Устройство для измерения координат центров интерференционных полос Советский патент 1990 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при обработке изображений интер- ферограмм в реальном времени для осуществления юстировки оптических устройств с применением ЭВМ.

Целью изобретения является повышение точности измерения координат.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения координат центров интерференционных полос содержит телевизионную камеру 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП)2, блок 3 памяти, первый блок 4 вычитания, первый 5 и второй 6 блоки сравнения, элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 D-триггеры, элемент 10 совпадения, фазируемый генератор 11, координатный счетчик 12, второй блок 13 вычитания, первый умножитель 14, первый сумматор 15, первый

ел

«ч

со

СП СП

о

10

15

регистр 16, второй умножитель 17, второй сумматор 18,второй регистр 19, третий сумматор 20, третий регистр 21 , четвертый сумматор 22, четвертый ре-1 гистр 23 и блок 24 вычисления координат. Регистры 16, 19, 21 и 23 выполнены ,двухпортовыми.

Устройство работает следующим образом.

С выхода телевизионной камеры 1 сигнал изображения от интерферограм- мы, представляющий собой сложное колебание, близкое к синусоидальной фОрме (фиг.2а),поступает на АЦП 2, где преобразуется в цифровую форму. С синхро выхода телевизионной камеры 1 на вход синхронизации фазируемого генератора 11 и на вход сброса координатного счетчика 12 поступают 20 cfpo4iibie синхроимпульсы, синхронизирующие работу координатного счетчика с процессом строчной развертки телевизионной камеры 1. Блок 4 вычитания вычисляет разность между храни- 25 мым в блоке 3 памяти и текущим зна- Ч€шием сигнала изображения. При превышении полученной раз-юсти порогового значения срабатывает блок 5 или 6 сравнения.

Если текущее значение сигнала боль ше предыдущего,зафиксированного в бло ке 3 памяти значения на величину порога Р, срабатывает блок 6 сравнения и сигнал через элемент ИЛИ 7 поступает на управляющий вход, разрешая запись в него нового значения (моменты t и

15735564

Регистры 16, 21, 19 и 23 имеют по два информационных входа. Запись информации в регистры происходит синхронно по сигналу с фазируемого генератора 11. Информация в соответствующий регистр записывается с того или иного входа (порта), в зависимости от управляющего сигнала, поступающего с выхода блока 5 сравнения.

При последующем анализе сигнала содержимое регистра 21 суммируется сумматором 20 с текущим значением выходного сигнала блока 4 вычитания (фиг.2в) и снова записывается в регистр 21. Таким образом, в отсутствие сигнала с блока 5 сравнения в регистре 21 накапливается дискретный аналог интегральной суммы разностно30

35

t4 на фиг.2). При этом сигнал на выходе блока 3 памяти принимает значение текущего сигнала, а сигнал на выходе блока 4 вычитания обращается в нуль, в результате чего исчезает сигнал на выходе блока 6 сравнения и блок 3 памя.ти переходит в режим хранения. Устройство лее продолжает анализировать сигнал изображении, сравнивая его с новым значением, зафиксированным в блоке 3 памяти. Если текущее значение сигнала изображения становится меньше зафиксированного на величину порога Р, срабатывает блок 5 сравнения и в блоке 3 памяти фиксируется новое значение сигнала изображения аналогично описанному в момент t, (фиг.26). Одновременно, на вторые входы регистров 16 и 21 через соответствующие порты подается код Все нули, что приводит к обнулению этих регистров.

40

го сигнала, начиная с момента t3. Аналогично в регистре 16 накапливается дискретный аналог интегральной СУММЫ произведения оазностного сигнала на текущую координату. Текущая координата задается координатным цет чиком 2. К моменту очередного срабатывания блока 5 сравнения (момент t.t фиг.2г) в регистрах 21 и 16 записаны величины, характеризующие соответственно площадь и момент фигуры abd (фиг,2а)„ По сигналу с выхода блока 5 з:ш через первые входы (порты) переписываются в регистры 23 и 19 соответственно, а регистры 21 и 16 очищаются путем записи нулей с второго входа регистров. После этого в регистрах 21 и 16 накопление начинается с нуля, а в регистрах. 23 и 19 продолжается накопление разностного сигнала, сдвинутого на величину порога блоком 13 вычитания Сигнал, накапливаемый з регистрах 23 и 19, показан пунктиром на фиг.2в. В момент времени tj.. в регистрах 23 и 19 оказываются д величины, характеризующие соответственно площадь и первый момент фигуры acf (фиг,2а), а в регистрах 21 и 1 б аналогичные характеристики фигуры def. После двух срабатываний блока 5 сравнения устройство готово к обнаружению экстремума (min) сигнала изображения и вычислению его

координаты. D-триггеры 8 и 9 устанавti 11

50

55

ливаются в состояние

соответственно при первом и втором срабатываниях блока 5 сравнения, после чего на первом входе блока 10 совпадения поддерживается высокий уровень. Если встретится в сигнале изображения мини

го сигнала, начиная с момента t3. Аналогично в регистре 16 накапливается дискретный аналог интегральной СУММЫ произведения оазностного сигнала на текущую координату. Текущая координата задается координатным цет чиком 2. К моменту очередного срабатывания блока 5 сравнения (момент t.t фиг.2г) в регистрах 21 и 16 записаны величины, характеризующие соответственно площадь и момент фигуры abd (фиг,2а)„ По сигналу с выхода блока 5 з:ш через первые входы (порты) переписываются в регистры 23 и 19 соответственно, а регистры 21 и 16 очища5

