Устройство для формирования изображения Советский патент 1989 года по МПК G06F3/153 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления реального времени, включающих в свой состав средства отображения информации.

Цель изобретения - расширение области применения устройства путем формирования укрупненных фрагментов изображения ча счет управляемого группирования элементов изображения.

Формирование групп заключается в определении объектов, имеющих одинаковые признаки П1, П2 и близкие параметры движения Xj, V

v,,.

Признаки Ш, ГТ2 характеризуют соответственно тип отображаемого объекта и его целевое назначение в анализируемом процессе. Параметры движения характеризуют местоположение

i.v.

объекта в трехмерном пространстве (X, Y, Н), а также направление и скорость изменения координат объекта в плоскости X, Y (Vx, V.f).

о

Решение о близости параметров движения 1-го и j-ro объектов принимается в случае, если расстояние между объектами по плоскостным координатам X, Y не превышает -заданного порогового значения drn0(; превышение одного объекта над другим составляет не более заданного порогового эна- чения dhnop; скорости изменения координат X,Y удовлетворяют неравенству

ДгЦ„ - йХ - (дуЛ, +

+ A v$,,) atltf + 2(ax,} л

X ЛУ„М + 4Y,j ) Atntr ,

4

J

оо к

о

Од

где ЛХ )j , 4Y(J - рачность координат

X и Y 1-го и J-ro объектов; 4Vr; dVyjj- разность скоростей изменения ко- ординат X и Y 1-го и J-ro объектов;

4tno - пороговое значение времени, в течение которого параметр движения объекта не должны выйти за пределы, за данные 4гпвр . Пороговые значения Лт„йр , dhncp , At лор могут задаваться оператором АСУ или автоматически, а их значения определяются исходя из особенностей рассматриваемого (отображаемого) про цесса

На фиг,, представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - блок приема и распределения данных; на фиг. 3 - блок уп- равления; на фиг о 4 - блок регист- .ров; на фиг. 5 - формирователь признаков укрупненных элементов изображения; на фиг„ 6 - формирователь уп- равляющих сигналов; на фиг. 7 - вы- числитель средних значений характеристик укрупненных фрагментов изображения; на фиг. 8 - блок сравнения; на фиг. 9 - исходная информация,подлежащая отображению, вариант; на фиг. исходная информация в виде групповых объектов.

Устройство содержит блок 1 приема и распределения данных, блок 2 управления, блок 3 регистров, форми- рователь 4 признаков укрупненных элементов изображения, формирователь

5управляющих сигналов вычислитель

6средних значений параметров укрупненных фрагментов изображения и блок 7 сравнения.

Устройство имеет первый - пятый информационные входы 8-12 управляющий вход 13 и выход 14.

Нлок 1 приема и распределения данных предназначен для приема, хранения информации о характеристиках отображаемых объектов и выдачи этой информации для формирования обобщенных характеристик групповых объектов и на отображение.

Блок 1 имеет информационные входы 1-|-1э вход 14 управления выборкой, управлякшщй вход 1 $ и вход I j

сброса, выходы 1 7-1 ,„ группы и выход I,,.

Блок 1 содержит две памяти I . и 1 1Э , триггер I н , регистры I ) и I и , элементы И 1 17 и 1 и и элемент ИЛИ 1 ,9 „

Блок 2 управления предназначен для выработки управляющих импульсов 11,-Ug и управляющих потенциалов U t, , U, о Причем управляющие импульсы предназначены для управления работой блоков устройства, а управляющие потенциалы - для управления режимами работы устройства.

Блок 2 имеет входы . , - 2 1в , управляющий вход 2 (, и вход 2„ сброса.

Блок 2 содержит генератор 2,5 им- .пульсов, триггеры 2 w - 2 н , элемен- ты И 217 и 2Т , счетчики 2 19 и 2г„ и дешифратор 27, .

