Устройство для селекции изображений объектов Советский патент 1990 года по МПК G06K9/36 

Изобретение относится к автоматике, в частности к телевизионной автоматике по исследованию наблюдаемых объектов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; ка фиг.2 - контроллер слежения; на фиг.3 - блок сканирования; на фиг. 4 - блок выборки данных; на фиг. 5 - третий блок памяти.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 управления, включающий контроллер слежения 2 и синхронизатор 3, блок 4 сканирования блок 5 выборки данных, первый 6, второй 7 и третий 8 блоки памяти, элемент И-НЕ 9, элемент НЕ 10, элемент И 11, формирователь 12 сигнала маски, ключ 13.

На чертеже также показаны вход 14, выход 15.

Контроллер слежения (фиг.2) содержит процессор 36, генератор 17, системный контроллер 18, буфер 19, буфер 20, селекторы 21 и 22 адреса, блоки 23 и 24 памяти, буферы 25-28, узлы 29 ввода-вывода.

Блок сканирования (фиг.З) содержит первый триггер 30, счетчик 31, элемент ИЛИ-НЕ 32, элемент НЕ 33, элемент И-НЕ 34, второй триггер 35, третий триггер 36, второй элемент И-НЕ 37.

Блок выборки данных (фиг.4) содержит селекторы 38 и 39, первый мультиплексор 40, первый элемент НЕ 41, первый элемент И-НЕ 42, второй элемент НЕ 43, второй элемент И-НЕ 44Л второй мультиплексор 45 к инвертор 46.

Третий блок памяти (фиг.5) содержит регистр 47 и триггер 48,

Устройство работает следующим об-1 разом.

В исходном состоянии перед селекцией изображений объектов в блоке 6 памяти хранится цифровой эквивалент (элементу разложения изображения объсд

GQ

ОЭ

сЈ

екта соответствует сигнал логической 1, фону - логического О) кадра телевизионного видеосигнала изображения объектов, подлежащих выделению

Контроллер 2 слежения на своих выходах выделяет сигналы, соответствующие логическому 0м. Блок 4 под воздействием сигналов синхронизации, соответствующих кадровой, строчной частоте телевизионного датчика (не покзан), сигналов тактовой частоты, поступающих с выходов синхронизатора 3 формирует и выделяет на выводах шины адресные сигналы элементов разло- жения телевизионного изображения и н отдельном выходе - сигнал считывания. Адресные сигналы поступают на входы блока 5 и блока 8, а сигналы считывания - на вход блока 5. Блок 8 на выходе сигналов фиксации точки начала слежения сигналов не выделяет. Блок 5 передает адресные сигналы и сигналы считывания на блоки 6 и 7 памяти. Блок 6 на выходе выделяет би- полярный сигнал элементов разложения изображений объектов, подлежащих селекции, который поступает на входы ключа 13 и элементов И-НЕ 9, И 11. Ключ 13 закрыт сигналом блока 5 и блокирует прохождение сигнала с блока памяти на вход контроллера 2. Элемен И-НЕ 9 открыт сигналом элемента НЕ 1 и пропускает сигнал с блока памяти на вход блока 8. Блок 7 в исходном состоянии обнулен и по сигналам считывания от блока 5 выделяет на выходе сигнал, соответствующий 0м. Этот сигнал через формирователь 12 сигнала удерживает элемент И-НЕ 9 в открытом, а элемент И 11 в закрытом состояниях. На выходе 15 устройства сигналы элементов разложения изображения объектов, подлежащих селекции, не выделяются. При работе синхронизатора 3 в ведомом режиме на вход 14 устройства поступают сигналы внешней синхронизации.

После выдачи сигнала пуска на вхо контроллера 2 слежения последний выдает через блок 5 на вход блока 8 сигнал разрешения фиксации адресов ячеек блока 6, в которых хранится информацияfлогическая 1) о начальных элементах изображения объектов.

Под управлением блока 4, формирующим адресные сигналы и сигналы считывания, поступающие через блок 5 на соответствующие входы блоков па

0

5 0 5

0

5

0

5

0

5

мяти, с началом активной части каждо - го кадра осуществляется считывание в последовательном коде информации, хранящейся в блоках 6 и 7. Причем в каждой ячейке блока 6 содержится информация об одном элементе кадра телевизионного изображения. Адреса ячеек соответствуют координатам положения элементов изображения по строке и по кадру.

