ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КООРДИНАТ ПОДВИЖНЫХ ТОЧЕЧНЫХ ОБЪЕКТОВ Советский патент 1994 года по МПК H04N7/18 

Описание патента на изобретение SU1623537A1

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано в телевизионных системах, следящих за множеством подвижных точечных объектов (МПТО).

Цель изобретения - увеличение количества одновременно измеряемых подвижных точечных объектов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - совместная структурная электрическая схема блока измерения размера проекций, блока выделения центра объекта и блока формирования грубой оценки координат; на фиг. 3-5 - представлены соответственно структурные электрические схемы блока хранения координат и размеров проекций, блока памяти и формирователя адреса считывания.

Устройство содержит (фиг. 1) передающую телевизионную камеру (ПТК) 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, квантователь 3, блок 4 задержки, блок 5 выделения изолированной фигуры, блок 6 измерения размера проекций, блок 7 выделения объекта, блок 8 формирования грубой оценки координат, блок 9 хранения координат и размеров проекций, блок 10 памяти, блок 11 регистров и вычислитель 12. Совместная структурная электрическая схема блока измерения размера проекций, блока выделения центра объекта и блока формирования грубой оценки координат (фиг. 2) содержит логический блок 13, первый, второй и третий сумматоры 14, 15 и 16, первый и второй блоки 17 и 18 ключей, компаратор 19, схему И 20, генератор тактовых импульсов (ГТИ) 21 и первый и второй счетчики 22 и 23. Блок хранения координат и размеров проекций содержит (фиг. 3) ГТИ 24, первый и второй счетчики 25 и 26, первую и вторую линии задержки (ЛЗ) 27 и 28, элемент 2И-НЕ 29, схему 30 формирования импульсов состояния ОЗУ, коммутатор 31, элемент НЕ 32, с первого по четвертое ОЗУ 33-36 и первый и второй регистры 37, 38. Блок запоминающего устройства содержит (фиг. 4) ГТИ 39, первый и второй счетчики 40 и 41, схему 42 формирования импульсов состояния ОЗУ, триггер 43, ЛЗ 44, первую и вторую схемы 45 и 46 3И, формирователь 47 адреса считывания, коммутатор 48, инвертор 49, первое и второе ОЗУ 50 и 51 и регистр 52. Формирователь адреса считывания содержит (фиг. 5) с первой по четвертую ЛЗ 53-56, первый и второй делители 57 и 58 на два, с первого по четвертый элементы 59-62 2И, с первого по четвертый сумматоры 63-66, первый и второй счетчики 67 и 68 и первый и второй компараторы 69 и 70.

Устройство работает следующим образом.

