Устройство для выделения контура изображения Советский патент 1992 года по МПК G06K11/06 

Ok/if

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах, формирующих контуры изображения.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее блок сканирования, элемент квантования на два уровня, синхрогенератор, счетчик, три триггера, три элемента И, и элемент ИЛИ. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие и узкие функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для считывания графической информации, содержащее блок сканирования, элемент квантования на два уровня, синхрогенератор, три счетчика, три триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, два дешифратора, блок памяти. Недостатками прототипа являются узкая область применения, поскольку прототип не позволяет достоверно выделять контуры изображений при нескольких градациях яркости изображения.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет выделения контура изображения при нескольких градациях яркости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения контура изображения, содержащее синхрогенератор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика и с первым входом элемента И, выход первого счетчика соединен с входом первого дешифратора, первый выход которого подключен к входу записи блоха памяти, первый выход блока сканирования подключен к счетному входу второго счетчика к входу сброса третьего счетчика, счетный вход которого соединен с вторым выходом первого дешифратора, выходы второго и третьего счетчиков соединены с информационными входами первого регистра, выход третьего счетчика соединен с адресным входом блока памяти, третий выход дешифратора соединен с входом считывания блока памяти, и вторым входом элемента И, второй дешифратор, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими информационными входами первого регистра, а третий выход соединен со счетным входом триггера, выходы первого регистра и триггера являются соответст- венно первым и вторым выходами устройства, введены второй, третий, четвертый и пятый р уистры, три группы элементов И, три блока сравнения и аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с вторым выходом блока

сканирования, а выход - с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с информационным входом блока памяти и первыми входами элементов

И первой группы, выходы третьего и четвер-- того регистров соединены с первыми входами соответственно элементов И второй и третьей групп, вторые входы элементов И трех групп объединены и соединены с выхо0 дами пятого регистра, синхронизирующий и информационный входы которого являются управляющим и информационным входами устройства, выходы первой группы элементов И соединены с первыми входами перво5 го и второго блоков сравнения, выходы второй группы элементов И соединены с вторыми входами второго блока сравнения и с первыми входами третьего блока сравнения, выходы элементов И третьей группы

0 соединены с вторыми входами первого и третьего блоков сравнения, выходы больше, равно и меньше первого, третьего и второго блоков сравнения соединены со- ответственнено с первого по девятый входа5 ми второго дешифратора, первый и второй выходы первого дешифратора соединены соответственно с синхронизирующими входами третьего и второго регистров, выход элемента И соединен с синхронизирующим

0 входом четвертого регистра, четвертый выход первого дешифратора соединен с синхронизирующим входом первого регистра и установочным входом триггера, выход блока памяти соединен с информационным

5 входом четвертого регистра.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для выделения контура изображения; на фиг. 2 - структурная схема второго дешифратора.

0 Устройство для выделения контура изображения содержит блок 1 сканирования, синхрогенератор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, второй, третий, четвертый, пятый регистры 4-7, первый регистр 8, пер5 вый, второй и третий счетчики 9-11, первый и второй дешифраторы 12 и 13, первый, второй и третий блоки 14-16 сравнения, .первая, вторую и третью группы 17-19 элементов И, блок 20 памяти, триггер 21 и

0 элемент И 22. Информационный и управляющий - 23 и 24 - входы устройства соединены соответственно с информационным и синхронизирующим входами пятого регистра. Первый 25 и второй выходы 26 устройст5 ва соединены соответственно с выходами первого регистра и триггера.

Второй дешифратор 13 (фиг. 2) содержит элементы 27-31 с первого по пятый, элемент 32 И-НЕ и элемент 33 ИЛИ. Пер- вый, второй и третий выходы дешифратора

13 соединены соответственно с выходами элементов 33, 31 и 32.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 осуществляет построчное сканирование изображения, формируя видеосигнал на первом выходе и импульс, передний фронт которого соответствует началу строки развертки, на втором выходе. Этот импульс поступает на счетный вход счетчика

10координаты X и на вход сброса счетчика

11координаты Y. Видеосигнал с выхода блока 1 поступает на аналого-цифровой преобразователь 3, на выходе которого формируется n-разрядный цифровой код для каждой точки (элемента) изображения соответствующий градации яркости; общее число градаций яркости равно 2. Счетчик 9 подсчитывает число синхроимпульсов с генератора 2, поступающих на него за период одного такта работы устройства (анализа одного элемента изображения). Выходы счетчика 9 подключены к входам дешифратора 12, на выходах которого с первого по четвертый последовательно формируются сигналы, управляющие очередностью работы узлов устройства. На выходе элемента И 22 импульс появляется в момент времени между третьим и четвертым выходными сигналами дешифратора 12. Таким образом, емкость счетчика 9 равна 4. Емкости счетчиков 10 и 11 равны соответственно числу строк изображения и числу элементов в строке. Разрядность всех регистров равна п; такова же разрядность ячеек памяти блока 20. Группы 17-19 состоят из п элементов И, первый и второй входы, например, некоторого элемента И группы 17 соединены соответственно с одноименными выходами регистров 4 и 7; остальные элементы И групп 17 - 19 подключены аналогично.

Исходное состояние всех последова- тельностных блоков - нулевое.

