Устройство для лесотаксационного дешифрования цветных аэрофотоснимков Советский патент 1986 года по МПК G01C11/00 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для лесотаксационных работ. Цель изобретения - расширение функциональных, возможностей устройства за счет определения размеров крон отдельных деревьев и подсчета количества деревьев по заданным диапазонам размеров крон для каждой из дешифрируемых пород. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 развертки, цветной аэрофотоснимок 2, блок 3 сканирования и цветоделения, эмиттерные повторители 4-6, электронные ключи 7 и 8, модуляторы амплитудно-импульсной модуляции 9 (АИМ)и 10, генератор 11 импульсов, амплитудные селекторы 12 и 13, блок 14 схем совпадений, коммутатор 15, счетчик 16 импульсов, триггер 17 Шмитта, дифференцирующук цепь 18, ограничитель 19 полярности. ждуш.ий мультивибратор 20, электронные ключи 21-23, счетчики 24-26 импульсов, инверторы-делители 27 и 28, сумматор 29, триггер 30 Шмитта, дифференцируюцдую цепь 31, ограничитель 32 полярности, триггер 33 со счетным запуском, схему 34 сброса, счетчик 35 импульсов, элементы 36 и 36 задержки.,аналого-цифровые преобразователи 37 и 37 (АЦП), блоки 38 и 38памяти, компараторы 39 и 39, элементы И 40 и 40( счетчики 4 и 41, регистры 42 и 42 дешифратор 43, бок 44 элементов за:1,ержки, , , ,, .... .. ,-,- ГчЧ 11-f,j матор 45, регистры блоки ( компараторов, блоки 48---48 счетчиков, блоки 49--49 индикаторов, причем выходы блока 3 цветоделения и сканирования подключены к входам соответствующих эмиттерных повторителей 4-6. Выходы эмиттерных повторителей 4 и 5 подключены соответственно к первым входам электронных ключей 7 и 8 и входам инверторов-делителей 27 и 28 соответственно, выходы которых и выход эмиттерного повторителя 6 подключены к входам сумматора 29, выход которого подключен к последовательно соединенным триггеру 30 Шмитта, дефференцирующей цепи 31, ограничителю 32 полярности, выход которого подключен к первому входу триггера 33 со счетным запуском,выход которого подключен к вторым входам электронных ключей 7 и 8, выходы которых подключены к первым входа.м соответствующих модуляторов 9 и 10 АИМ, вторые входы которых соединены между собой, с синхронизирующими входами аналого-цифровых преобразователей 37 и 37 и с первым выходом генератора 11 импульсов, второй выход которого подключен к вторым входам элементов И 40 и 40, выходы модуляторов 9 и 10 АИМ подключены соответственно к входам амплитудных селекторов 12 и 13, выходы которых подключены к входам блока 14 схем совпадений, выход которого подключен к последовательно соединенн1 ш коммутатору 15, блоку 16 счетчиков импульсов, выход модулятора 10 АИМ зеленого канала подключен к входу счетчика 35 импульсов, выход электронного ключа 8 подключен к последовательно соединенным триггеру 17 Шмитта, дифференцирующей цепи 18, ограничителю 19 полярности, ждуш,ему мультивибратору 20, выход которого подключен к первым входам электронных ключей 21-23, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора 15, выходы электронных ключей 21-23 подключены к входам счетчиков 24-26 импульсов соответственно, выходы электронных ключей 7 и 8 подключены соответственно к последовательно соединенным элементам 36 и 36 задержки, аналого-цифровым преобразователям 37 и 37Jблокам 38 и 38 памяти, компараторам 39 и 39элементам И 40 и 40, через из первые входы, счетчикам 41 и 41, выходы которых подключены к соответствуюш,им входам сумматора 45, выходы которого подключень к днформационным входам регистров 46-46, выходы которых подключены к последовательно соединенным блокам 47 --47 компараторов, блокам 4 -4ёсчетчиков, блокам 49-49 индикаторов, входы блока эле.ментов 44 задержек соединены с соответствующими выходами коммутатора 15, а выходы - с вторыми управляющими входами регистров соответственно, выходы амплитудных селекторов 12 и 13 подключены к входам регистров 42 и 42 соответственно, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих блоков 38 и 38 памяти, выход компаратора 39 подключен к входу дешифратора 43, выход которого подключен к управляющим входам счетчиков 41 и 41, а также к первым управляющим входам регистров 46 -46, выход схемы 34 сброса подключен к управляющим входам счетчиков 16, 35. 24-26 импульсов триггера 33 и счетчиков блоков 48 - Устройство работает следующим образом. Цветной фотоснимок 2 развертывается с помощью блока 1 развертки. В процессе развертки изображения светвой поток от каждого элемента фотоснимка 2 преобразовывается в блоке 3 в три цветоделительных сигнала, которые подаются на выходы эмиттерных повторителей 4-6. С выходов эмиттерных повторителей 4-6 цветоделенные сигналы с красного и зеленого каналов поступают через инверторы-делители 27 и 28 на вход сумматора 29. Одновременно на третий вход сумматора поступает цветоделенный сигнал с синего канала противоположной полярности по отношению к другим цветоделенным сигналам. При пересечении анализируюш,им пятном цветоделительного устройства 3 границы выделенного на фотоснимке дешифрируемого участка, нанесенного синей краской, на выходе сумматора 29 появляется сигнал. При этом величина ослабления красного и зеленого цветоделительных сигналов в инверторах-делителях 27-28 подбирается таким образом, чтобы при анализе белых и серых мест фотоснимка сигнал на выходе сумматора 29 равнялся нулю. В случае появления сигнала на выходе сумматора 29 (при пересечении границы) срабатывает триггер 30 Шмитта, выходной импульс которого затем дифференцируется цепью 31 и ограничивается по полярности ограничителем 32 и перебрасывает триггер 33 со счетным запуском. В результате ключи 7 и 8 открываются и цветоделенные сигналы красного и зеленого каналов начинают поступать на входы модуляторов 9 и 10 АИМ, на которые одновременно подается частота заполнения с генераторов 11 прямоугольных импульсов. Модулированные по амплитуде импульсы подвергаются амплитудной селекции в поддиапазонах, количество поддиапазонов при этом определяется количеством пород леса, которое может иметь место на спектрозональных снимках лесных массивов. Выходы амплитудных селекторов 12 и 13 заведены на соответствующие входы схем совпадений узла 14.