Изображение наблюдаемой сцены (например, звездного неба) преобразуется ПТК 1 (фиг. 1) в электрический сигнал. С выхода ПТК 1 ТВ сигнал поступает в АЦП 2 для преобразования в цифровую форму и последующей записи в блоке 10, одновременно ТВ сигнал поступает в квантователь 3, в котором преобразуется в бинарную форму, таким образом, что видеосигнал от объектов принимает значение "1", а от фона "0". Преобразование телевизионного сигнала в бинарную форму позволяет существенно снизить объем телевизионной информации и упростить алгоритмы обработки сигнала с целью выделения МПТО. Квантователь построен на базе цифрового компаратора. С выхода квантователя 3 сигнал поступает в блок 4, в котором формируется сканирующая многоэлементная апертура (МА). МА позволяет осуществить в темпе реального времени анализ окрестности текущего элемента. МА формируется с использованием линий задержек на строки и элементы. Существует несколько вариантов реализации блока задержек для формирования МА. Например, блок 4, представляющий собой М последовательно соединенных сдвиговых регистров, содержащих К ячеек, где К равно числу элементов разложения в строке, выходы первых N ячеек сдвиговых регистров поступают на выход блока 4. С выхода блока 4 М х N сигналов МА одновременно поступают в блок 5 для выделения изолированной фигуры в телевизионном изображении. Наличие этого блока связано с необходимостью разрешения близко расположенных объектов. При сканировании изображения в зону МА последовательно попадают все МПТО. При попадании нескольких объектов их необходимо различить. В блоке 5 осуществляется выделение единственного объекта (изолированного от других), у которого хотя бы один элемент совпадает с центральным элементом зоны МА. Выделение объекта осуществляется с помощью выполнения логических операций путем проверки связности элементов, начиная от центрального и периферийным. Центральный элемент называется точкой инициализации. Выделение всей изолированной фигуры осуществляется за время длительности одного элемента разложения телевизионного изображения Тэ. В результате обработки сигналов в блоке 5 на его выход поступают (М х N) сигналов, которые содержат изображение только одной, находящейся в центре фигуры. Эти (М х N) сигналов поступают в блок 6 для измерения размеров проекций. В блоке 6 осуществляется измерение линейных размеров объекта. Под размерами понимаются проекции объекта на горизонтальную и вертикальную оси координат Х, Y. Измеряются только те объекты, центры которых с точностью до дискрета совпадают с центральным элементом апертуры. Конкретная форма объекта в процессе измерения роли не играет. Одновременно при измерении проекции осуществляется выделение момента времени, когда объект находится в центре апертуры, формируется импульс объекта (ИО) и происходит измерение координат выделенного центра объекта. Все эти операции выполняются блоками 6, 7 и 8. Работа блоков взаимосвязана, поэтому их структурная схема приведена на общей фиг. 2. Измерение проекции Lx, Ly координат Х, Y и формирование ИО происходит следующим образом. Все (М х N) сигналов, содержащих изолированную фигуру, с выхода блока 5 поступают на вход блока 6 для измерения размера проекций. Группами построчно сигналы подключаются к входу канала Y (блок 13, состоящий из M, N-входовых схем ИЛИ), все М х N сигналов блока 5 группами по столбцам подключаются к входам канала Х (второй логический блок которого аналогичен блоку 13 и состоит из N x M-входовых схем ИЛИ). Таким образом, сигналы с выходов каждой строки и выходов каждого столбца МА блока 5 поступают на входы одной из схем ИЛИ логических блоков. Подключение выходов элементов каждой строки по входам соответствующего этой строке элементу ИЛИ логического блока 13 эквивалентно формированию проекции изображения изолированной фигуры в зоне МА на вертикальную ось. Аналогичная операция с элементами столбцов изолированной фигуры в зоне МА эквивалентна формированию проекции такого же изображения на горизонтальную ось. С выходов логических блоков сигналы, соответствующие проекциям объектов, подвергаются преобразователям в каналах Х и Y обработки.

Рассмотрим работу одного из каналов - канал Y. Все сигналы проекции делятся на две равные части, содержащие по M/2 сигналов (если количество сигналов М - нечетное, центральный элемент исключается). Сигналы, соответствующие первой половине проекций фигуры, поступают на сумматор 14, сигналы второй половины - на сумматор 15, с выходов сумматоров полученная сумма поступает на вход сумматора 16 и одновременно на компаратор 19. При равенстве сумм на входе компаратора 19 на его выходе формируется импульс, означающий что объект по оси Y находится в центре апертуры. При одновременном формировании импульсов на выходах компараторов каналов Х, Y на выходе схемы 20 (выход блока 7) формируется импульс объекта (ИО). Одновременно на выходе сумматора 16 формируется код размера проекции объекта. Через блок 17, который открывается ИО, код размера проекции объекта Lx, Ly поступает на выход блока 6. Коды координат Х, Y объектов формируются с помощью счетчиков 22 и 23 и стробируются ИО с выхода схемы 20 в блоке 18. Синхронизация в блоке 88 осуществляется с помощью ГТИ 21.

