Устройство для распознавания контуров изображений объектов Советский патент 1987 года по МПК G06K9/36 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для автоматизации процесса распознавания изображений размерных объектов и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1270781.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство включает датчик 1 видеосигнала, первый счетчик. 2, первый вычислительньш блок 3, первый блок 4 памяти, блок 5 регистрации, блок 6 дифференцирования, первый формирователь 7 порога, второй счетчик 8, сумматор 9, второй блок 10 памяти, пороговый элемент 11, вычитатель 12, второй вычислительньш блок 13, элемент И 14, второй формирователь 15 порога, третий счетчик 16 и четвер- тьй счетчик 17.

Устройство работает следующим образом.

С выхода датчика 1 видеосигнала в устройство поступают кадровые синхроимпульсы (КСИ), строчные синхроимпульсы (ССИ), тактовые импульсы (ТИ), присутствующие только в активное время строк телевизионного раз- ложения, т.е. во время прямого хода луча, и параллельный двоичный код видеосигнала, формируемый в аналого- цифровом, преобразователе датчика 1 видеосигнала. Блок 6 производит операцию двумерного дифференцирования сигнала яркости в апертуре 2x2 растровых элементов и. вырабатывает на выходе значение оценки двумерного перепада яркости непрерывно в течение всего эксперимента.

Работа устройства в режиме распознавания контуров изображений объектов начинается с момента появления на первом входе устройства сигнала 1 Пуск. При этом включается первьй формирователь 7 порога, на выходе которого к концу первого кадра образуется суммарный сигнал, являющийся первым эталонным пороговым сигналом. Величина его такова, что при его наличии на втором входе порогового элемента 11 на его выход выделяются часть элементов контура изображения объекта и элементы контура изображения фона (ложные конту ры) , число которых при малых отноше

5

0

ниях сигнал/шум ( v ,5) велико и существенно влияет на работу устройства. При повышенных отношениях сигнал/шум ( 7 2,5) по окончании процесса формирования первого эталонного порогового сигнала, когда он не превьпиает граничного значения, на первом выходе формирователя 7 появляется 1 (сигнал Конец формирования эталонного порога), поступающая на второй вход блока 4 и пятый вход порогового элемента 11.

Начинается второй кадр, за время которого производится запись в блок 4 сигналов от элементов контура изображения объекта и фона, формируемых пороговым элементом 11, реализующим функцию вычитания первого эталонного порогового сигнала из суммарного . сигнала двумерного перепада, поступающих соответственно с выходов вы- читателя 12 и блока 6. При этом на второй вход вычитателя 12 поступает 5 нулевой корректирующий пороговый

сигнал с выхода блока 13. После записи начинается цикл корректировки (уменьшения) первого порогового эталонного сигнала. Счетчик 2 производит подсчет числа связных элементов контура вдоль строки. Подсчет общего числа выделенных связных элементов контура изображения объекта и фона производится счетчиком 8 на протяжении активной части ка;дра. По окончании подсчета состояние счетчика 8 переписьтается в блок 13.

На третьем этапе работы устройства производится увеличение первого эталонного порогового сигнала, причем значение сигнала положительного приращения подается с второго входа устройства одновременно на соответствующие входы сумматора 9 и блока 5 13. Увеличенный первый пороговый эталонный сигнал с выхода сумматора 9 поступает на вход вычитателя 12, проходит его без изменений и оказывается на втором входе порогового элемента 11. Как и на втором этапе работы устройства первый 2 и второй 8 счетчики производят подсчет общего числа вьщеленных связных элементов контура изображения объекта при увеличенном пороговом эталонном сигнале. Результаты подсчета переписываются из счетчика 8 в соот етствую- щий регистр блока 13. Таким образом, получена необходимая исходная инфор0

5

0

50

55

мация для расчета уменьшенного порогового эталонного сигнала, при котором вероятность обнаружения элементо

контура изображения близка к едини-

це. Этот расчет осуществляется в

блоке 13 при наличии на втором входе блока 13 стробирующего сигнала, поступающего с соответствующего выхода счетчика 8, В течение третьего этапа работы устройства на втором выходе блока 13 вырабатывается сигнал разрешения записи для блока 10 памяти. Полученное в блоке 13 значение уменьшения порога используется вычитате- лем 12 для корректировки (уменьшения) первого эталонного порогового сигнала, поступающего на первьш вход последнего,

Когда процесс вычислений завершен начинается четвертый этап работы устройства, при котором осуществляется выделение корректирующих элементов контура изображения объекта и фона путем сравнения сигнала на выходе блока 6 с уменьшенным пороговым эталонным сигналом. Процесс записи массива сигналов от элементов контура при скорректированном пороговом эталонном сигнале в блок 10 памяти про- исходит аналогично описанному выше процессу записи в первый блок памяти По окончании записи в блок 10 памяти на четвертом выходе последнего появляется уровень 1, поступающий на первый вход блока 4 памяти, и разрешает считывание данных из последнего, а также из блока 10 памяти, где является внутренним сигналом.

Начинается пятый этап работы устройства. Считывание из обоих блоков 4 и 10 памяти производится синхронно. Процесс вычисления плотностей вероятностей появления корректирующих элементов проводится одновремен но со считыванием сигналов от элементов контуров изображений объектов и фона из первого 4 и из второго 10 блоков памяти. Вычисление вероятностей появления корректирующих элемен|тов ведется при каждом положении анализирующей апертуры 8x8 элементов и начинается каждый раз по сигналу, приходящему на третий вход блока 3, на первьй и второй входы которого проходят величины суммарных сигналов от элементов контуров соответственно из второго 10 и из первого 4 блоков памяти. Нахождение от

5

0 5 о

Q

,

0

ношения числа корректирующих элементов в апертуре к общему числу обнаруженных элементов производится в блоке 3 по стандартной схеме сдвига делимого и проверке разряда переноса при вычислении остатка от деления на каждом шаге.