0

ются путем записи нулей с второго входа регистров. После этого в регистрах 21 и 16 накопление начинается с нуля, а в регистрах. 23 и 19 продолжается накопление разностного сигнала, сдвинутого на величину порога блоком 13 вычитания Сигнал, накапливаемый з регистрах 23 и 19, показан пунктиром на фиг.2в. В момент времени tj.. в регистрах 23 и 19 оказываются величины, характеризующие соответственно площадь и первый момент фигуры acf (фиг,2а), а в регистрах 21 и 1 б аналогичные характеристики фигуры def. После двух срабатываний блока 5 сравнения устройство готово к обнаружению экстремума (min) сигнала изображения и вычислению его

координаты. D-триггеры 8 и 9 устанавti 11

0

ливаются в состояние

соответствен

но при первом и втором срабатываниях блока 5 сравнения, после чего на первом входе блока 10 совпадения поддерживается высокий уровень. Если встретится в сигнале изображения минимум и текущее значение сигнала окажется больше зафиксированного на величину порога Р, срабатывает блок 6 сравнения (момент времени tfe , фиг.2д,е). При этом на выходе блока 10 совпадения появляется сигнал, указывающий на обнаружение минимума и являющийся стробирующим для блока 24, В этот момент времени в регистрах 19 и 23 содержатся величины, характеризующие соответственно первый момент и площадь фигуры dfg (фиг.2а). На выходе блока 24, осуществляющего арифметическую операцию деления, устанавливается координата центра интерференционной полосы, вычисленная как центр тяжести фигуры dfg (фиг.2а) Сигналы с выхода блока 10 совпадения сбрасывают D-триггер ы 8 и 9 в состояние О, и цикл анализа изображения повторяется.

Таким образом координата центра интерференционной полосы формируется в момент обнаружения минимума сигнала, т.е. установления его наличия в проанализированном интервале. Момент обнаружения минимума сигнала (момент tr ) не соответствует его временному положению. Только после гого, как фигура dfg будет полностью проанализирована, формируется сигнал, означающий одновременно обнаружение минимума сигнала в интервале времени (. и окончание анализа фигуры dfg. Такое построение устройства позволяет определить центр тяжести сигнала, период которого заранее не известен и может меняться в широких пределах.

Формула изобретения

Устройство для измерения координат центров-интерференционных полос, содержащее телевизионную камеру, оптический вход которой является входом интерференционного изображения, последовательно соединенные блок памяти, первый блок вычитания, первый блок сравнения, первый и второй D-триггеры, элемент совпадения,последовательно соединенные фазируемый генератор и координатный счетчик,входы управления которых подключены к синхровыходу телевизионной камеры, по следовательно соединенные первый и второй регистры и блок вычисления координаты, последовательно соединенные второй блок сравнения и элемент

5

0

5

ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу блока памяти, причем вход второго блока сравнения соединен с входом первого блока сравнения, а выход - с вторым входом блока совпадения, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом элемента ИЛИ, управляющими входами первого и второQ го регистров и вторым входом второго D-триггера, а выход блока совпадения соединен с установочными входами первого и второго D-триггеров, второй вход первого D-триггера является вхо- .

5 Дом установки логической единицы, вторые входы первого и второго блоков сравнения являются входом порогового сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

0 измерений координат, введены аналого- цифровой преобразователь, вход которого подключен к информационному выходу телевизионной камеры, а выход - к входу блока памяти и второму входу

5 первого блока вычитания, последовательно соединенные первый умножитель и первый сумматор, выход и второй вход которого подключены соответственно к первому входу и выходу первого регистд ра, второй умножитель и второй сумматор, выход и второй вход которого подключены соответственно к второму входу и выходу второго регистра, последовательно соединенные третий сумматор, третий и четвертый регистры и четвертый сумматор, выход которого подключен к второму входу четвертого регистра, а также второй блок вычитания, причем выход .-координатного счетчи0 ка подключен к первым входам первого и второго умножителей, выход первого блока вычитания подключен к второму входу первого умножителя и к первым входам второго блока вычитания и третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего сигнала, выход второго блока вычитания подключен к вторым входам второго умножителя и четвертого сумматора, выход первого блока сравнения подключен к управляющим входам третьего и четвертого регистровs выход фазируемого генератора подключен к тактовым входам пергого-четвертого регистров, а выход четвертого регистра подключен к второму входу блока вычисления координаты, вторые входы первого и третьего регистров являются входом установки нуля, второй вход второго- блока вычи5

тання объединен с вторым входом второ- совпадения подключен к управляющему го блока сравнения, выход элемента входу блока вычисления координаты.

Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения координат. Устройство содержит телевизионную камеру 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок памяти 3, блоки вычитания 4 и 13, блоки сравнения 5 и 6, элемент ИЛИ 7, D-триггеры 8 и 9, элемент совпадения 10, фазируемый генератор 11, координатный счетчик 12, умножители 14 и 17, сумматоры 15, 18, 20 и 22, двухпортовые регистры 16, 19, 21 и 23 и блок 24 вычисления координат. Координата центра интерференционной полосы формируется в момент обнаружения минимума сигнала, т.е. установления его наличия в проанализированом интервале. Момент обнаружения минимума сигнала не соответствует его временному положению. Только после того, как фигура будет полностью проанализирована, формируется сигнал, означающий одновременно обнаружение минимума сигнала в заданном интервале времени и окончание анализа фигуры. Устройство позволяет определить центр тяжести сигнала, период которого заранее не известен и может меняться в широких пределах. 2 ил.

Фиг.1

fp

в -р

г д е

N Х -v.

it h

ts it, Јj Фиг 2

L