Полученные координаты объектов Х, Y и размеры их проекций Lx, Ly поступают в блок 9 (фиг. 3). Этот блок предназначен для записи данных об объектах текущего кадра и считывания предыдущего кадра. Блок 9 содержит две группы ОЗУ (ОЗУ 33, 35 для хранения хода координат Х, Y и ОЗУ 34, 36 для хранения кода размера Lx, Ly). ОЗУ 33-36 работают в режимах записи и считывания поочередно от кадра к кадру. Управление режимами работы осуществляется сигналом 3п/Сч, поступающим через элемент 32 из блока 10. Блок 9 состоит из формирователя адреса записи и считывания (счетчики 25 и 28), схемы 30, построенных на базе линий задержек 27, 28 и элемента 29. С помощью коммутатора 31 происходит коммутация адресов записи, считывания и импульсов ВК1, ВК2 на входах ОЗУ, в зависимости от того, в каком из режимов записи или считывания находится то или иное ОЗУ. На выходе ОЗУ установлены регистры 37, 38. Синхронизация всех схем блока 9 осуществляется генератором тактовых импульсов 24.

Координаты Х, Y и размеры Lx, Ly, считанные из ОЗУ блока 9, поступают в блок 10, а координаты Х, Y одновременно и в блок 11. Блок 10 предназначен для записи ТВ изображения (данных) текущего кадра и считывании фрагментов изображения (данных), содержащих объекты предыдущего кадра. При этом запись данных в блок 10 осуществляется в темпе телевизионной развертки, а считывание (регистр 52) - в темпе, обеспечивающем работу вычислителя. Блок 10 (фиг. 4) содержит блоки ОЗУ 50 и 51, работающие поочередно в режимах записи и считывания, которые управляются сигналом Зп/Сч, формируемым триггером 43, через элемент 49. В блок 10 входит также формирователь адреса записи (счетчики 40, 41), схема 42, состоящая из триггера 43, ЛЗ 44 и элементов 45 и 46, и формирователь 47. Так как ОЗУ 50 и 51 от кадра к кадру поочередно работают в разных режимах, то должны меняться на их входах адреса, данные и импульсы состояний. Коммутация адресов считывания, записи, а также импульсов состояний ВК1 и ВК2 осуществляется коммутатором 48. Синхронизация в блоке 10 осуществляется ГТИ 39. Запись изображения в блок 10 осуществляется по всему кадру, а считывание производится только фрагмента изображения, содержащего объект. Код адреса считывания формируется с использованием грубой оценки координат Х, Y и размера проекций объекта Lx, Ly, считываемых из блока 9. В формирователе 47 формируется код адреса для считывания фрагментов изображений, ограниченных координатами
X- , X+ , Y- , Y+
Формирователь 47 (фиг. 5) построен с использованием делителей 57, 58, элементов 60, 61, сумматоров 63-66, счетчиков 67, 68, компараторов 69, 70. Сброс счетчиков 67, 68 производится задним фронтом кадрового синхроимпульса, выделенного с помощью ЛЗ 53 и элемента 59. Линии задержки 54-56 предназначены для компенсации задержки сигналов.

На выходе элемента 62 формируется импульс конца считываемого фрагмента.

Вычислитель 12 предназначен для расчета с высокой точностью координат Х, Y множества подвижных точечных объектов.

Вычисление координат происходит с помощью выражения для центра масс в два этапа. Вначале рассчитываются координатные ошибки объекта Δ Х, ΔY относительно центра строба
ΔX= ;
Y= , где Sij - отсчеты видеосигнала, а затем получают координаты объекта
X= Xго+ΔX;
Y= Yго+ΔY; где Хго, Yго - оценка координат с точностью до дискрета, полученных в блоке 8 формирования грубой оценки координат. (56) Системы технического зрения. /Под ред. А. Н. Писаревского и А. Ф. Чернявского. - Л. : Машиностроение, 1988, с. 137, рис. 3.19.