Блок 3 регистров предназначен для хранения информационных кадров по двум объектам (i-му и J-му) и выдачи этой информации в соответствии с поступающими на вход блока сигналами управления.

Блок 3 имеет информационные входы 3,-34, входы 3j-3g управления записью, выходы 3, и 3 ,„ первой группы, выходы 3 ,, и 3 ,7 второй группы,

и

3

1S

выход 313 и выходы 3 м третьей группы блока

Блок 3 содержит регистры 3 u - 323 , элементы 324 - Ззэ , элементы ИЛИ-НЕ 3 34 и 3 }5 , элемент 3 Э4 сравнения и триггер 3 37 ,

Формирователь 4 признаков укрупненных элементов изображения предназначен для присвоения объектам, имеющим близкие характеристики в смысле выбранной меры близости, одинаковых номеров. При этом в качестве номера группы выбирается минимальный номер из числа номеров объектов, вошедших в сформированную группу.

Формирователь 4 имеет второй 4, и первый 4j управляющие входы, информационные входы 4Э и4,,45 - третий управляющий вход 4Jt входы j44 и 4 7 блокировки и сброса и вы- ходы 4 t - 4 „

Формирователь 4 содержит триггер 451 , регистр 4,4 , блок 4 м сравнения, элементы И 4 f - 4 Т9 , инвертор 4М , элемент ИЛИ 4 «, блоки 41в 4 {( элементов И, элемент 4П задержки и вычитатель 4ц,

Формирователь 5 управляющих сигналов предназначен для организации циклической работы устройства„

Формирователь 5 имеет входы 5( 5 э и выходы 5 10 - 5 Т5 .

Формирователь 5 f содержит счетчики 5 и 5ц , блоки 5,j - 5 21 сравнения, регистр 5, триггеры 5 2J и 5я,. элементы И 5 7, - 532, эле- 5.. - 5 «- блоки

4

менты ИЛИ

зз if

4г элементов И, элеменНа входы поступают соответственно значения количества объектов, посту пающих на вход устройства п,пороговые значения и г пар , Л h Пор , flt пор для принятия решения об отнесении , 1-го объекта к той или иной группе. Пороговые значения могут задаваться оператором АСУ или автоматически, а jg (их значения определяются исходя из особенностей рассматриваемого (отоб ражаемого) процесса.

При отсутствии сигнала начала груп пирования U0 на управляющем входе

5« - 5

ты ИЛИ 543 и 54«.

Вычислитель 6 средних значений параметров укрупненных фрагментоа изоб- 15 «3 устройство выдает на отображение ражения предназначен для вычисления по выходу 14 исходную информацию, средних значений параметров объектов, сформированных в одну группу.

Вычислитель 6 имеет входы 6 t - 6fуправления записью, вход 6 управ- 20 ления выдачей, информационные входы

поступившую на вход 8.

В случае прихода сигнала начала группировани U0 на вход 13 устройства запрещается выдача исходной информации на отображение, блоки 4 и 5 устанавливаются в исходное состояние, а блок 2 управления начинает вырабатывать последовательно во вре- 25 мени управляющие сигналы U,-IJe (снимаемые соответственно с выходов

13 блокировки, вход 6М управления

6j и 6 э первой группы, вход 6/в управления сравнением, информационные входы 6 „и 6 п второй группы, вход

61.

режимами и выход 6 15 .

Вычислитель 6 содержит блок 6 tl сравнения, сумматоры 6 2, делители 6 22 - 62 , регистр 627, счетчик 6г|, триггеры 6 э и 63в , элементы И п.,- 6 35 блоки 63,- 6 ,j4 элементов И, элемент ИЛИ 6 47 и элемент 64, за- держки.

Вычислитель имеет информационный вход 64у0

Клок 7 сравнения предназначен для отбора объектов, характеристики Которых близки (в смысле выбранной меры близости) к характеристикам 1-го (рассматриваемого) объекта.