С появлением сигнала разрешения фиксации адресов на входе блока 8 последний начинает анализировать информационный сигнал об элементах изображения, который поступает на его вход через элемент И-НЕ 9 с выхода блока 6. Б тот момент, когда в информационном сигнале появится логическая 1, соответствующая начальному элементу изображения первого объекта, в блоке 8 происходит фиксация поступающего на его вход с выхода блока 4 адреса ячейки, по которому данный сигнал хранится в блоке 6. Этот адрес содержит информацию о координатах точки начала контурного слежения первого объекта изображения. После фиксации адреса точки начала контурного слежения блок 8 выдает на вход контроллера 2 сигнал подтверждения фиксации адреса. Контроллер 2, получив сигнал подтверждения фиксации адреса, разрешающим сигналом через блок 5 из блока 8 анализирует его и приступает к процедуре построения внешнего контура объекта. Во время процедуры построения контура контроллер 2 слежения яри обращении к блокам памяти имеет приоритет перед блоком 4, осуществляющим считывание информации из блоков памяти. Поэтому во время циклов обращения контроллера 2 к блокам памяти блок 5 прерывает считывание- информации из блоков 6 и 7, запрещая прохождение адресных сигналов и сигналов считывания с блока 4 на входы блоков памяти, и разрешает прохождение адресных сигналов и сигналов считывания с выходов контроллера 2 на соответствующие входы блоков памяти. Таким образом, обеспечивается высокое быстродействие при обращении контроллера 2 к блокам памяти.

Б ходе выполнения процедуры построения контура контроллер 2 по сочетанию выходных сигналов блока 6, считываемых за несколько последовательных циклов обращения, определяет адрес очередной точки контура и направление перемещения. В результате по окончании процедуры построения контура в резидентном оперативном запоминающем устройстве контроллера 2 накапливается массив адресов точек пикселов контура. Контроллер 2, используя массив адресов точек контура, записывает в блок 7 памяти сигнал внешнего контура объекта. Затем контроллер 2 выдает на вход формирователя 12 сигнала сигнал, разрешающий заполнение внешнего контура объекта, поступающего на другой вход узла с выхода блока 7. При этом на выходе формирователя 12 формируется сигнал зоны (маски), ограниченный внешним контуром объекта. Этот сигнал поступает на вход элемента И I1, на другой вход которого проходит с выхода блока 6 сигнал изображения объектов, и разрешает прохождение на выход 15 устройства только сигналу изображения объекта, который стро- бируется сигналом маски.

Таким образом, из всей совокупности сигналов изображений объектов, хранящихся в блоке 6, на выходе устройства выделяется сигнал объекта, сигнал внешнего контура ко горого хранится в блоке 7.

Для выделения сигнала изображения следующего объекта контроллер 2 выдает сигнал, разрешающий блоку 8 фиксировать адрес начального элемента (точки) очередного изображения объек

0

остальных сигналов объектов, хранящихся в блоке 6.

Конец селекции объектов определяется контроллером 2, когда во время очередного кадра, при считывании информации из блока 6, инвертированными сигналами масок элемент И-НЕ 9 блокирует сигналы всех объектов, хранящихся в блоке 6, и блок 8 не фиксирует нового адреса.

В результате селекции в блоке 23 памяти контроллера 2 накапливается массив адресов точек контуров объектов. Причем число контуров соответствует количеству наблюдаемых в кадре объектов. Анализ массива адресов точек контуров, содержащих информацию о, координатах граничных точек объектов, позволяет произвести нумерацию объектов в зависимости от их местоположения в кадре, а также определить параметры объекта, например максимальный и минимальный размеры по

25 строке, размер по кадру и т.д.

и

5

осуществить ранжировку объектов в зависимости от их параметров.

Работа блока 4 заключается в следующем.

Под управлением импульсов синхронизации и тактовой частоты от синхронизатора 3 триггер 30, задействованный как делитель на два, выдает последовательность импульсов с периодом следования, соответствующим периоду следования элементов разложения. Эта последовательность импульсов поступает на счетный вход счетчика 31, который устанавливается в нулевое состоя

Изобретение относится к области автоматики, в частности к устройству для селекции изображений объектов, и может быть использовано в телевизионной автоматике по исследованию наблюдаемых объектов. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия устройства. Цель достигается введением ключа, элементов И-НЕ, НЕ, И, и формирователя сигнала маски. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