Таким образом, при прохождении пятна через кроны, соответствующие одной и той же породе леса и, следовательно, имеющие один и тот же цвет, срабатывает вполне определенная схема совпадений типа «И в узле 14. Если выход этой схемы совпадений закоммутировать с помощью коммутатора 15 с входом счетчика 16 импульсов блока,то счетчик будет фиксировать информацию, соответствующую сумме размеров крон деревьев данной породы, находящихся на дещифрируемом участке леса. При этом количество коммутируемых счетчиков 16 с выходами соответствующих схем совпадений узла 14 определяется количеством дещифрируемых пород леса, изображенных на фотоснимке 2.

Для подсчета количества деревьев по породам на фотоснимке 2 светоделенный сигнал с выхода ключа 8 поступает на триггер 17 Шмитта, который срабатывает от задаваемого уровня сигнала, соответствующего началу кроны. Импульс, полученный на выходе триггера 17, дифференцируется схемой 18, ограничивается по полярности ограничителем 19 и запускает ждущий мультивибратор 20. С мультивибратора 20 сигнал поступает на счетчики 24-26 импульсов через ключи 21-23. При этом каждый из ключей 21-23 служит для определенной породы дерева и открывается импульсами, поступающими с выходов коммутатора 15 только в моменты, соответствующие анализу соответствующей породы деревьев.

Процесс подсчета количества деревьев и суммарной протяженности крон (площади) для каждой из пород происходит до того момента, пока анализирующее пятно цветоделительного устройства не пересечет снова границу выделенного участка. В этот момент происходит срабатывание схем 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, ключи 7 и 8 закрываются и подсчет информации о параметрах леса прекращается.