Похожие патенты SU1623537A1

название год авторы номер документа
ТЕЛЕВИЗИОННОЕ СЛЕДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1988
  • Дмитриенко В.Л.
  • Курячий М.И.
  • Костевич А.Г.
  • Парыгин Ю.П.
  • Рябчиков А.Ю.
  • Епифанцев Л.П.
SU1574152A1
ТЕЛЕВИЗИОННОЕ СЛЕДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1985
  • Дмитриенко В.Л.
  • Костевич А.Г.
  • Петров А.Я.
SU1286089A1
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ КООРДИНАТОР 1986
  • Багдалов З.Х.
  • Курячий М.И.
SU1412577A1
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КООРДИНАТ 1985
  • Багдалов З.Х.
SU1454225A1
Телевизионный пеленгатор 1989
  • Власов Леонид Васильевич
  • Лебедев Владимир Федорович
  • Попашенко Юрий Иванович
  • Савик Валентин Феодосьевич
  • Хабаров Геннадий Петрович
SU1670805A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ТОЧЕЧНОГО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1985
  • Ицкович В.М.
SU1493074A1
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КООРДИНАТ 1986
  • Багдалов З.Х.
SU1517737A1
СПОСОБ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ОБЪЕКТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Шахрай В.И.
  • Каракозов Ю.А.
  • Иванов И.В.
  • Андрианов Г.П.
  • Дятков С.Ю.
RU2153235C2
Телевизионное устройство измерения малоразмерных объектов 1989
  • Грабкин Сергей Олегович
  • Конторович Борис Исакович
  • Медведев Виктор Никонорович
SU1711347A1
ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ 1996
  • Мирошниченко Сергей Иванович
  • Жилко Евгений Олегович
  • Кулаков Владимир Владимирович
  • Невгасимый Андрей Александрович
RU2127961C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 623 537 A1

Реферат патента 1994 года ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КООРДИНАТ ПОДВИЖНЫХ ТОЧЕЧНЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано в телевизионных (ТВ) системах, следящих за множеством подвижных точечных объектов. Цель изобретения - увеличение количества одновременно измеряемых подвижных точечных объектов. Цель достигается за счет включения в известное устройство квантователя 3, блока 4 задержки, блока 5 выделения изолированной фигуры, блока 6 измерения размера проекций, блока 7 выделения центра объекта, блока 8 формирования грубой оценки координат и блока 9 хранения координат и размеров проекций, что позволяет осуществлять запись в блок 10 памяти в темпе ТВ развертки, а считыватель - в темпе обработки фрагментов, содержащих изображение объектов. Такой режим работы блока 10 позволяет уменьшить избыточность поступающей информации. 5 ил.

Формула изобретения SU 1 623 537 A1

ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КООРДИНАТ ПОДВИЖНЫХ ТОЧЕЧНЫХ ОБЪЕКТОВ , содеpжащий последовательно соединенные пеpедающую телевизионную камеpу, аналого-цифpовой пpеобpазователь, блок запоминающего устpойства, блок pегистpов и вычислитель, выход котоpого является выходом устpойства, отличающийся тем, что, с целью увеличения количества одновpеменно измеpяемых подвижных точечных объектов, в него введены последовательно соединенные квантователь, блок задеpжки, блок выделения изолиpованной фигуpы, блок измеpения pазмеpа пpоекций, блок выделения центpа объекта, блок фоpмиpования гpубой оценки кооpдинат и блок хpанения кооpдинат и pазмеpов пpоекций, пеpвый выход котоpого соединен с объединенными втоpыми входами блока pегистpов и блока памяти, тpетий вход котоpого соединен с втоpым выходом блока хpанения кооpдинат и pазмеpов пpоекций, втоpой, тpетий, четвеpтый и пятый входы котоpого соединены соответственно с втоpым выходом блока измеpения pазмеpа пpоекций, втоpым и тpетьим выходами блока памяти и выходом блока выделения центpа объекта.

SU 1 623 537 A1

Авторы

Денисов В.С.

Дмитриенко В.Л.

Курячий М.И.

Молостов А.Н.

Парамонов А.А.

Парыгин Ю.П.

Даты

1994-03-30Публикация

1989-06-19Подача