та. Затем контроллер 2 ожидает сигнал п ние кадровым импульсом. Таким обраподтверждения фиксации адреса. В то же время элемент И-НЕ 9 сигналом маски всех выделенных объектов, инвертированных на элементе НЕ 10, блокирует прохождение сигнала выделенных объектов на вход блока 8. Поэтому на вход блока 8 поступают только сигналы изображений невыделенных объектов. При появлении на входе блока 8 начальной точки объекта, следующего за выделенным,в блоке 8 фиксируется адрес этого элемента и выдается на вход контроллера 2 сигнал подтверждения фиксации адреса. После получения контроллером 2 слежения сигнала под- . тверждения фиксации адреса осуществляется процедура построения контура, а затем выделение сигнала объекта. Далее аналогично происходит селекция

зом, обеспечивается во время активно чести кадра формирование адресных сигналов элементов разложения на выходе счетчика 31. В то же время триг

дс геры 35 и 36 установлены в нулевое состояние сигналом, поступившим чере элемент И-НЕ 37 на вход установки в нуль. Поэтому блок 4 выдает сигнал считывания, так как сигнал логическо

50 го О с выхода триггера 36 поступае на вход элемента И-НЕ 34 и обеспечивает на его выходе сигнал считывания - логическую 1.

При поступлении на вход триггера 35 сигнала, разрешающего запись кадра изображения, на его прямом выходе устанавливается сигнал логической 1, который поступает на информационный вход триггера 36. С появле

55

ние кадровым импульсом. Таким образом, обеспечивается во время активной чести кадра формирование адресных сигналов элементов разложения на выходе счетчика 31. В то же время триггеры 35 и 36 установлены в нулевое состояние сигналом, поступившим через элемент И-НЕ 37 на вход установки в нуль. Поэтому блок 4 выдает сигнал считывания, так как сигнал логического О с выхода триггера 36 поступает на вход элемента И-НЕ 34 и обеспечивает на его выходе сигнал считывания - логическую 1.

При поступлении на вход триггера 35 сигнала, разрешающего запись кадра изображения, на его прямом выходе устанавливается сигнал логической 1, который поступает на информационный вход триггера 36. С появле

нием заднего фронта сигнала на входе триггера 36 на его выходе появляется сигнал логической I.. Это обеспечивает формирование во время активной части кадра импульсов записи на выходе элемента И-НЕ 34. По окончании активной части кадра записи триггеры 35 и 36 устанавливаются в нулевое состояние следующим импуль- сом. Поэтому в следующих кадрах до поступления сигнала с контроллера 2 блок 4 выдает сигналы считывания.

Работа блока 5 заключается в следующем .

В то время, когда контроллер 2 слежения не обращается к блокам памяти, селекторы 38 и 39 не формируют сигналов выбора, разрешающих обращение к блокам памяти. Поэтому мультиплексор 40 разрешает прохождение адресных сигналов с выхода блока 4 на адресные входы блоков памяти. Селектор 39 выдает на входы блока 8 , сигналы логических 1, запрещающие считывание информации из регистра 47. Первый элемент И-НЕ 42 со своего выхода выдает на вход управления блока 7 сигнал считывания, так как на первый вход элемента И-НЕ 42 с выхода селектора 38 поступает сигнал логического О. На первый вход второго элемента И-НЕ 44 также с выхода селектора 38 поступает сигнал логического О, поэтому на выходе элемен- та И-НЕ 44 выдается сигнал логической 1. Этот сигнал поступает на вход ключа 13, блокируя тем самым прохождение через ключ 13 сигнала с выхода первого блока 6. Кроме того сигнал логической 1 с выхода элемента И-НЕ 44 поступает на вход мультиплексора 45 и разрешает прохождение через него сигналов управления с выхода блока 4 на вход управле- ния блока 6.

При обращении контроллера 2 слежения к блокам памяти селектор 38 формирует сигнал выбора, который поступает на мультиплексор 40 и разрешает прохождение через него адресных сигналов, поступающих с выходов контроллера 2 слежения через инвертор 46 на соответствующие входы блоков памяти. Этот сигнал выборки поступает на первые входы элементов И-НЕ 42 и 44. При этом, если осуществляется запись информации в блок 7, то на второй вход элемента И-НЕ 42 с выхода конт

0

5

роллера 2 слежения поступает инвертированный элементом НЕ 41 сигнал записи. Это обеспечивает формирование на выходе элемента И-НЕ 42 сигнала записи, который поступает на вход управления блока 7. Когда осуществляется чтение информации из блока 6, то на второй вход элемента И-НЕ 44 с выхода контроллера 2 слежения поступает инвертированный элементом НЕ 43 сигнал чтения. При этом на выходе элемента И-НЕ 44 формируется сигнал считывания, который поступает на вход ключа 13, разрешая тем самым прохождение информационного сигнала с выхода блока 6 на вход данных контроллера 2 слежения. Этот сигнал считывания обеспечивает форми- рование на выходе мультиплексора 45 сигнала чтения, который поступает на вход управления блока 6..