В связи с тем, что в первоначальный момент триггер 33 со счетным запуском и счетчики 16, 24-26 импульсов могут находиться в произвольном состоянии, для перевода их в исходное состояние применен ручной сброс с помощью схемы 34. Для определения размера выделенного участка сиг0нал с выхода модулятора 10 заводится на счетчик 35 импульсов, производящий подсчет количества импульсов за время прохождения анализирующего пятна по участку. На выходах электронных ключей 7 и 8

5 присутствуют сигналы соответственно красной и заленой составляющих цветоделенного сигнала, представляющие собой отличные от прямоугольной формы вследствие амплитудных искажений видеоимпульсы, длительность которых соответствует размеру крон

0 отдельных деревьев, а амплитуда зависит от породы дерева. Поэтому видеоимпульсы, полученные от разных пород, но с одинаковыми размерами крон, могут иметь разные амплитудные значения. Поскольку измерение

5 размера кроны зависит от величины амплитудного порога, по которому фиксируется длительность видеоимпульса, показания о размерах одинаковых крон деревьев разных пород могут различаться. Кроме того, более точная информация о размере крон может

0 быть получена лищь при обработке видеосигнала как красной, так и зеленой составляющих цветоделенного сигнала, так как для разных пород одна и та же - либо красная, либо зеленая - составляющая не является определяющей.

5

Сигналы с выходов электронных ключей 7 и 8 поступают в соответствующие каналы дополнительной обработки красной и зеленой составляющих цветоделенного сигр нала. Элемент 36 (Зб)задержки обеспечивает возможность осуществления в блоке 38 (Зб)памяти корректировки видеоимпульсов в тот момент, когда на выходах амплитудного селектора 12 (13) уже сформирована информация о принадлежности данного ви5деоимпульса к одному из поддиапазонов амплитуд и, в соответствии с чем, регистр 42(42)произведет выбор нужной градационной кривой, которую затем будет удерживать неизменной до прихода с амплитудного селектора 12(13) информации о при0надлежности видеоимпульса к другому поддиапазону амплитуд. Видеосигнал с выхода элемента 36(36)задержки преобразуется в цифровую форму в АЦП 37(37), например, параллельного типа, использую1цего для своей работы частоту тактирующего сигнала

5 генератора I 1 импульсов, равную частоте импульсов, поступающих на вторые в.чоды модуляторов 9 И 10 АИМ. С выхода АЦП 37(37Усигнал в параллельном коде поступает

на адресные входы блока 38(38); где каждому адресу в зависимости от выбранной градационной кривой ставится в соответствие выходной сигнал, что позволяет устранить различия в форме видеоимпульсов, полученных от одинаковых размеров крон деревьев различных пород, и компенсировать влияние различающихся условий аэрофотосъемки. Блок 38(38)может быть выполнен, например, в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), управляемого с выхода амплитудного селектора 12(13). Откорректированный сигнал сравнивается затем с опорным в компараторе 39(39), в результате чего на его выходе появляется импульс с длительностью, соответствующей размеру кроны. Этот импульс поступает на первый вход элемента И 40(4и)в качестве коммутирующего сигнала для импульсов заполнения, поступающих на второй вход элемента И 40(40)со второго выхода генератора 11 импульсов. Счетчик 41 (41)фиксирует количество прощеди1их через элемент И 40(40)импульсов. Дополните;1ьный сумматор 45 осуп1,ествляет сложение кодов счетчиков 41 и 4 1,в результате чего на его выходе присутствует информация об усредненном значении размера кроны. Поскольку максимальный размер кроны всегда определяется длительностью импульса на выходе компаратора 39 канала обработки зеленой составляющей цветоделенного сигнала, то по его заднему фронту, выделяемому дешифратором 43, осуществляется запись информ ции с выхода сумматора 45 в регистр 4б(46 ), соответствуюпгий первой (N-ой) из анализируемых пород,и сброс счетчиков 41 и 41 в ноль. К моменту записи выбор нужного (одного из N) регистра уже осуществлен сигналом с того выхода коммутатора 15, который соответствует той породе, к которой принадлежит анализируемая в данный момент крона. Блок 44 элементов задержек обеспечивает необходимую задержку появления информации о принадлежности анализируемой кроны и одной из N пород на втором управляющем входе соответствующего регистра 4(э(4о) к моменту записи в него кода с выхода сумматора 45.

