Устройство для определения координат центра тяжести изображения Советский патент 1990 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в различных контрольно-измерительных устройствах, в частности, в системах обработки изображений, распознавания образов, в робототехнике, в устройствах позиционирования.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства определения координат центра тяжести изображения; на фиг.2 - блок управления устройства; на фиг.3- блок-схема алгоритма определения координат центра тяжести изображения; на фиг. 4 - элемент комбинационной ло гики.

Устройство для определения координат центра тяжести содержит матрицу 1 фотопреобразователей, дешифраторы 2 и 3, счетчики 4 и 5, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 6, накапливающие сумматоры 7-10, блоки 11 и 12 деления, регистры 13 и 14, входы 15 и 16 устройства установки количества строк матрицы I фотопрс- образователей и установки количества столбцов матрицы 1 йютопреобразо- вателей соответственно, входы 17 (Хс) и 18 (У), элемент И 19, триггер 20S блок 21 управления и вход 22 пуска.

Блок управления содержит выхете 23-34, управляющие входы 35-37, генератор 38 импульсов, элемент И 39, триггер 40, регистр 41, элемент 42 комбинационной логики, постоянное запоминающее устройство ПЗУ 43.

Элемент комбинационной логики содержит первьй 44, второй 45, третий

rd

DO 4ъ

ЈЈ

О

с

315

46 инверторы, элемент ИЛИ-HR 47, первый 48, второй 49, третий 50 элементы И, первую 51-54, вторую 55-58 Группы элементов И и группу 60-63 Элементов ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы изображение Ьбъекта проецируют на матрицу 1 фото- Преобразователей, которая содержит п « п ячеек, каждая из которых преобразует поступающий на нее оптичес- |сий сигнал в прямо пропорциональный Электрический сигнал. Определение (координат Хс и УС производится одно- Временно .

По приходу сигнала на шину 22 пус- Jca блока 21 управления, регистр 41 обнуляется, триггер 40 разрешает Проход импульсов с генератора 38 на синхровход регистра 41. Происходит Выборка содержимого ПЗУ 43 - адреса 0000 (см. таблицу). На выходах 23- 26 (У1, У2, УЗ, У4, фиг. 3) блока 21 управления i и выходе 17 ПЗУ 43 появляются единичные потенциалы, выполняются микрооперации первого блока блок-схемы алгоритма, т.е. в счетчики 4 и 5 записываются соответствую- |цие числа тип, триггер 20 обнуляется, обнуляются накапливающие сумматоры и блоки 11 и 12 деления. Таким образом, устройство подготовлено к и (ходному состоянию. Регистры 13 и 14 не обнуляются в связи с тем, что в них могут находится результаты предыдущих значений координат..

Начинается выборка n-го столбца матрицы фотопреобразователей, ная с m-к ячейки. В каждом такте с выхода АЦП 6 поступает новое значе- |няе ячеек п-го столбца на входы накапливающих сумматоров 7 и 9, на которых накапливаются значения ячеек tt-ro столбца. В накапливающий сумма- ,тор 10 прибавляются (У7, фиг. 3) новые значения накапливающего сумматор 9. Таким образом, в накапливающем сумматоре 9 накапливается значение момента инерции n-го столбца относительно (п,о)-й ячейки. При выборе (п,о)-й ячейки на выходе 35 дешифратора 2 появляется, сигнал. После этого в сумматоре 8 накапливается значение накапливающего сумматора 7, накапливающий сумматор 9 обнуляется, со счетчика 5 вычитается единица, а в счетчик 4 записывается значение т.

0

5

0

5

30

35

40

45

50

55

Происходит аналогичная выборка следующего (n-I)-ro столбца ячеек.

После выборки ячеек 0-го столбца в накапливающем сумматоре 7 находится момент инерции рос(нулевого порядка) изображения, в накапливающих сумматорах 8 и 10- значения моментов инерции |л01 и р,0 (первого порядка) изображения.

Поэтому происходит перезапись содержимых из накапливающих сумматоров 7, 8 и 9 в регистры блоков 11 и 12 деления, в которых производится деление моментов инерции первого порядка на момент инерции нулевого порядка. Результат переписывается в регистры 13 и 14.

