Устройство для селекции изображений объектов Советский патент 1991 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных системах технического зрения.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Сущность изобретения состоит в том, что при построчном считывании изображений формируется бинарное изображение. Структура матрицы, представляющая бинарное изображение, такова, что темным элементам изображения объектов соответствуют отсчеты aij, равные 1, а светлые равны О, где i -текущий номер элемента в строке, j - текущий номер строки. Связанным темным элементам изображения объектов с отсчетами aij, равными 1, присваиваются одинаковые номера, соответствующие условному номеру объекта.

Граничные связанные элементы изображения образуют контур с отсчетами alj - равными единице. Для изображения объекта, можно указать внешний контур и несколько контуров, каждый из которых ограничивает соответствующие отверстия. Для каждого из изображений объектов, связанных контурным элементом, присваиваются также одинаковые номера, соответствующие его условному номеру.

Описание объекта с отверстиями состоит из двух частей: условного номера объекта и условного номера контура. При этом, если условный номер контура равен единице, подсчитываются для данного объекта длина внешнего контура и площадь объекта. Если условные номера контуров отличны от единицы, то подсчитываются для каждого объекта длина соответствующего контура отверстия и его площадь. При этом вычисление площадей и значений длины контура для всех объектов происходит за один кадр считывания независимо от числа объектов и отверстий в них.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - схема блока памяти; на фиг.З - структурная схема блока выдачи данных; на фиг.4 - схема второго и третьего коммутаторов.

Устройство селекции изображений объектов (фиг 1) содержит телевизионный датчик 1, блок 2 квантования, генератор 3 тактовых импульсов, второй коммутатор 4,

О

о

00

о VI

блок 5 измерения длин контуров, первый элемент 6 задержки, первую схему 7 сравнения, блок 8 селекции контуров, блок 9 формирования кода изображения, блок 10 памяти, дешифратор 11, блок 12 анализа кодов, блок 13 управления, первый регистр 14, блок 15 суммирования, первый счетчик 16, первые элементы НЕ 17, И 18, первый коммутатор 19, блок 20 выдачи данных и третий коммутатор 21.

Блок памяти (фиг.2) содержит второй элемент 22 задержки, узел 23 задержки, элемент ИЛИ 24, четвертый коммутатор 25, второй регистр 26 и элемент НЕ 27.

Блок выдачи данных (фиг.З) содержит второй счетчик 28, вторую схему 29 сравнения, третий элемент 30 задержки, второй элемент И 31.

ВТОРОЙ и третий коммутаторы (фиг.4) содержат третий элемент 32 задержки и пятый коммутатор 33.

Устройство работает следующим образом.

В режиме считывания изображения телевизионным датчиком 1 на первые управляющие входы коммутаторов 19 и 23 подается 1, обеспечивая подключение выхода регистра 14 через коммутатор 19 к адресному входу блока 8 селекции кон- fypoe, а также подключение к адресному входу блока 5 измерения длины контуров, выхода блока 8 селекции контуров и выхода регистра 14 через коммутатор 4 и, кроме того, подключение к адресным входам блока 15 суммирования, выхода блока 10 памяти и выхода регистра 14 через коммутатор 21. При этом код на адресном входе блока 5 измерения длины контуров определяется кодом номера объекта и кодом номера контура, а код на адресном входе блока 15 суммирования определяется кодом но- . мера объекта и отверстия.

Сигналы, соответствующие изображению объекта с выхода телевизионного датчика 1 поступают на аналоговый вход блока квантования 2, где происходит преобразование видеосигналов в двухградэционные. С выхода блока 2 квантования сигналы поступают на второй вход блока 5 измерения длины контуров, с первого выхода которого сигналы, соответствующие граничным элементам изображения, подаются на вход блока 8 селекции контуров, Двухградацион- ные сигналы с выхода блока 2 квантования поступают также через элемент 6 задержки на второй информационный вход блока 9 формирования кода изображения, С выхода блока 9 импульс длительностью в один такт соответствует начальному элементу изображения и поступает на суммирующий вход

счетчика 16, увеличивая его код на единицу и код которого определяет текущий номер объекта. Код номера объекта с первого вы: хода блока 9 поступает на входы регистра 14

и дешифратора 11, на выходе последнего будет 1, если код на его входе больше нуля. При этом условии код номера объекта заносится в регистр 14.

С первого выхода блока 8 селекции контуров на первый адресный вход блока 10 памяти и на вход схемы сравнения поступает код, имеющий одинаковое значение для всех связанных элементов, причем код элементов, соответствующий внешнему пе5 риметру объектов, будет (0001), первому внутреннему отверстию - (0010), второму внутреннему отверстию - (0011) и т.д.

На второй адресный вход блока памяти и второй вход схемы 7 сравнения постоянно

0 подан код (0001). В этом случае, если на выходе дешифратора 11 1, код (0001) с второго адресного входа блока 10 памяти через коммутатор 25 поступает на вход регистра 26 и заносится в него в том случае,

5 если на выходе дешифратора 11 О, а если код на выходе блока 8 селекции контуров больше чем 0001, то на выходе схемы 7 сравнения - 1. При этом код с выхода блока 8 задержкой на один такт в узле 23 задержки

0 поступает через коммутатор 25 на вход регистра 26 и заносится в него по наличии 1 на выходе схемы 7 сравнения с задержкой на один такт на элементе 22, задержки. Код на выходе регистра имеет значение, равное

5 коду соответствующей границы, но ,для области элементов отверстия которых ограничиваются данной границей. На выходе блока 12 анализа уровень 1 соответствует для всех элементов объектов, которые

0 охватывают внешний контур и при поступлении уровня 1 на первый вход блока суммирования в нем по соответствующей совокупности адресов формируется код, соответствующий площади каждого

5 объекта и площади отверстия, принадлежащего соответствующему объекту.