Занесенная в регистр (один из N) информация об откорректированном в каждом канале и усредненном размере кроны далее подвергается сравнению с установленными числовыми значениями в компараторах блока 47(47 J. По импульсу, nociynHBHjeMy с блока 47 (47) компараторов, в блоке (4 ) счетчиков свое содержимое увеличивает на единицу счетчик количества деревьев того диапазона размеров крон, к которому был отнесен сигнал с регистра 4( ( при сравнении его в блоке компараторов с фиксированными значениями соответствующими границам диапазонов размеров крон. Состояния счетчиков блока ( выводятся на блок 49() индикаторов.

В связи с тем, что в первоначальный момент счетчики блоков 48 -4 могут находиться в произвольном состоянии, для перевода их в исходное состояние осуществляется ручной сброс с помощью схемы 34 сброса.

Таким образом, обеспечивается расширепие функциональных возможностей известного устройства за счет определения размеров крон отдельных деревьев и подсчета количества деревьев по заданным диапазонам размеров крон для каждой из дешифрируемых пород. Это позволяет получать также информацию о возрастных градациях лесных массивов и об объемах древесины соответствующих пород.

Формула изобретения

Устройство для лесотаксационного де0 шифрования цветных аэрофотоснимков, содержащее блок развертки, блок цветоделения и сканирования, эмиттерные повторители, электронные ключи, модуляторы, амплитудные селекторы, генератор импульсов, блок схем совпадений, счетчики, триггеры, диф5 ферепцирующие цепи, ограничители полярности, инверторы-делители, схему сброса, коммутатор и сумматор, отличающееся тем, что, с целью pacцJиpeния функциональных возможностей за счет одновременного определения дополнительных параметров дере BiiCB, в него вве.аены дешифратор, блок элементов задержки, дополнительный сумматор и каналы обработки красной и зеленой составляющих цветоделенного сигнала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента за- держки, аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, компаратора, элемента И, счетчика и подключенного к управляюн;им входам блока памяти регистра, входы которого соединены с выходами соответствующего ам0 плитудного селектора, входы элементов задержки соединены с соответствующими входами модуляторов, а также сортировки по диапазонам размеров крон по заданному числу пород деревьев, каждый из которых состоит из последовательно соеди5 пенных регистра, блока компараторов, блока счетчиков н блока индикации причем синхровходы аналого-цифровых преобразователей соединены с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с вторыми входами схем И кана лов обработки, первый вход схемы И канала обработки зеленой составляющей соединен с входом дещнфратора, выход которого соединен с управляющими входами счетчиков каналов обработки и с первыми

j управляющими входами регистров каналов сортировки, вторые управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока элементов задержки, входы которого соединены с соот78

ветствующими выходами коммутатора, вы-тора, выход которого соединен с информаходы счетчиков каналов обработки соеди-ционными входами регистров каналов сортинены с входами дополнительного сумма-ровки соединены с выходом схемы сброса.

1267157

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и позволяет расширить функциональные возможности устройства, которое содержит блок 1 развертки, аэрофотоснимок 2, блок 3 цветоделения, эмиттерные повторители 4-6, электронные ключи 7 и 8, модуляторы 9 и 10, генератор 11 импульсов, амплитудные селекторы 12 и 13, блок 14 схем совпадений, коммутатор 15, счетчики 16 и 24-26, 35 импульсов, триггеры 17 и 30 Шмитта, дифференцирующие цепи 18 и 31, ограничители 19 и 32 полярности, ждущий мультивибратор 20, электронные ключи 21-23, инверторы-делители 27 и 28, сумматоры 29 и 45, триггер 33 со счетным запуском, схему 34 сброса, элементы 36 и Зб задержки, аналого-цифровые преобразователи 37 и 37, блоки 38 и 38 памяти, компараторы 39 и 39, элементы И 40 и 40, счетчики 41 и 41, регистры 42 и 42, 46 и 46, дешифратор 43, блок 44 элементов задержки, блоки 47-47 и блоки 49 и 49, индикаторов. Введение новых элементов и обS разование новых связей между элементами W устройства позволяет определять размеры крон отдельных деревьев и подсчитывать количество деревьев по заданным диапазонам размеров крон для каждой и дещифруемых пород. 1 ил. to О5 сд