Устройство для определения размеров изображения объекта Советский патент 1988 года по МПК H04N7/18 

со

00

00 N5

Изобретение относится к телевиде нию и может использоваться, напри - мер, при механических испытаниях, в которых происходит изменение формы образцов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности выделе ния и измерения минимального размера изображения объекта.

На фиг. 1 представлена структур ная электрическая схема устройства для определения размеров изображения объекта; на фиг. 2 - структурная электрическая схема реализации блока управления этого устройства; на фиг. 3 схема реализации блока совпадения; на фиг. 4 силуэтное изображение контролируемого объекта на приемный торец видикона; на фит. 5 - временные диаграммы в узлах схемы устройства.

Устройство (фиг, 1) содержит телевизионную камеру 1, видеоконтрольный блок 2, видеоусилитель 3, аналоговый компаратор 4, первый элемент И 5, генератор 6 импульсов, второй элемент И 7, одновибратор 8, селектор 9 синхроимпульсов, третий элемент И 10, первый счетчик 11 с предустановкой, блок 12 управления, втoJpoй счетчик 13, первый регистр 14, второй регистр 15, блок 16 совпадения, третий регистр 17, цифровой компара- тор 18, группу выводов 19.

Блок управления (фиг. 2) содержит первый 20 и второй 21 одновибраторы, элемент И 22, элемент ИЛИ 23.

Блок 16 совпадения (фиг. 3) содержит посто-янное запоминающее устройство 24, первый 25, второй 26, третий 27 и четвертый 28 постоянные резисторы, переключатель 29, элемент НЕ ЗО Группа входов постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 24 является многоразрядным входом блока 16 совпадения , первые выводы постоянных резисторов 23 - 28 соединены между со- бой и подсоединены к положительному полюсу источника питания (например, 5В), второй вывод первого постоянного резистора 25 соединен с первым выходом ПЗУ 24 и первым контактом пере ключателя 29, второй вывод второго постоянного резистора 26 соединен с вторым выходом ПЗУ 24 и вторым кон- тактом переключателя 29, второй вывод третьего резистора 27 соединен с третьим контактом переключателя 29 и третьим выходом ПЗУ 24, второй вывод четвертого р езистора 28 соединен с четвертым контактом переключателя 29 и четвертым выходом ПЗУ 24, общий контакт переключателя 29 соединен с входом элемента НЕ 30, выход элемента НЕ является выходом блока 16 совпадения ,

Устройство для определения размеров изображения объекта работает . следующим образом.

Оптическая система (фиг, I) телевизионной камеры проецирует силуэт- ное изображение контролируемого объекта на приемный торец видикона (фиг, 4). При этом с выхода телевизионной камеры снимается видеосигнал На фиг. 5а представлена в упрощенном виде осциллограмма выходного напряжения телекамеры. При этом временным интервалам Г; соответствуют хорды изображения объекта в i-x строках разложения. Селектор синхроимпульсов (ССИ) 9, выполненный, например, на микросхеме 174ХАП, выделяет строчны и кадровые синхроимпульсы, которые используются для синхронизации работы устройства. С первого выхода ССИ9 снимаются строчные синхроимпульсы, длительность которых несколько пре- вьшает длительность соответствующих импульсов видеосигнала (фиг. 5в). По срезу синхроимпульса срабатывает одновибратор 8, длительность импульс которого подобрана таким образом, что завершается импульс на 2-3 мкс раньше, чем начинается следующий строчный импульс. Таким образом, одновибратор формирует окно (фиг. 5г) составляющее примерно 90% строки симметрично ее центра.

Аналоговый компаратор 4 (выполненный, например, на ИМС типа 597 СА2) формирует из видеосигнала прямоугольную последовательно импульсов, согласованную по уровням с логическими уровнями интегральных микросхем, на основе которых реализована остальная часть устройства (фиг. 56). Выходной сигнал компара- тора объединяется fio И с выходным сигналом одновибратора 8, в результате чего на выход элемента И проходят лишь те сигналы, которые соответствуют рабочей зоне растра - окну (фиг, 5д). Выходной сигнал первого