Формирователь 15 .порога представляет собой преобразователь кодов, реализованный с помощью программируемого постоянного запоминающего устройства. На выходе формирователя 15 устанавливается одно из заранее определенных значений второго эталонного порогового сигнала, которое определяется по исходному А и уменьшенному А пороговым эталонным сигналам и зависит от эталонного числа градиентных элементов. Результат этого сравнения поступает на первьш вход блока 5 и записывается там при наличии разрешения, приходящего с соответствующего разряда регистра блока 10, где находятся значения сигналов от элементов контуров, расположенных в центре апертуры. Только при наличии обоих сигналов принимается решение о наличии элемента контура в данном месте растра.

При уменьшении отношения сигнал/ шум на выходе формирователя 7 происходит соответствующее увеличение первого порогового эталонного сигнала. Когда данный сигнал превьшает заданное граничное значение, запрещается вьщача сигнала Конец формирования эталонного порога на первый .выход формирователя 7 и разрешаетсй выдача данного сигнала на третий выход формирователя, который подключен к четвертому входу порогового элемента 11 и к входу разрешения выборки счетчика 17. Одновременно сигнал О поступает с четвертого выхода первого формирователя 7 порога на пятый вход второго формирователя 15 порога. Затем по сигналу Конец формирования эталонного порога в счетчик 17 по установочному входу записывается код первого эталонного порогового сигнала. Увеличение данного кода на единицу происходит под действием ССИ, поступающих на первьш управляющий вход счетчика 17. Прямой счет происходит до момента прихода сигнала 1 с выхода счетчика 16 на счетный вход счетчика 17. К этому моменту на первом выходе счетчика 17 устанавлн

вается значение порогового сигнала, полученное при непосредственном счете чнсла элементов ложных контуров, выделенных после дифференцнровання видеосигнала и его пороговой обработки. Подсчет числа элементов осуществляется счетчиком 16. Состояние счетчика 17 не изменяется до. прихода сигнала Окончание записи в первый блок памяти, который является внутренним сигналом счетчика 17. В рассматриваемом режиме работы устройства сигнал Разрешение записи в иер- вьй блок памяти формируется счетчиком 17 и с его второго выхода поступает на управляющий вход.первого блока 4 памяти. Сигнал 1, поступающий на счетный вход счетчика 17, формируется счетчиком 16 с момента прихода четвертого импульса, соответствующего четвертому выделенному элементу контура изображения и фона. Сброс счетчика J6 осуществляется ССИ Сравнение дифференцированного видеосигнала с порогом, формируемым счетчиком 17, производится пороговым элементом 11. .Для этого сравниваемые сигналы поступают на первый и третий входы.последнего. Коммутатор порогового элемента 11 под действием сиг- пала 1, поступаюЕ1ей с триггера этго же элемента 11, подключает первый выход счетчика 17 на вход суг-шатора порогового элемента 11. Триггер последнего устанавливается в состояние 1 импульсом Конец формирования первого эталонного порога, поступающим с третьего выхода перврго формирователя 7 порога. Сигнал О с четвертого выхода первого формирователя 7 порога поступает на пятый вход второго формирователя 15 порога. При этом коммутатор подключает первьтй выход счетчика 17 к адресным входам постоянных программируемых запоминающих устройств в торого фор- мирователя 15, на выходе которого вырабатывается второй эталонный пороговый сигнал. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично оп санном.у вьше при повышенных отноше- IСостав

Редактор М.Андрушенко

Техред

Заказ 6154/50

Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, К-35, Раушская наб.. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

15

20

25

. . -тель А.Глотов

597886

ииях сигнал/шум. При этом уточненный второй эталонный пороговый- сигнал иснользуется для принятия окончательного решения относительно- истинности вьщеленных элементов контура.

Таким образом, реализованное в предлагаемом устройстве формирование порогового эталонного сигнала, при котором подсчитывается число элементов ложных контуров, возникающих в процессе дифференцирования видеосигнала, позволяет повысить надежность распознавания элементов контуров изображений объектов при низких от30

35

40

45

50

ношениях сигнал/шум.

Формула изобретения

Устройство для распознавания контуров изображений объектов по авт. св. № 1270781,О т ли ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены т.ретий счетчик и четвертый счетчик, первый выход которого соединен с третьим входом порогового .элемента и с четвертьм входом второго фор- миро.вателя порога, второй выход подключен к управляющему входу первого блока памяти, вход сброса соединен с первым входом устройства, счетный вход соединен с выходом третьего счетчика, вход разрешения выборки четвертого счетчика соединен с третьим выходом первого формирователя порога, второй выход которого соединен с установочным входом четвертого счетчика, первый и второй управляющие входы четвертого счетчика соединены с выходами строчных и кадровых импульсов датчика видеосигнала,счет- ньй вход третьего счетчика соединен с выходом строчных синхроимпульсов датчика видеосигнала, управляющий вход третьего счетчика соединен с вь1ходом элементв И, первьй, третий, и четвертый выходрз первого формирователя порога соединены соответственно с пятым и четвертым входами порогового элемента и с пятым входом второго формирователя порога.

Корректор О.Кравцова

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации распознавания изображений. Цель изобретения заключается в повьшении надежности устройства, что достигается введением двух счетчиков 16 и 17, позволяющих повысить помехозащищенность при распознавании изображений в условиях низкого контраста. 1 ил. со СП со 00 00 N