Блок 7 имеет первый 7 1 управляющий вход, информационные входы 1ч и 73 второй группы, информационные входы 7 и 1s третьей группы, информационные входы 7-6, 7-7, 7-8 первой группы, второй управляющий вход 7 э и вход сброса 7 fo и выход

В случае прихода сигнала начала группировани U0 на вход 13 устройства запрещается выдача исходной информации на отображение, блоки 4 и 5 устанавливаются в исходное состояние, а блок 2 управления начинает вырабатывать последовательно во вре- 25 мени управляющие сигналы U,-IJe (снимаемые соответственно с выходов

2,2 . блока),

30

35

40

На выходе 2 блока формируется управляющий сигнал U я, который устанавливает устройство в режим формирования групп объектов

По сигналам Ut, иг в формирователе 5 формируется номер i-ro объекта (i 1 , h) и выдается с выхода 5 10 в блок I (на вход I 4 ) дл.я выбора из памяти i,г информации о характеристиках i-ro объекта. По сигналам Uj, U4 формируется номер J-ro объекта и выдается с выхода 5 г« в блок 1 для выбора из памяти информации о характеристиках j-ro объекта.

По сигналам мым с выходов 5

U

п

13

U

14

снимаеи 5 формнроваКпок 7 содержит регистры 7 п - 714 , вычитатели 7 tf - 72г , сумматоры 7 гз rt

умножители 7

17

- 7

J

ты И 7 S3 - 74J, блоки 7чз и 744 элементов И, триггеры 7 4.s - 7 41.

Устройство работает следукядим образом.

По входу 8 поступают значения параметров отображаемых объектов (П1,- ,

П2«, Х„ У., Н,, V

XI

V

У|

теля 5 и поступающим на вйоды 3 и 45 8 ПРОИЗВ°ДИТСЯ запись в блок 3 характеристик 1-го объекта, поступающих с выходов 1 т-1 10 блока I на входы 3 , - 3 4 блока 3.

g0 По сигналам U, U$, поступающим ,

на входы 35 и 3,, производится за- элемен- пись в блок регистров характеристик J -го объекта, поступающих на входы 3, - 34.

Параметры 1-го н J-ro объектов из блока 3 регистров с выходов 3,, 3 ,„ и 3 и s 3 tj поступают соответст- венно на входы 74, 7S и 74, 7j бло- N Pf). ка 7о Кроме того, значения призна55

N

«5

782066

На входы поступают соответственно значения количества объектов, поступающих на вход устройства п,пороговые значения и г пар , Л h Пор , flt пор для принятия решения об отнесении , 1-го объекта к той или иной группе. Пороговые значения могут задаваться оператором АСУ или автоматически, а jg (их значения определяются исходя из особенностей рассматриваемого (отображаемого) процесса.

При отсутствии сигнала начала группирования U0 на управляющем входе

15 «3 устройство выдает на отображение по выходу 14 исходную информацию,

«3 устройство выдает на отображение по выходу 14 исходную информацию,

поступившую на вход 8.

В случае прихода сигнала начала группировани U0 на вход 13 устройства запрещается выдача исходной ин формации на отображение, блоки 4 и 5 устанавливаются в исходное состояние, а блок 2 управления начинает вырабатывать последовательно во вре- мени управляющие сигналы U,-IJe (снимаемые соответственно с выходов

2,2 . блока),

На выходе 2 блока формируется управляющий сигнал U я, который устанавливает устройство в режим формирования групп объектов

По сигналам Ut, иг в формирователе 5 формируется номер i-ro объекта (i 1 , h) и выдается с выхода 5 10 в блок I (на вход I 4 ) дл.я выбора из памяти i,г информации о характеристиках i-ro объекта. По сигналам Uj, U4 формируется номер J-ro объекта и выдается с выхода 5 г« в блок 1 для выбора из памяти информации о характеристиках j-ro объекта.

