Устройство для выделения контура изображения Советский патент 1992 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для обработки изображений в системах технического зрения роботов.

Известны устройства для выделения контура изображения, которые состоят из матрицы ячеек обработки изображения, при этом каждая ячейка связана со смежными ячейками, Каждая ячейка содержит фотоприемный и логические элементы. Элементы изображения поступают на входы фотоприемных элементов, преобразуются в цифровой электрический сигнал (логический ноль или логическую единицу) и обрабатываются логическими элементами.

Недостатком данных устройств является невозможность выделения контура полутонового изображения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выделения контура изображения, которое состоит из матрицы ячеек обработки изображения. Каждая ячейка связана со смежными ячейками, расположенными соответственно сверху, справа, снизу и слева от данной. Такая ячейка содержит фотоприемный элемент, два сумматора, преобразователь кода, регистр, элемент задержки и элемент памяти. Элементы полутонового изображения поступают на входы фотоприемных элементов ячеек, преобразуются в цифровые значения, пропорциональные освещенностям. Затем каждая ячейка сравнивает цифровые значения ос- вещенностей своего фотоприемного элемента и фотоприемных элементов смежных ячеек, что производится по заданному алгоритму с помощью сумматоров, преобразователи кода и других элементов В результате в элемент памяти каждой ячейки обработки изображения записывается единица, если соответствующий элемент изображения принадлежит контуру, или ноль в противном случае.

Недостатками данного устройства являются значительная сложность ячеек, обусловленная большим количеством элементов, и невысокое быстродействие, обусловленное поразрядной обработкой данных.

сл ел

и

о

D4

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для выделения контура изображения, содержащем матрицу ячеек обработки изображения, каждая из которых содержит фотрприемный элемент, сумматор и элемент памяти, при этом группа входов сумматор подключена к выходам фотоприемй ых Элементов соответствующих смежных обработки изображения, выход элемента памяти является выходом ячейки обработки изображения, а вход обнуления элемента памяти является первым управляющим входом ячейки обработки изображения, каждая ячейка обработки изображения содержит компаратор, сумматор выполнен в виде аналогового суммато- ра-вычитателя, выход фотоприемного элемента подключен к входу сумматора, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к входу установки в единицу элемента памяти, второй вход компаратора является вторым управляющим входом ячейки обработки изображения.

На чертеже приведена схема устройства для выделения контура изображения.

Устройство для выделения контура изображения содержит матрицу ячеек 1 обработки изображения, каждая из которых Состоит из фотоприемного элемента 2, аналогового сумматора-вычитателя 3, компаратора 4, элемента памяти 5, Выход фотоприемного элемента 2 подключен к входу аналогового сумматора-вычитателя 3. Группа входов сумматора-вычитателя 3{Х1, ХЗ, Х5, Х7) подключена к выходам ХО фотоприемных элементов смежных ячеек обработки изображения. Выход аналогового сумматора-вычитателя 3 подключен к первому входу компаратора 4, выход которого подключен к входу установки в единицу элемента памяти 5. Выход элемента памяти 5 является выходом Y ячейки обработки изображения, первый управляющий вход УПР1 которбй подключен к входу обнуления элемента памяти 5, а второй управляющий вход УПР2 - к второму входу компаратора 4,

Пример реализации аналогового сумматора-вычитателя 3 содержит операционный усилитель 6, группу из четырех резисторов 7i, 2, 7з, 74, первый резистор 8, второй резистор 9, третий резистор 10. Группой входов сумматора-вычитателя являются первые выводы резисторов группы резисторов 7i-74, вторые выводы которых подключены к инвертирующему входу операционного усилителя б и к первому выводу второго резистора 9. Входом аналогового

сумматора-вычитателя является первый вывод первого резистор 8, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 6 и к первому выводу третьего резистора 10, Выходом аналогового сумматора-вычитателя является выход операционного усилителя 6, к которому подключен второй вывод второго резистора 9. Второй вывод третьего

0 резистора 10 подключен к шине нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для выделения контура изо5 бражения выделяет контуры фрагментов изображения, имеющих равную интенсивность. Каждый такой фрагмент имеет в.сво- ем составе некоторое количество элементов изображения, при этом соответствующие

0 этим элементам изображения освещенности фотоприемных элементов 2 ячеек 1 обработки изображения отличаются не более чем на малую величину. Эта малая величина определяется значением порогового напря5 жения Un на втором входе компаратора 4 каждой ячейки.

Перед началом работы устройства происходит начальная установка элемента памяти 5 каждой ячейки в нулевое состояние

0 путем подачи импульса на первый управляющий вход УПР1 ячеек, а также устанавли вается величина порогового напряжения Un на втором управляющем входе УПР2 ячеек.

5 Элементы полутонового изображения поступают на вход каждого фотоприемного элемента 2, который производит преобразование освещенности в пропорциональный ей электрический сигнал, поступающий на

0 выход ХО каждой ячейки и на вход аналогового сумматора-вычитателя 3. Одновременно на группу входов Х1, ХЗ, Х5, Х7 поступают сигналы с выходов ХО фотоприемных элементов смежных ячеек. Эти сигналы под5 аются далее на группу входов аналогового сумматора-вычитателя 3, который выполняет следующую операцию:

Uc - ХО - (Х1 /4 + ХЗ/4 + Х5/4 + Х7/4). Выходной электрический сигнал Uc по0 ступает на первый вход компаратора 4. Если значение этого сигнала превышает пороговое Un, то на выходе компаратора 4 формируется сигнал логической единицы, который записывается в элемент памяти 5.

5, В противном случае на выходе компаратора 4 формируется сигнал логического нуля и нулевое состояние элемента памяти 5 сохраняется, Следовательно, после окончания работы сигнал Y на выходе каждой ячейки будет равен:

1,

0. .

Выделенному контуру соответствуют логические единицы на выходах Y ячеек 1 обработки изображения устройства.

Формула изобретения Устройство для выделения контура изображения, содержащее матрицу ячеек обработки изображения, каждая из которых содержит фотоприемный элемент, сумматор, группа входов которого подключена к выходам фотоприемных элементов соответствующих смежных ячеек обработки изо0

бражения, и элемент памяти, выход которого является выходом ячейки обработки изображения, в вход обнуления - первым управляющим входом ячейки обработки изображения,отличающееся тем,что, с целью упрощения и повышения быстродействия устройства, каждая ячейка обработки изображения содержит компаратор, выход которого подключен к входу установки в Г элемента памяти, первый выход- к выходу сумматора, а второй вход является вторым управляющим входом ячейки обработки изображения, при этом выход фото- приемТюго элемента соединен с входом сумматора,

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для обработки изображений в системах технического зрения роботов. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его быстродействия. Устройство содержит матрицу ячеек обработки изображения, каждая из которых состоит из фотоприемного элемента, аналогового сумматора-вычитателя, компаратора и элемента памяти. 1 ил.