Код, соответствующий длине контуров, формируется по соответствующей совокупности адресов в блоке 5. измерения длины

0 контуров. Код, соответствующий числу контуров для каждого объекта, формируется по совокупности адресов в блоке 8 селекции контуров и второго выхода подается на один из входов схемы 29 сравнения блока 20 вы 5 дачи.

Для выдачи информации из устройства в ЭВМ в конце кадра считывания на первый вход блока 13 управления задается запускающий импульс. С появлением на втором выходе блока 13 управления 1.

которая подается на вторые управляющие входы коммутаторов 19, 33, 4 и 21, первый вход элемента И 18.и входы начальной установки блоков 5 и 8 и блока 15 суммирования, код с выхода счетчика 16 подключается к выходу коммутатора 19, а коде выхода счетчика 28 блока 20 выдачи подключается к выходу коммутаторов 33, 4 и 21.

С выхода коммутаторов 21 и 19 снимается код, определяющий номер изображе- ния ,и номер контура в объекте.

С выхода блока 15 суммирования снимается код, определяющий площадь изображения (или соответствующего отверстия изображения), с второго выхода блока 5 код, определяющий длину внешнего контура (или внутренних отверстий).

С выхода элемента И 18 снимаются импульсы, наличие которых является признаком присутствия информации на выходе устройства. За счет перебора всех кодов счетчика 16 и счетчика 28 блока 20 выдачи в пределах кода числа контуров для каждого объекта на выходе устройства получают информацию о всех объектах после считы- вания кадра изображения. К началу следующего кадра устройство готово к приему информации следующего кадра. Перебор кодов счетчика осуществляется за счет поступления на его вычитывающий вход им- пульсов с выхода элемента И 31, которые формируются с задержкой на один такт на элементе 30 задержки после сравнения текущего кода счетчика 28 и кода числа контуров, на схеме 29 сравнения. При этом счетчик 28 устанавливается в исходное состояние. Поступление импульсов модификации на вход счетчика 28 происходит до тех пор, пока код счетчика не будет нулевым.

Синхронизация работы устройства осу- ществляется генератором 3 тактовых им- пульсов, частота импульсов с выхода которого в п раз выше частоты строчной развертки телевизионного датчика.

Формулаизобретения

Устройство для селекции изображений объектов, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик, блок квантования и первый элемент задержки, выход которого соединен с информа- ционным входом блока формирования кода изображения, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактирующими входами первого элемента задержки, блока формирования кода изображения, блока управления, блока измерения длин контуров, блока селекции контуров, блока анализа кодов, лока суммирования и с первым входом

первого элемента И, дешифратор, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра, выход которого соединен с первым информационным входом первого коммутатора, второй информационный выход которого соединен с выходом первого счетчика, вход пуск блока управления является входом пуск устройства, вход сброс блока управления и управляющий вход блока формирования кода изображения соединены с выходом первого счетчика, первый выход блока управления соединен с управляющими входами блока измерения длин контуров, блока селекции контуров, блока суммирования, с вторым входом первого элемента И, с первым управляющим входом первого коммутатора и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с вторым управляющим входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым управляющим входом блока селекции контуров, первый выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой является первым информационным входом устройства, а выход соединен с управляющим входом блока анализа кодов, выход которого соединен с первым инфоомационным входом блока суммирования, информационный вход блока анализа соединен с выходом дешифратора, первый выход блока измерения длин контуров, второй является первым выходом устройства, выход блока суммирования является вторым выходом устройства, выход первого элемента И является третьим выходом устройства, второй выход блока формирования кода изображения соединен с входом дешифратора и с информационным входом первого регистра, выход блока квантования соединен с информационным входом блока измерения длин контуров, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены-бло:: эыдачи данных, второй и третий коммутаторы и блок памяти, вход данных которого соединен с выходом первой схемы сравнения, первый управляющий вход блока памяти соединен с выходом дешифратора, второй управляющий вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй адресные входы блока памяти соединены с первым выходом блока селекции контуров и с первым информационным входом устройства, второй выход блока селекции контуров соединен с управляющим входом блока выдачи данных, информационный вход которого соединен с вторым выходом блока управления, тактовый вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход блока выдачи данных соединен с первыми информационными входами второго и третьего коммутаторов, второй информационный вход второго и третьего коммутаторов соединены с первым выходом блока селекции контуров и с выходом блока памяти, третьи соединены с выходом первого коммутатора, а управляющие входы соединены с первым выходом блока управления, выход второго коммутатора соединен с вторым управляющим входом блока измерения длин контуров, третий управляющий вход

0

которого является входом логической единицы устройства, выход второго коммута: тора соединен с вторым информационным входом блока суммирования и является четвертым выходом устройства, второй выход блока выдачи данных соединен с вычитающим входом первого счетчика, второй информационный вход блока анализа кодов соединен с входом логической единицы устройства, второй управляющий вход блока суммирования соединен с шиной логического нуля устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства - достигается введением второго и третьего коммутаторов, блока памяти и блока выдачи данных, что позволяет измерить параметры объектов в изображении за время считывания одного кадра. 4 ил.

, вх. адрес. 1 8. адрес. 2

0

О Такто8бш

фиг. 2

Фие.1

0

вх. адресный

0 вход /лак/яо&ыи

Фиг.З Адресные входы