Устройство для центрирования изображений Советский патент 1988 года по МПК G06F3/00 G06K9/32 

Изобретение относится к телевизионным системам, предназначенным для определения параметров объектов, и может быть использовано при автоматизации производственных процессов.

Цель изобретения - повышение точности центрирования.

Повышение точности центрирования достигается за счет реализации в устройстве алгоритма центрирования по статическим моментам.

На чертеже представлена блок-схема устройства для центрирования изображений .

Устройство содержит блок 1 фотоэлектрического преобразования, усилитель-ограничитель 2, первый и второй синхронные детекторы 3 и 4, первый и второй фильтры 5 и 6 низкой частоты, первый и второй интеграторы 7 и 8, первый и второй усилители 9 и 10, первый и второй сумматоры 11 и 12, первый и второй генераторы 13 и 14 развертывающего напряжения, первый и второй элементы 15 и 16 задержки, Первый и второй блоки 17 и 18 вычитания, нуль-индикатор 19.

Устройство работает следующим образом.

Перед блоком 1 фотоэлектрического преобразования устанавливается объект распознавания (не показан), изображение которого с помощью объектива (не показан) проецируется на фотокатод диссектора блока 1 фотоэлектрического преобразования. Работают два идентичных канала (строчный и кадровый) , из которых каждый осуществляет совмещение осей растра (т.е. прямых, проведенных через центр растра в направлении строчной и кадровой разверток) с центром изображения объекта распознавания.

Пилообразное напряжение с генератора строчного и кадрового развертывающих напряжений соответственно te- реэ блоки 11 и 12 поступают на первый и второй входы блока фотоэлектрического преобразования - на строчную и кёщровую отклоняющие катушки. Тем самым осуществляется считьшание изображения методом строчно-кадровой развертки.

Если вертикальная кадровая ось растра, относительно которой найден статический момент, проходит через центр изображения объекта, указанны статический момент равен нулю. Напряжение на выходе интегратора 7 остается неизменным и центр растра никуда не смещается в строчном направлении. Если же эта ось не прохо дит через центр изображения объекта названный статический момент не будет равен нулю, выходное напряжение интегратора 7 после усиления усилите лем 9 суммируется в сумматоре 11 с импульсами строчной развертки и поступает на строчную отклоняющую катушку блока 1 фотоэлектрического пр образования. В результате этого центр растра смещается в строчном направлении. Процесс смещения, опре 5Q деляемый нарастающим или убывающим выходным сигналом интегратора, прекращается в момент равенства нулю вы ходного сигнала блока 5. При этом вертикальная кадровая ось растра, о

Совмещение в строчном направлении

происходит следующим образом.Пилообраз- 5носительно которой ищется статическое напряжение с блока 13, симметричноекий момент, проходит через центр относительно оси времени,поступает наизображения объекта, а напряжение синхронный детектор 3.Видеосигнал с вы-с выхода усилителя 9 соответствует хода блока 1 фотоэлектрического преоб-смещению центра изображения объекта

0

5

0

5

5

5

разования после ограничения усилителем- ограничителем 2 поступает на вход синхронного детектора 3, на выходе которого присутствует двухполярный сигнал треугольной формы, причем длительность импульсов каждой полярности зависит от соотношения фаз сигнала строчной развертки и ограничения видеосигнала. Тем самым в блоке 3 осуществляется перемножение сигналов, пропорциональных на текущий момент строчного сканирования соответственно площади изображения объекта, накрываемого аппертурой блока фотоэлектрического преобразования, и смеудению накрытого участка изображения относительно вертикальной кадровой оси, проходящей через центр растра. Выходной сигнал синхронного детектора 3 поступает на ф1шьтр 5 низких частот, где за время сканирования кадра происходит с т-ширование указанных произведений. Тем самым находится сигнал, пропорциональный статическому моменту площади изображения объекта относительно вертикальной кадровой оси растра. Затем сигнал с выхода блока 5 поступает на интегратор 7.

Если вертикальная кадровая ось растра, относительно которой найден статический момент, проходит через центр изображения объекта, указанный статический момент равен нулю. Напряжение на выходе интегратора 7 остается неизменным и центр растра никуда не смещается в строчном направлении. Если же эта ось не проходит через центр изображения объекта, названный статический момент не будет равен нулю, выходное напряжение интегратора 7 после усиления усилителем 9 суммируется в сумматоре 11 с импульсами строчной развертки и поступает на строчную отклоняющую катушку блока 1 фотоэлектрического преобразования. В результате этого центр растра смещается в строчном направлении. Процесс смещения, опре- Q деляемый нарастающим или убывающим выходным сигналом интегратора, прекращается в момент равенства нулю выходного сигнала блока 5. При этом вертикальная кадровая ось растра, от0

0

5носительно которой ищется статический момент, проходит через центр изображения объекта, а напряжение с выхода усилителя 9 соответствует смещению центра изображения объекта

в строчном направлении относительно вертикальной оси У, проходящей чере: центр фотокатода диссектора блока 1 фотоэлектрического преобразования.

Совершенно аналогично работает второй кадровый канал, включающий блоки 4, 6, 8, 10, 12 и 14. Напряжение с выхода усилителя 10 соответствует смещению центра изображения объ- екта в кадровом направлении относительно горизонтальной оси X, проходящей через центр фотокатода диссектора блока 1 фотоэлектрического преобразования.

Таким образом, центр растра совпадает с центром изображения объекта, причем это совпадение получается на основе сведения к нулю найденных сигналов, пропорциональных статическим моментам площади изображения объекта Для фиксирования момента совпадения центра растра с центром изображения объекта, сигналы с выходов усилителей 9 и 10 подаются на строчную и кадро- вую линии 15 и 16 задержки соответственно, и на вторые входы блоков 18 и 17 вычитания соответственно, на первые входы которых подаются напряжения с выходов строчной и кадровой лиНИИ задержки. Выходы вычитающих устройств 17 и 18 подключены к двухвходо вому нуль-индикатору 19. Когда центр растра совмещается с центром изображения объекта, уровни выходных сигналов блоков 9 и 10 стабилизируются, на выходах блоков 17 и 18 сигналы становятся равными нулю и двухвходовой нуль-индикатор 19 выдает сигнал, который указывает на фиксацию центра изображения объекта, а сигналы с усилителей 9 и 10 показывают значения координат центра изображения объекта относительно центра фотокатода блока 1 фотоэлектрического преобразования.

Реализация алгоритма нахождения центра изображения объекта посредством нахождения статического момента площадей по сравнению с алгоритмом нахождения центра изображения по площади, существенно повьшает точность работы устройства, поскольку устраняет неоднозначность определения центра изображения в зависимости от его поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси блока фотоэлектрического преобразователя.