Устройство для выделения контура бинарного изображения Советский патент 1991 года по МПК G06K9/00 

Р

сл

с

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в системах технического зрения роботов и является усовершенствованием устройства по авт. св. N 1481812. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности определения характера контурных точек по признаку вогнутости, что достигается введением двенадцатого элемента И 18 и элемента И - ИЛИ 15, входы которого соединены с выходами триггеров 17 соответствующих смежных ячеек 1 обработки изображения, а выход подключен к первому входу двенадцатого элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом триггера 17 данной ячейки 1 обработки изображения. Это позволяет реализовать на выходе двенадцатого элемента И 18 логическую функцию, определяющую принадлежность указанного элемента изображения его контуру при одновременной проверке условия вогнутости для данного элемента. 3 ил.

, -., 4(

ON С

00 iO

сл

го

изображения, а выход подключен к первому входу двенадцатого элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом триггера 17 данной ячейки 1 обработки изображения.

Это позволяет.реализовать на выходе две- нутости для данного элемента. 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам для считывания графической информации или оптических изображений, может быть использовано в системах технического зрения роботов и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1481812.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности определения характера контурных точек.

На фиг.1 представлена схема устройства для выделения контура бинарного изображения; на фиг.2 - схема расположения фотоприемных элементов; на фиг.З - контур изображения,

Устройство (фиг.1) состоит из матрицы ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых содержит фотоприемный элемент 2, элемент И-НЕ 3, элементы ИЛИ-НЕ 4 и 5, элементы И 6-14, элемент И--ИЛИ 15, элемент ИЛИ 16, триггер 17, элементы И 18, НЕ 19, И 20 и 21. Ячейка обработки изображения имеет входы 22-38, а ячейка обработки информации имеет выходы 39-43.

На фиг.З сплошной линией 44 показан контур проекции некоторого обьекта на фрагмент матрицы фотоприемных элементов 2, а пунктирной линией 45 - контур изображения этого обьекта, выделяемый предлагаемым устройством. А1, А2 - фотоприемные элементы 2, расположенные на контуре изображения, имеющие соответственно один и два соседних между собой смежных фотоприемных элемента 2, не принадлежащих контуру, определяющие вогнутость изображения, A3, А4, А5, А6 - имеющие соответственно три, четыре, пять и шесть смежных фотоприемных элементов 2, не принадлежащих контуру и не определяющих вогнутость изображения.

Конструктивно совокупность элементов 2 образует фотоприемную матрицу (не показана), на которую проектируется плоское изображение обьекта.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу Сброс на шине 34 на выходе триггера 17, а следовательно, на выходнадцатого элемента И 18 логическую функцию, определяющую принадлежность указанного элемента изображения его контуру при одновременной проверке условия вогных шинах 39-42 появляются потенциалы, соответствующие О. В следующий момент изображения объекта проектируется на матрицу фотоприемных элементов 2.

На выходах тех фотоприемных элементов 2, на которые подается изображение, появляются, сигналы 1, поступающие на первые входы элементов И 14 соответствующих ячеек 1 обработки изображения

и через шины 43 - на соответствующие входы 22-25 элементов И-НЕ 3 смежных ячеек 1 обработки изображения. В результате на выходе элемента И 14, а следовательно, на выходной шине 39 каждой ячейки

1 обработки изображения-реализуется логическая операция

FЈ Х0 XI ХЗ Х5 Х7, где Хо - двоичный сигнал, поступающий с фотоприемного элемента 2 данной ячейки 1 обработки изображения;

Х1,ХЗ,Х5,Х7 - двоичные сигналы, поступающие с фотоприемных элементов 2 смежных ячеек 1 обработки изображения, соответствующих положениям Х1,ХЗ,Х5 и Х7(фиг.2).

Согласно этой операции проверяется условие принадлежности элементов изображения его контуру.

На выходе элемента ИЛИ 16 данной ячейки 1 обработки изображения реализуется логическая операция

FL (И

FЈ VF$ И ) FMVFJVFlv ( F|S F&VFS F& ) FJjVF&VFfcVF f,

где Fik-Fek -двоичные сигналы, поступающие с выходных шин 39 смежных ячеек 1 обработки изображения, соответствующих положениям Х1 - Х8 . Согласно этой операции проверяется наличие на данном фрагменте контура двух его точек, расположенных по разные стороны от элемента ХО изображения, при отсутствии других смежных точек, принадлежащих контуру.

На выходной шине 41 каждой ячейки 1 обработки реализуется логическая операция

Fok

Согласно этой операции проверяется условие принадлежности указанного элемента ХО изображения его контуру, т.е. наличие на данном фрагменте контура прямолинейного участка.

На выходной шине 42 каждой ячейки 1 реализуется логическая операция

Fo - Fok.

