Устройство для преобразования изображения Советский патент 1987 года по МПК G06K9/46 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в промышленных роботах, применяемых для сортировки плоских деталей на конвейере.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности определения числа углов на изображении.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, содержащая фотоэлектрический преобразователь 1, первый 2 и второй 3 су.м- маторы, первый 4 и второй 5 интеграторы, первый 6 и второй 7 умножители, генератор 8 квадратурных напряжений, первый комму- тируюп.1ий элемент 9, блок 10 управления, формирователь II импульсов второй производной видеосигнала, элемент И 12, счетчик 13.

На фиг. 2 показана очерченная прямоугольником область фотокатода и изображение на нем п|)оекции объекта (треугольника), по контуру которого сканирует апертура фотопреобразователя (обозначена точкой) относительно центра сканирования (слежения) 0. Положение проекции изображения объекта на фотокатоде может быть произвольным.

На фиг. 3 показаны эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. На фиг. 4 показана структурная схема блока управления, содержащая генератор 14 пилообразного напряжения, второй коммутирующий элемент 15, первый 16 и второй 17 пороговые блоки, формирователь 18 импульсов, первый 19 и второй 20 источники опорных напряжений.

На фиг. 5 показаны эпюры напряжений в различных точках блока управления.

Устройство работает следующим образом.

При включении апертура фотопреобразователя 1 находится в центре О фотокатода (фиг. 2), так как напряжения на выходах аналоговых умножителей 6 и 7, на выходах интеграторов 4 и 5 и, следовательно, на выходах сумматоров 2 и 3, управляюн ие отклоняющей системой фотопреобразователя I, в первый момент равны нулю.

Появление на сигнальном выходе фотопреобразователя 1 напряжения видеосигнала Uiu-(t), поступающего на вторые входы умножителей 6 и 7, образует на их выходах квадратурно-связанные напряжения Ux и Uy, которые через сумматоры 2 и 3 вызывают отклонение апертуры на край изображения и сканирование (слежение) ее по контуру изображения относительно центра О фотокатода, являющегося в данный момент центром слежения радиус-векторной развертки. Радиус-вектор ропорционален напряжению видеосигнала.

Если центр изображения не совпадает с центром О фотокатода, который в первый момент после включения устройства является центром слежения развертки, напряжения

Ux и Uy на выходах умножителей 6 и 7 меняются несимметрично относительно нуля. Разность средних значений положительных и отрицательных полупериодов этих напряжеНИИ образует на выходах интеграторов 4 и 5 сигналы рассогласования по координатам X и У, которые, воздействуя через вторые входы сумматоров 2 и 3 на отклоняющую систему фотопреобразователя, стремятся совместить центры слежения и изображения

объекта. При совмещении этих центров (примерно после трех обходов апертуры по контуру) напряжения Ux и Uy на выходах перемножителей 6 и 7 становятся симметричными, а на выходах интеграторов 4 и 5 -

5 постоянными, определяя координаты центров слежения и изображения.

На фиг. 2 изображение объекта для простоты расположено так, что его центр совпадает с центром 0(Хи, 0, ) фотокатода. В этом случае напряжения на интеграто0 pax 4 и 5 при сканировании апертуры по контуру изображения всегда равны нулю. На фиг. За показана форма напряжения видеосигнала UB..-, соответствующего величине радиуса-вектора r(t) для изображения

C на фиг. 2, в зависимости от угла ip , отсчитываемого от оси X при сканировании апер туры по контуру изображения против часовой стрелки. Для изображения в виде круга видеосигнал в устройстве радиус-векторной развертки представляет постоянное

Q напряжение (так как радиус круга величина постоянная).

Появление видеосигнала включает в работу и блок 10 управления путем размыкания элемента 15 (фиг. 4), блокирующего генератор 14 пилообразного напряжения,

5 вследствие чего на выходе последнего начинает нарастать пилообразное напряжение (фиг. 5а), период которого определяет цикл измерения.

В момент t, (фиг. 5а) после совмещения центров слежения и изображения объекта

0 (примерно три обхода апертуры по контуру) пилообразное напряжение достигает уровня и, , вызывая срабатывание порогового блока 16. Его выходное напряжение (фиг. 56) открывает эле.мент 9, в результате чего напря5 жение видеосигнала U,. поступает на формирователь 11 импульсов второй производной. Одновременно формирователь 18 импульсов из переднего фронта выходного напряжения порогового блока 16 формирует импульс (фиг. 5в) для обнуления счетчика 13 перед

0 началом измерения.

При наличии углов па изображении объекта, как па фиг. 2, форма напряже- ня видеосигнала Use в момент прохождения апертурой фотопреобразователя 1 вершины угла перетерпевает резкий излом.

5 Путем двойного дифференцирования напряжения видеосигнала (фиг. 36) эти изломы на выходе блока 11 выделяются в виде импульсов (фиг. Зв). В момент to срабатывает

второй пороговый блок 17 и его выходное напряжение (фиг. 5г) на интервале времени , равное периоду обхода ToSx. апертурой контура изображения объекта, открывает 3j;ieMeHT И 12 для пропуска импульсов с выхода блока 11 на счетчик 13. Число этих импульсов, сосчитанных за время (фиг. Зг), равно количеству углов на изображении объекта.

Формула изобретения . Устройство для преобразования изобра женин, содержащее первый и второй умножители, первые входы которых соединены с первым и вторым выходами генератора квадратурных напряжений, а вторые входы - с выходом фотоэлектрического преобразователя, входы управления по X и Y координатам которого соединены с выходами первого и второго сумматоров, первые информационные входы которых соединены с выходами первого и -второго интеграторов, выходы первого и второго умножителей соединены с входами соответствующих интеграторов и с вторыми информационными входами сумматоров, отличающееся тем, что, с целью расщирения области применения, за счет возможности определения числа углов на изображении, в него введены блок управления, первый коммутирующий элемент, формирователь импульсов второй производной видеосигнала, элемент И и счетчик, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход

10

которого соединен с выходом формирователя импульсов второй производной видеосигнала, вход которого соединен с выходом коммутирующего элемента, вход которого соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя, первый выход блока управления соединен с управляющим входом первого коммутирующего элемента, второй выход - с вторым входом элемента И, третий выход - с управляющим входом счетчика, выход которого является выходом устройства, управляющий включением вход блока управления соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя.

2. Устройство по п. I, отличающееся

J5 тем, что блок управления содержит второй коммутирующий элемент, генератор пилообразного напряжения, первый и второй пороговые блоки и формирователь импульсов, выход которого является третьим выходом блока, выходы первого и второго

20 пороговых блоков являются соответственно первым и вторым выходами блока, первые входы пороговых блоков соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, вторые входы - с соответствующими источниками опорного напряжения, вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом второго коммутирующего элемента, информационный вход которого является управляющим включением входом блока, а второй вход соединен с общей

25

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах автоматического контроля, например в промышленных роботах, для распознавания и сортировки деталей. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет возможности определения числа углов на изображении контролируемых объектов. Устройство содержит умножители, генераторы квадратурных напряжений, фотоэлектрический преобразователь, блок управления, коммутирующие элементы, формирователь импульсов второй производной видеосигнала, элемент И и счетчик. Устройство позволяет не только сканировать по контуру изображений, но и определять число углов с помошью блока управления, формирователя импульсов второй производной и счетчика. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. со 145 СП сд со N

180 ZTOГздо :90 ,180 ПО

dUkII:II

1- IIIIiI

r I Л-, л r лL

ГТТТТТ

bee 190 1)80 io o эоУТзо |270

Г1Т

if

Тг- с

сг/

Ha5n.t2