элемента И 5, несущий информацию о величине хорды изображения объекта, используется для формирования ворот для подсчета импульсов генератора (фиг, 5е) счетчиком 11 (фиг. 5ж). Для этого используется первый элемент И 5. Во время действия кадрово™ го синхроимпульса работа второго эле мента И 7 запрещается. Таким образом осуществляется преобразование линейный размер - временной интервал - двоичный код. Результат преобразова™ ни сохраняется первым счетчиком 11 до прихода следующего строчного син- хроимпульса, осуществляющего сброс счетчика при условии отсутствия кадрового синхроимпульса (элемент И 10). Выходная информация счетчика 11 подается на информационные входы первого регистра 14 и входы цифрового компаратора 18; с выхода первого регистра РПР 14 информации подается на входы В цифрового компаратора 18. Цифровой компаратор осуществляет сравнение кодов чисел, хранящихся в первом счетчике 11 и в первом регистре 14. В случае, если значение ко да числа в первом счетчике 11 меньше чем в первом регистре 14, компаратор вьщает сигнал разрешения на блок 12 управления (фиг. 5и), который форми- рует импульс, переписывающий информацию из первого счетчика 11 в первый регистр 14 (фиг. 5к), Таким образом осуществляется последовательное срав нение результата преобразования в текущей строке с предыдущими и выделение наименьшего результата с перезаписью последнего в первьш ре- гистр 14, В конце кадра в первом регистре 14 хранится код наименьшего результата, соответствующего минимальной хорде изображения объекта за кадр (полукадр в случае черезстроч- ной развертки). Второй счетчик 13 подсчитывает строчные импульсы. Выходная информация счетчика подается на информационные входы второго регистра I5 и на блок 16 совпадения. Занесение информации из счетчика 13 во второй регистр 15 осуществляется тем же импульсом, который заносит информацию из счетчика в первый регистр 14, Поэтому в конце кадра во втором регистре 15 содержится номер строки, соответствующей минимальной хорде изображения объекта. По импуль су, формируемому блоком 16 сравнения.

JQ 15 20 25 ЗО .,, .

35

50

5

информация из первого 14 и второго 15 регистров переносится в третий регистр, откуда может быть считана внешним устройством.

Блок 16 совпадения настроен на некоторое значение кода второго счетчика 13, которое принимается границей кадра. Например, если принять в качестве границы кадра 312-ю строку (для черезстрочной развертки), необходим 9-разрядный двоичный счетчик 13, а блок 16 совпадения должен реализовать функцию

/ п П. ./ .Г.А

- ц 8 ч 7 Чб

X Q 1

где С - логическое значение выхода;

Q -Qjj - логическое значение выхо дов счетчика строк.

Возможны самые различные способы реализации блока 16 совпадения, например, с использованием простейших логических элементов И, НЕ схем сравнения, на вход А которых заведено значение кода границы кадра, на выход В - информация со счетчика строк, Можно предложить коммутацио}:ное поле, с помощью которого возможна перенастройка блока и различные другие варианты, В качестве примера можно привести реализацию блока совпадения на базе ПЗУ (фиг, 3)к адресным входам которого подключаются выходы счетчика.

В схеме (фиг, З) блока 16 совпадения применена ПЗУ 24 (например, К565РТ4), запрограммированная таким образом, что в ячейках, адреса которых соответствуют нескольким выбранным номерам строк (в примере - 312,

314, 316, 318) записаны нули в первом, втором, третьем и четвертом бите соответственно, а во всех остальных ячейках - значение слов 1111.

Адресные входы Ад-А, подключены к выходам счетчика строк 13 Q,,- Qg. На выходах D , - D ПЗУ 24 присутству ет потенциал логической единицы при любых состояниях счетчика, кроме тех, которые соответствуют ячейкам 312, 314, 316, При переходе счетчика в состояние, при котором выбирается од на из отмеченных ячеек, на одном из выходов ПЗУ устанавливается логичес кий нуль. Сигнал с выхода ПЗУ 24

инвертируется элементом НЕ 30 и ис пользуется для стробирования третьего регистра 17. Переключатель 29 позволяет настраивать блок 16 совпадения на любое из выбранных значений номеров строк.

Кадровый синхроимпульс инициирует систему, т.е. осуществляет подготов ку всех компонентов устройства к еле дующему циклу работы. Для того, чтобы мог начаться поиск нового минимального значения результата счета импульсов первым счет р1ком 1 1, необходимо занести в первый регистр 14 код максимально возможного числа для регистра принятой разрядности

„ mt

2 1, где N - число разрядов

счетчика и первого регистра 14, Для этого по фронту кадрового синхроимпульса первый счетчик 11 устанавлуг- вается в состояние 111 ... 1. По срезу кадрового синхроимпульса срабатывает однонибратор 21 блока управления, выходной импульс которого, проходя элемент ИЛИ 23, заносит информацию из счетчика в первый регистр 14. После этого начинается очередной цикл выделения минимальной хорды изображения объекта.