сигналам выходов 5

U

п

13

U

14

снимаеи 5 формнрова

55

ков ТТ1 и П2 1-го объекта с выхода Ъю поступают на вход 64J вычислителя 6. Номера 1-го и j-ro объектов с выходов 3,, и BGHHO на входы ля 4 и входы 6

-2 подаются соответст. I- - I. i

и 44 формиропате- и 6„ вычислителя 6.

По

сигналу U,, поступающему на

вход 7у , в блоке 7 происходит проверка близости 1-го и J-ro объектов, В случае выполнения условий близости на выходе 7„ формируется разрешающий сигнал U 15-, поступающий на вход 4г формирователя 4.

По сигналу U7, поступающему на вход 4 у, происходит выдача номера .1-го объекта (по выходу 4 ,) для за/

писи его в блок 1 (на вход 13)„ В формирователе 4 происходит сравнение

N

rpi

N

rPJ

Если Nrpj /Nrp- ,

на выи

ходе 410 формируется разрешающий сигнал, в противном случае, разрешающий сигнал Формируется на выходе 4.„ При наличии разретающего сигнала

на выходе

10

поступающего на вход

5 Ј формирователя 5 и на вход 7И блока 7, в формирователе 4 производится присвоение j-му объекту номера, соответствующего i-му объекту При наличии разрешающего сигнала на выходе 4 9 (NrpiN гру), поступающего на вход 5 , в формирователе 4 производится перенумерация объектов, для чего в формирователе 5 организуется цикл по переменной Р, а работа блока 7 блокируется (О на входе 710 ) „ Перенумерация объектов заключается в присвоении номера j объектам, входившим в i-ю группу. По окончании цикла перенумерации с выхода 5 1f сни мается сигнал окончания цикла, поступающий на вход 4А, По этому сигналу прекращается выдача разрешающего сигнала с выхода 4 ,

По окончании формирования групп «бъектов по сигналу Uj, поступающему на вход 54, в формирователе 5 вырабатывается сигнал Ug окончания цикла по 1, который с выхода 51t посПо окончании вычисления средних значений формирователь 5 выдает в блок 2 управления на вход 2 1г сигнал конца цикла по i (lJ3), по которому запрещается выработка управляющих сигналов в блоке 2, Этим же сигналом

тупает на вход 2 блока управления, зд

По этому сигналу прекращается форми- -иэ поступающий на вход 1В блока I

рование сигнала

U „на

выходе 2 5 и

формируется сигнал U пна выходе 2 1в. При этом устройство переводится в режим вычисления средних значений и блок управления последовательно во времени вырабатывает сигналы . На этом режиме работа устройства по сигналам U,- U, аналогична описанной о При этом осуществляется выбор .характеристик ич блока I и запись их в блок 3 регистров и далее

на входы

0

5

0

5

0

5 0

5

9 6„ , 6„ и (.

П

Вычислитель 6 работает при наличии на его входе 6 7 резрешающего сигнала II,, , а также при наличии на

п сигнала

входе t,e

формируемого на выходе 3

в случае.

если Nrpi. N гр -.

сравнения U „, ,э блока 3

ЛУ М1Э поступающему на вход ь „ из

По сигна6

формирователя 5, вычислитель 6 устанавливается в исходное состояние. По сигналу 114, поступающему на вход бя, открывается вход 6.,, и происходит запись характеристик 1-го объекта в вычислитель 6„ По сигналу Uy закрывается вход 6 t1 . Затем по сигналу UA, поступающему на вход 64, открываются входы 6 и 69, по которым поступают значения Nrpi и NrCj

координаты

гр :Для сравнения. Ее то открывается вход 6,

V.

X + X j и т.д.). 6 также подсчитынаX, Т, Н и параметры движения VKi -у j-ro объекта суммируются с координатами и параметрами движения 1-го объекта (х ,-j X 5 + X , и

В вычислителе ется количество объектов в группах. По окончании цикла по J на вход 6 поступает сигнал 110 , по которому при приходе на вход 6 s сигнала U производится деление полученных суммарных значений Х;, v-,, Н ,, vxi, v yj на количество объектов в группе.