Введение новых узлов и конструктивных связей позволяет повысить быстродействие устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для определения координат центра тяжести изображения, содержащее матрицу фотопреобраэова- телей, аналого-цифровой преобразователь два накапливающих сумматора, вход первого из которых соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с входом второго накапливающего сумматора, блок деления, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно) с выходами первого и второго накапливающих сумматоров, два регистра, информационный вход первого регистра соединен с информационным выходом блока деления, выходы первого и второго регистров являются выходами yeTpof ва, два счетчика, ин- формацио««ый вход первого из которых является входом установки количества строк матрицы фотопреобразователей, Ј информационный вход второго счетчи- ка является входом установки количества столбцов матрицы фотопреобраэо- вателей, два дешифратора, входы которых соединены,соответственно с выходами первого и второго счетчиков, блок управления, первый вход которого является входом запуска устройства, первый выход блока управления соединен с входом разрешения записи первого счетчика, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы блока управления соединены соответственно с входом разрешения записи второго счетчика, входом обнуления первого блока деления, синхровходом первого накапливающего сумматора, синхровходом второго накапливающего сумматора, входом вычитания первого счетчика, входом вычитания второго счетчика, входом Разрешения записи первого регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит третий и четвертый накапливающие сумматоры, второй блок деления, триггер и элемент И, выход которого соединен с вторым входом блока управления, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первыми информационными выходами первого и второго дешифраторов, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый выходы блока управления соединены соответственно с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, синхровходом четвертого накапливающего сумматора, управляющими входами первого и второго блоков деления и входом установки в 1 триггера, входом обнуления третьего накапливающего сумматора, третий выход блока управления соединен с входом обнуления второго блока деления, четвертый выход блока управления соединен с синхровходом третьего накапливающего сумматора, второй выход блока управления соединен с входами обнуления, триггера, первого, второго и четвертого накапливающих сумматоров, восьмой выход блока управления соединен с входом разрешения записи второго регистра, выходы первого дешифратора соединены с первой группой управляющих входов матрицы фотопреобразователей, вторая группа которой соединена с выходами второго дешифратора, а выход - с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу третьего накапливающего сумматора, выход которого

подключен к информационному входу четвертого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу второго блока деления, информационный выход которого подключен к информационному входу второго регистра, выход триггера подключен к первому входу элемента

п И, второй вход которого соединен с выходом конца деления блока деления, выход конца деления второго блока деления подключен к третьему входу элемента И, выход первого накапливающе5 го сумматора подключен к второму информационному входу второго блока деления.

2. Устройство по п. 1, о т л и-

0 чающееся тем, что, блок управления содержит генератор тактовых импульсов, триггер элемента И, регистр, комбинационный элемеьт и блок постоянной памяти, первый - двенад5 цатый выходы которого являются выходами блока управления, тринадцатый выход блока постоянной памяти подключен к входу установки в 1 триггера, вход обнуления которого соеди0 нен с входом обнуления регистра и является первым входом блока управления, выход триггера подключен к первому входу элемента И, другой од которого подключен к выходу генерато, ра тактовых импульсов, выход элемента И подключен к сигосровходу рагист- ра, выходы которого подключены к соответствующим адресным входам блока постоянной памяти, четырнадцатый о двадцать первый выходы которого соединены соответственно с первым - восьмым входами элемента комбинационной логики, девятый, десятый и одиннадцатый входы которого являются вторым,

5 третьим и четвертым входами блока управления, выходы элемента комбинационной логики соединены с соответствующими информационными входами регистра.

t

IM

-OVOCO-jC iLn.P-UJW -

-- - OOOOOOOO

ooo - - - - oooo

-00 - - 00OO

о-о - о - о - о - о

oooo - ooooo - oooooooooo-

OOOOO--OOOO -

ooo - oooooo - ooooooooo - о oooooooo - oo ooooooo - ooo ooooo - ooooo oooo - oooooo oooooo - oooo

ooo - ooooooo o - ooooooooo -oooooooooo

----ooooooo ooooo-o - ooo

-- ooo - oo - - о

-ooo - о - о - о -

гг &гзздггзд

oo - - ooooooo ooooo - о - ooo ooooo - ooooo oo - - o - o - ooo

S

и n

«Vl

. fe

§52§S ::

.К: fc э г г

N

«

I

II

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может использоваться в различных контрольно-измерительных устройствах, в частности в системах обработки изображений распознавания образов, в робототехнике, в устройствах позиционирования. Устройство содержит матрицу фотопреобразователей, два дешифратора, два счетчика, аналого-цифровой преобразователь, четыре накапливающих сумматора, два блока деления, два регистра, элемент И, триггер, блок управления. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается одновременным вычислением моментов инерции изображения нулевого и первого порядков, с помощью которых определяются координаты. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.