Согласно этой операции также проверяется условие принадлежности указанного элемента ХО изображения его контуру при одновременном отсутствии на данном фрагменте контура прямолинейного участка (т.е. принадлежность элемента ХО точке перегиба контура).

Изображение является вогнутым, если хотя бы один из его контурных элементов имеет не более двух смежных ему и соседних между собой нулевых элементов, т.е. если контурный элемент изображения име- ет хотя бы три последовательных смежных нулевых элемента (фиг.2), т.е., если в одной из троек Х1,Х2,ХЗ; Х2,ХЗ,Х4; ХЗ,Х4,Х5; Х4,Х5,Х6; Х5,Х6,Х7; Х7.Х8.Х1; Х8,Х1,Х2. все элементы не принадлежат изобра- жению (будут нулевыми), этот контурный элемент не определяет вогнутость данного изображения. Например, элементы А1 и А2, принадлежащие контуру изображения, свидетельствуют о вогнутости изобра- жения, так как имеют соответственно один и два смежных нулевых элемента, а по контурным элементам A3, А4, А5, А6 нельзя классифицировать изображение как вогнутое, т.е. эти элементы имеют соответ- ственно три, четыре, пять, шесть смежных нулевых элементов.

Математически условие вогнутости можно записать следующим образом. Элемент ХО будет определять вогнутость изо- бражения, если функция FQ|V ( Х1-Х2 -ХЗ + Х2-ХЗ -Х4 + ХЗ -Х4 Х5 - - Х4/Х5-Х6 + Х5-Х6-Х7 + Х6-Х7-Х8 + +Х7-Х8-Х1 +Х8ТХ1 -Х2 ) F0 k, где Х1 - Х8 - двоичные сигналы, поступа; ющие с фотоприемных элементов 2 смежных ячеек 1 обработки изображения, соответствующих положениям Х1,Х2,ХЗ,Х4,Х5,Х6,Х7,Х8 (фиг.2) примет значение 1.

После математических преобразований

запишем

F0IV- ((X1+X2 +

(ХЗ+Х4+Х5) (Х6+Х7+Х8) F0k-1.

ХЗ) (Х4+Х5+ Х6) (Х7+Х8+Х1)

(Х2+ХЗ+Х4)- (Х5+Х6+ Х7)- 55 (Х8+Х1+Х2))

Данная логическая операция реализуется элементами И-ИЛИ 15 и И 18 соответствующих ячеек 1 обработки изображения. Сигналы поступают с шин 43 смежных ячеек 1 обработки изображения. Через соответствующие входы 22-25 и 35-38 на входы элемента И-ИЛИ 15 данной ячейки 1 обработки изображения. Элемент И-ИЛИ 15 имеет восемь групп входов по три входа каждая. На входы его первой группы поступают сигналы Х1,Х2,ХЗ; второй группы - Х2,ХЗ,Х4; третьей группы - ХЗ.Х4.Х5; четвертой группы - Х4.Х5.Х6; пятой группы - Х5,Х6,Х7; шестой группы - Х6,Х7,Х8; седьмой группы - Х7.Х8.Х1; восьмой группы - Х8.Х1.Х2.

На выходе элемента И-ИЛИ 15 реализуется логическая операция F2V Х1 -Х2-ХЗ + Х2-ХЗ-Х4 + ХЗ-Х4- Х5 + Х4-Х5-Х6 + Х5-Х6-Х7 + Х6-Х7-Х8 + fX7-X8-X1 +X8-X1-X2

На выходе элемента И 18, т.е. на шине 40 каждой ячейки 1 обработки изображения, реализуется логическая операция

с IV с V г- k Го - го го .

Согласно этой операции проверяется условие принадлежности указанного элемента ХО изображения его контуру при одновременной проверке условия выпуклости для данного элемента. Единичный сигнал, появившийся на шине 40 хотя бы одной ячейки 1 обработки изображения устройства, свидетельствует о том, что изображение является вогнутым.

Таким образом, введение новых элементов и связей расширяет область применения устройства за счет определения характера контурных точек, позволяющих провести классификацию изображения по принципу вогнутости.

Формула изобретения

Устройство для выделения контура бинарного изображения по авт. св. № 1481812, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности определения характера контурных точек по признсжу вогнутости, в каждую ячейку обработки изображения введены двенадцатый элемент И и элемент И-ИЛИ, входы которого соединены с выходами триггеров соответствующих смежных ячеек обработки изображения, а выход подключен к первому входу двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера данной ячейки обработки информации, выход двенадцатого элемента И является пятым выходом ячейки обработки изображения.

Х8 Х1Х2

/7КОХЗ

Х6Х5ХЦ

Фиг.2

2 2

Фиг.З