Таким образом, при обращении конт-, роллера 2 слежения к блокам памяти блок 5 обеспечивает возможность записи информации в блок 7 и считывания информации из блока 6.

При обращении контроллера 2 слежения к блоку 8 селектор 39 на выходе формирует сигналы управления, которые поступают на входы регистра 47 и разрешает контроллеру 2 слежения побайтное считывание адреса, хранящегося в регистре 47. Причем после считывания последнего байта адреса сигна- , лом с выхода селектора 39 триггер 48 устанавливается в нулевое состояние, что разрешает блоку 8 фиксировать новый адрес. Побайтное считывание адреса из регистра 47 необходимо из-за того, что разрядность шины данных контроллера 2 слежения не позволяет за одно обращение считать полный адрес точки начала слежения.

На тактовый вход Триггера 48, задействованного как элемент-защелка, поступает видеосигнал объектов, считываемый из блока 6. В начальном состоянии на прямом выходе триггера 48 присутствует сигнал логического О, а на инверсном выходе - сигнал логической 1, который поступает на вход контроллера 2 слежения и подтверждает, что фиксации адреса нет. С появлением на входе триггера 48 сигнала логической 1, соответствующего начальной точке объекта, триггер 48 перебрасывается и оказывается в устойчивом состоянии, когда

на прямом выходе присутствует сигнал логической 1, а на инверсном выходе - сигнал логического О. Перевести триггер в начальное состояние - можно только по входу установки сигналом, приходящим с блока 5.

В момент переброса триггера 48 по перепаду из О в 1 сигнала, поступающего с прямого выхода триггера 48 на тактовый вход регистра адреса 47, В1 последнем фиксируется адрес,соответствующий начальной точке объекта. Фиксацию адреса подтверждает сигнал логического О, присутствующий на инверсном выходе триггера 48. Адрес хранится в регистре 47 до фиксации адреса следующей начальной точки другого объекта.

Считывается адрес из регистра 47 контроллером 2 слежения под управлением блока 5, формирующим сигналы считывания.

Формула изобретения 25

5

0

5

0

5

с первым тактирующим входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит 5 ключ, информационный вход которого соединен с выходом первого блока памяти, управляющий вход соединен с шестым выходом блока выборки данных, а выход соединен с вторым информационным входом блока управления, элемент И-НЕ, один вход которого подключен к выходу первого блока памяти, а выход соединен с вторым синхронизирующим входом третьего блока памяти, элемент НЕ, выход которого подключен к другому входу элемента И-НЕ, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход является информационным выходом устройства, и формирователь сигнала маски, информационный вход которого соединен с выходом второго блока памяти, синхронизирующие входы подключены к третьему и шестому выходам блока управления, а выход соединен с входом элемента НЕ и с другим входом элемента И.

0

5

0

5

0

5

выходу третьего триггера, другой вход соединен с вторым синхронизирующим входом блока, а выход подключен к нулевым входам второго и третьего триггеров.

ВХОДЫ КОТОРЫХ ЯВЛЯЮТСЯ ИНфОрМаЦИОН-

ным входом блока, а выходы подключены к одним входам соответствующих элементов И-НЕ, другие входы которых соединены с выходом первого селектора, инвертор, вход которого подключен к информационному входу блока, а выход соединен с одним информационным входом первого мультиплексора, другой информационный вход которого является адресным входом блока, управляю- щие входы подключены к информационному входу блока, синхронизирующий вход соединен с выходом первого селектора, а выход является первым информационным выходом блока, вто- рой селектор, информационный вход которого подключен к информационному входу устройства, а первый выход является вторым выходом блока, и второй мультиплексор, один вход которого является синхронизирующим входом блока другие входы подключены к выходам соответствующих элементов НЕ и И-НЕ, а выход является первым управляющим выходом блока, второй управляющий выход которого является выходом одного элемента И-НЕ, второй выход второго селектора является третьим управляющим выходом блока, а выход другого элемента И-НЕ является четвертым управляющим выходом блока..

/1А15 МАО

ШШЗУ

II

46

JP

:}

40

МЛ7

42

}

7

Н

8

Фая А

Фи.5