положению Х, (на фиг, 2) . Элемент 7 памяти выполнен на двух элементах ИЛИ-НЕ, замкнутых друг на друга положительной обратной связью. Конструктивно совокупность элементов 2 образует фотоприемную матрицу (на фиг, 1 не показана), на которую проецируется плоское изображение объекта. В качестве фотоприемных элементов 2 могут быть использованы фотодиоды, фототранзисторы, фоторезисторы и т.п., т.е„ элементы, обеспечивающие преобразование воспринимаемых оптических сигналов в электрические. При необходимости в состав фотоприемных элементов могут входить также усилители и формирователи электрических сигналов.

Позицией 33 обозначена шина установки ячейки 1 в исходное состояние. Выходные шины 34 и 35 подключены соответственно к выходам 36 и 37 эле- ментов И 4 и 5 данной ячейки 1.

На фиг. 3 сплошной линией 38 показан контур проекции некоторого объекта на фрагмент матриць фотоприемных элементов 2, а пунктирной линией 39 - контур изображения этого объекта, выделяемый предлагаемым устройством.При этом окружностями 40 отмеченбГ фото- приемные элементы мaтpиiI)I, соответствующие точкам перегиба контурй изображения, также выде.пяемые предлагаемым устройством, А - фотоприемный элемент 2, расположенный вне контура изображения.

Работа устройства начинается с подачи сигнала Установ на шину 33. В результате на выходе 16 элемента 7 памяти, а следовательно, на выходных

щинах 17, 34 и 35 появляются потенциалы, с.оответствующие О.

В следующий момент изображение объекта проецируется на матрицу фотоприемных элементов 2„ На выхрдах тех фотоприемных элементов 2, на Kofopbie попадает изображение, появляются сигналы 1, поступающие на входы 11 элементов PI 3 соответствующих ячеек 1 и через их гаины 10 - на соот- вe.тcтвyюш te входы 24-27 элементов И-НЕ 6.смежных ячеек 1. В результате на выходе 14 элемента И 3, а следовательно, на выходной шине 17 каждой

ячейки рация

1 реализуется логическая oneFO Xo(X,X,XjX,)

где Хр - двоичный сигнал, поступающий с фотоприемного элемент 2 данной ячейки 1;

двоичные сигналы, поступающие с фотоприемных элементо 2 смежных ячеек 1, соответствующих положениям Х,Х, Xj, Х(фиг. 2).

Согласно этой операции проверяется вьтолнение условия принадлежности элементов иэображения его контуру.

На выходе 22 элемента И-ИЛИ 8 данной ячейки 1 реализуется логическая операция

где

FO

F:F,,F5 V F, F

ч

F,V F .

v

8

двоичные сигналы, поступающие с выходных шин 17 смежных ячеек 1,соответствующих положениям

X, - Xg.

Согласно этой операции проверяетс наличие на данном фрагменте контура двух его точек, расположенных по разные стороны от элемента Х изображе-

НИН.

На выходной шине 34 каждой ячейки 1 реализуется логическая операция тг - т тг

FO - FO Ffl.

Согласно этой операции проверяет- ся условие принадлежности указанного элемента Х изображения его контуру, т.е. наличие на данном фрагменте контура прямолинейного участка.

На выходной шине 35 каждой ячейки 1 реализуется логическая операция

F F F о оСогласно этой операции также проверяется условие принадлежности указанного элемента Хд изображения его контуру при одновременном отсутствии на данном фрагменте контура прямолинейного участка (т.е. принадлежность элемента XQ точке перегиба контура),

Таким образом, введение новых элементов позволяет существенно повысить селективность и точность, вьщелить не только контур изображения, но и. его информативные элементы, такие как точки перегиба и прямолинейные участки. При этом наличие элемента памяти в схеме ячейки обеспечивает сохранение результатов выполнения указанных логических операций также после снятия изображения с матрицы фотоприемных элементов.

0

Данная ячейка правильно функционирует и при наиболее трудном случае, когда контур изображения имеет вогнутые участки. Например, для элемента А на фиг. 3, лежащего вне контура изображения, но Имеющего смежные элементы, большинство которых принадлежит этому контуру, имеем F, О,

м а

F: о.

F; о.

Формула изобретения

Устройство для выделения контура изображения, содержащее матрицу ячее обработки изображения, каждая из которых состоит из элемента памяти,фо- топриемного элемента, первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом фотоприемного элемента а выход подключен к входу элемента памяти, элемент И-НЕ, входы которого соединены с соответствующими фотоприемными элементами смежных ячеек, а выход подключен к второму входу первого элемента И, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит элемент НЕ, элемент И-ИЛИ, входы которого соединены с соответс 5 ву(ощими выходами элементов памяти смежных ячеекj а выход подключен к входу элемента НЕ, второй и третий элементы И, одни входы которых соединены с выходом элемента памяти, а другие входа подключены к выходам элементов И-ИПИ и НЕ соответственно.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах технического зрения роботов. Целью изобретения является повышение точности устройства за счет выделения дополнительных информативных элементов. Цель достигается тем, что устройство содержит матрицу ячеек обработки изображений, каждая из которых состоит из элемента памяти, фотоприемного элемента, трех элементов И, элемента НЕ, элемента И-ШШ и элемента И-НЕ. 3 ил. « (Л Ivd Oi SI 0