Одновибратор 21 блока 12 управления срабатывает по срезу импульса одновибратора 8 и генерирует короткий импульс вне окна, но до начала следующего строчного синхроимпульса (фиг. 5з). Если результат, подсчитан ный счетчиком 11 в текущей строке, меньше хранимого в первом регистре 14, на выходе цифрового компаратора имеет место сигнал 1 (иг. 5и), который поступает на первый вход элемента И 22 БУ12; при этом импульс одновибратора 21 проходит элемент И 22, элемент ИЛИ 23 и вызывает запись информации из счетчиков 11, 13 в первой и второй регистры 14, 15 соответственно. В противном случае на первый вход элемента И 22 подается сигнал О, импульс одйовибратора далее не распространяется и в регистрах сохраняется информация, соответствующая минимальной встреченной процессе развертки хорде и номеру соответствующей строки.

Предлагаемое устройство обеспечи- вает непрерывное отслеживание минимального размера проекции образца при механических испытаниях, напри

5

0

5

0

5

мер, на растяжение и передачу величины этого размера в цифровом коде в систему автоматизации эксперимента. Это позволяет в результате механических испытаний получать не условные, а истинные значения параметров испытуемых материалов.

Формула изобретения

I. Устройство для определения размеров изображения объекта, содержащее телевизионную камеру, выход которой подключен к входу видеоконтрольного блока и входу видеоусилителя, выход которого подключен к входу аналогового компаратора, первый элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов,а выход подключен к счетному входу первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, путем обеспечения возможности вьщеления и измерения минимального размера изображения объекта, в него введены второй и третий элементы И, селектор синхроимпульсов, второй и третий регистры, прнчем выход видеоусилителя подключен к входу селектора синхроиьг- пульсов, выход аналогового компаратора подключен к первому входу второго элемента И, первый вькод селектора синхроимпульсов подключен к входу одновибратора, первому входу третьего элемента. И, счетному входу второго счетчика, второй выход селектора синхроимпульсов подключен к второму входу второго элемента И, второму входу третьего элемента И, входу установки первого счетчика, первому входу блока управления, выход одновибратора подключен к третьему входу второго элемента И и к второму входу блока 5 управления, выход второго элемента И подключен к второму входу первого элемента И, входы установки первого счетчика объединены и являются выво дами сигнала логической единицы устройства, выход третьего элемента И подключен к входу сброса первого счетчика, многоразрядный выход перво. го счетчика подключен поразрядно к многоразрядному входу первого регистра и к .многоразрядному входу А цифрового компаратора, многоразрядный выход первого регистра подключен к многоразрядному входу В цифрового

5

0

0

компаратора и к первому многоразрядному входу третьего регистра, выход цифрового компаратора подключен к третьему входу блока управления, выход блока управления подключен к входам стробирования первого и второ го регистров, многоразрядный выход второго счетчика подключен к много разрядному входу второго регистра и к многоразрядному входу блока совпадения, многоразрядный выход второго регистра подключен к второму многоразрядному входу третьего регистра, выход блока совпадения подключен к входу стробирования третьего регистра, многоразрядный выход третьего регистра является выходом устройства для определения размеров изображения объектов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит первый и второй одновибраторы, элемент И и злемент ИЛИ, причем первый вход блока управления является входом первого одно- вибратора, второй вход блока управления является входом второго одно-

вибратора, третий вход блока управления является первым входом злемента И, выход второго одновибратора подключен к второму входу злемента И, выхо, злемента И,подключен к первому

входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора, выход элемента ИЛИ является выходом блока управле - ния.

Изобретение относится к ТВ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспе чения возможности выделения и измерения миним. размера изображения объекта. Устр-во содержит ТВ-камеру 1, видеоконтрольный блок 2, видеоусилитель 3, аналоговой компаратор 4, этг ты И 5, 1 и 10, г-р 6 импульсов, одновибратор 8, селектор 9 синхроимпульсов, счетчики II и 13, блок 12 управления, регистры 14, 15 и 17, блок 16 совпадения, цифровой компаратор 18, группу выводов 19, Блок 12 содержит два одновибратора, эл-т И, эл-т ИЛИ. Устр-во обеспечивает непрерывное отслеживание миним. размера проекции образца при механич, испьг таниях и передачу величины размера в цифровом коде в систему автоматизации эксперимента. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. i (Л

м I

Зона окна

t.

ATtJlriJLriAjiJUiJL

1Ш1 П П П f ПО П Л

1

п/п п п п

ка9ра

Фиг.