По сигналу Ug, поступающему на вход 66, производится выдача средних значений координат, параметров движения, количества объектов в группе, номеров групп и значений признаков П1, П2 на выход 6 fs . Далее эта информация поступает на вход 14 блока 1 .

По окончании вычисления средних значений формирователь 5 выдает в блок 2 управления на вход 2 1г сигнал конца цикла по i (lJ3), по которому запрещается выработка управляющих сигналов в блоке 2, Этим же сигналом

инициируется выдача информации о сгруппированных объектах на отображение (на выход 1 )о

Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает формирование и выдачу на отображение информации о группах объектов, удовлетворяющих заданным критериям общности.

Формула и я обретения . Устройство для формирования изображения, содержащее блок приема и распределения данных, информационный вход которого является мерным информационным входом устройства, а выход - выходом устройства, блок управления, блок регистров и блок сравнения, отличающееся тем, что9 с целью расширения области применения путем формирования укрупненных фрагментов изображения за счет управляемого группирования элементов изображения, оно содержит формирова- тель признаков укрупненных элементов изображения, вычислитель средних значений параметров укрупненных фрагментов изображения и формирователь управляющих сигналов, информа- ционньй вход которого является вторым информационным входом устройства, вход сброса которого и входы сброса блока управления, формирователя признаков укрупненных элементов изоб- ражения и блока приема и распределения данных являются управляющим входом устройства, третьим, четвертым и пятым информационными входами которого являются информационные входы первой группы блока сравнения, информационные входы второй группы которого соединены с выходами первой группы блока регистровs выходы второй группы которого соединены с информационными входами формирователя признаков укрупненных элементов изображения, первый управляющий вход ко-торо- го подключен к выходу блока сравнения, информационные входы третьей группы которого соединены с выходами третьей группы блока регистров,инфор- мационные входы которого подключены к выходам группы блока приема и расп

Q15 20 25 4030

35

10

второй и третьей групп соответственно блок.ч регистров, информационный вход - с одним из выходов первой группы выходив блок.ч регистров, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первыми управляющим и информационным BXQ- дями формирователя управляющих сигналов, третий - седьмой выходы блока управления соединены с соответствующими входами управления записью вычислителя средних значений параметров укрупненных фрагментов изображения, вход управления выдачей которого соединен с восьмым выходом блока управления, подключенным к входу блокировки формирователя управляющих сигналов, девятый выход блока управления соединен с вторым управляющим входом формирователя признаков укрупненных элементов изображения и первым управляющим входом блока сравнения, второй управляющий вход которого подключен к шестому выходу блока управления, десятый выход которого соединен с тактовым входом вычислителя средних значений параметров укрупненных фрагментов изображения, вход сброса и вход управления сравнением которого подключены соответственно к третьему выходу формирователя управляющих сигналов и выходу блока регистров, первый - четвертый входы управаения записью которого соединены соответственно с четвертым выходом блока управления, соединенным с вторым управляющим входом формирователя управляющих сигналов, с пятым выходом блока управления, с третьим и четвертым выходами формирователя управляющих сигналов, пятый выход которого соединен с входом блокировки формирователя признаков

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления реального времени, включающих в свой состав средства отображения информации. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем формирования укрупненных фрагментов изображения за счет управляемого группирования элементов изображения - достигается введением формирователя признаков укрупненных элементов изображения, вычислителя средних значений характеристик укрупненных фрагментов изображения и формирователя управляющих сигналов и соответствующих функциональных связей.

ределения данных, второй информацией- 45 укрупненных элементов изображения, ный вход которого соединен с первым. выходом формирователя признаков укрупненных элементов изображения, а вход выборки - с первым выходом формирователя управляющих сигналов, вто- JQ ный вход формирователя управляющих

а шестой выход - по входу управлени режимами вычислителя средних значений параметров укрупненных фрат-мен- тов изображения, второй информацион

рой выход которого соединен с управ ляющими входами блока управления и блока приёма и распределения информации, третий информационный вход которого подключен к выходу вычислителя средних значений характеристик укрупненных.фрагментов изображения, информационные входы первой и второй групп которого соединены с выходами

55

сигналов соединен с третьим выходом блока управления, а третий управляю щий вход подключен к второму вых ду формирователя признаков укрупнен ных элементов изображения, третий выход которого соединен с входом сброса блока сравнения и четвертым управляющим входом формирователя уп рявляюнщх сигнтов.

укрупненных элементов изображения, ный вход формирователя управляющих

а шестой выход - по входу управления режимами вычислителя средних значений параметров укрупненных фрат-мен- тов изображения, второй информацион5

сигналов соединен с третьим выходом блока управления, а третий управляющий вход подключен к второму выходу формирователя признаков укрупненных элементов изображения, третий выход которого соединен с входом сброса блока сравнения и четвертым управляющим входом формирователя уп- рявляюнщх сигнтов.

5

0

5

0

5

0

45

0

55

ционным входом вычитания и вторым пхпдом первого блока -элементов И, установочные входы триггера соединены соответственно с выходами в то- рого -элемента И и выходом элемента ИЛИ.

Зг Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что вычислитель средних значений параметров укрупненных фрагментов изображения содержит пять элементов И, одиннадцать блоков элементов И, первые входы первого и второго блоков элементов И являются информационным входами второй группы вычислителя, вторые входы которых, подключены соответственно к выходу блока сравнения и выходу четвертого элемента И,соответствующие выходы первого и второго блоков элементов И объединены и подключены к первым входам соответствующих сумматоров, вторые входы которых являются входом блокировки вычислителя и подключены к входу сброса первого триггера, управляющему входу регистра, через элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ и входу сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого блоков элементов И, первые входы которых являются информационными входами первой группы вычислителя, один из которых соединен с первым входом одиннадцатого блока элементов И, выход которого является выходом вычислителя, вторые входы третьего и четвертого блоков элементов И соединены с выходом первого элемента И, первый вход которого и первые входы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с выходом первого элемента И, первый вход которого и первые входы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с выходом пятого элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого триггера, а вторые входы второго и третьего элементов И - с выходом второго триггера, третий вход третьего элемента И является выходом управления выдачей вычислителя, входом управления режимами которого является первый установочный вход вто- рогЪ триггера, входами управления записьт - третий вход второго ЭПРМРН- та И, второй установочный вход второго триггера, третий вход четвертого элемента И, установочный вход первого триггера и второй вход первого элемента И, а входом управления сравнением, входом управления выдачей и тактовым входом являются соответственно первый вход пятого элемента И, третий вход третьего элемента И и второй вход пятого элемента И, второй вход одиннадцатого блока элементов И является информационным входом вычислителя, третий, Четвертый и пятый входы одиннадцатого блока элементов И соединены соответственно

I

0

с выходом третг.пго -элемента И, выходом регистра и выходом счетчика,подключенным к первому входу десятого блока элементов И пыходм сумматоров подключены к первым входам соответственно пятого - девятого блоков элементов И, вторые входы которых о и десятого блока элементов И соединены с выходом второго элемента И, выходы с пятого по девятый блоков элементов И подключены к первым входам соответствующих делителей, вторые входы которых соединены с выходом десятого блока элементов И, выходы делителей подключены к информационным входам регистра о

г is

2o

tvt

J.tf

Zf5

Jo,

фи.Ь

/«

2/ Z«

3 7 5 e 7

Cte.3ФНЛ9

ffv&

yUjyZ 7 I

Фиг.9

fk

Риг, Ю

Редактор О.Головач

Составитель И.Загинайко Техред М.Ходанич

« Ч

7 у

Ч

Корректор С.Черни