При анализе некоторого текущего элемента изображения с координатами (X, Y), импульсом с первого выхода дешифратора

12осуществляется запись в регистр 5 содержимого регистра 4 (предыдущего элемента изображения), а также запись содержимого регистра 4 в блок памяти по адресу Y-1, определяемому содержимым счетчика 11 в текущий момент времени. Затем по адресу вторым импульсом - с второго выхода дешифратора 12 в регистр 4 записывается значение яркости текущего элемента изображения. Этим же сигналом инкремен- тируется содержимое счетчика 11, формирующего адреса элементов координаты Y. (При обработке .элементов некоторой строки от текущего номера до конца строки в

блоке памяти 20 хранятся коды яркости элементов предыдущей строки, а в ячейках с первой до текущей - коды значений яркости текущей строки, которые будут использова- 5 ны при анализе элементов следующей строки).

Импульсом с третьего выхода дешифратора 12 осуществляется считывание информации из блока 20 памяти, и, кроме того, с

0 запаздыванием в полтактэ, за счет совпадения сигналов с синхрогенератора 2 и третьего выхода блока 12 подается сигнал записи на регистр 6, и в него записывается содержимое соответствующей ячейки блока 20

5 памяти.

Таким образом, к моменту окончания сигнала с третьего выхода дешифратора 12 в регистрах 4,5 и 6 хранятся соответственно коды яркости точек с координатами (X, Y),

0 (X,Y-1) и (Х-1, Y). Эти коды поступают на первые входы элементов И групп 17-19 соответственно, на вторые входы которых поступает код с выхода.регистра 7. В регистр 7 перед началом работы устройства занб5 сится код, соответствующий количеству градаций яркости, анализируемых устройством (разрядность кода равна п). В общем случае, при необходимости различать 2 градаций яркости, в старшие I разрядов регистра 7

0 заносятся единичные значения, а в остальные (младшие) разряды - нулевые значения сигнала , п. (Контуром изображения считается в данном случае граница между лю- быми двумя смежными областями

5 изображения, имеющими разные градации

яркости). Естественно, что большей яркости

изображения соответствует больший код в

соответствующей ячейке блока 20 памяти.

В блоках 14-16 сравнения осуществля0 ется попарное сравнение кодов яркостей элементов изображения, хранящихся в регистрах 4-6, которые получаются из содержимого указанных регистров отсечением требуемого (в соответствии с содержимым

5 регистра 7) числа младших разрядов в блоках 17-19. Введем следующие обозначения: пусть точка с координатами (X, Y) - точка А (текущая), В - точка с координатами (X, Y-1) и С - точка с координатами (Х-1, Y). Тогда с

0 выходов блоков 17-19 формируются усечен- ные значения кодов яркостей соответственно точек А, В и С. В блоке 14 производится сравнение кодов яркостей точек А и С; если яркость точки А больше, меньше или равна

5 яркости точки С, то сигнал появляется на одном из выходов - соответственно Больше, Меньше или Равно блока 14. Аналогично нормируются сигналы на выходах блоков 15 (определяющем разность яркостей точек А и В) и 16 (опре/ч-гляющс-м разность яркостей точек В и С). Эта информация используется для распознавания точек контура в соответствии с алгоритмом, представленным ниже и сведенным в таблицу. Этот алгоритм реализуется дешифратором 13 (фиг. 2), и реализует следующие вербальные условия:

а)в любом случае (для трех точек) имеют место не более трех различных градаций яркости;

б)для трех точек имеется 27 возможных различных соотношений градаций их яркостей;

в)ряд соотношений эквивалентны (например, при любой яркости при одинаковых яркостях точек сочетание сигналов на выходах блоков сравнения одно и то же};

г)общее число различных по выходным сигналам с блоков сравнения сочетаний яркостей равно 13.

Информация о координатах обнаруженной точки контура записывается на четвертом такте работы счетчика 9, сигналом с четвертого выхода дешифратора 12 в регистр 8; в него же записывается с дешифратора 13 поправка по координате X (первый выход блока 13) и Y (второй выход). Эти поправки соответственно формируются на выходах элементов 33 и 31, причем на выходах элементов 27,28 и 29 соответственно формируются сигналы частных поправок по координате X соответственно для комбинаций яркостей точек, отраженных в таблице в строках 2, б и 10.

Таким образом, координаты X и Y обнаруженной точки контура определяются данными счетчиков 10 и 11, а также поправками х и у к ним; иначе говоря, и .

Сигнал о наличии контурной точки появляется на выходе элемента 32 и записывается в триггер 21 готовности, который устанавливается в соответствующее состояние одновременно с регистром 8.

Запись предварительной информации о числе градаций яркости, распознаваемых устройством, записывается в регистр 7 перед началом работы устройства путем подачи на информационный вход соответствующего кода, а затем - на синх- ровход - импульса записи на управляющем входе 24 устройства.

Таким образом, устройство позволяет корректно получать контуры изображения при произвольном количестве различных градаций яркости, которое можно изменять по требованию пользователя, причем выделяются все контуры, образованные границами областей изображения, имеющих

различные градации яркости, различаемые устройством.

Формула изобретения Устройство для выделения контура изображения, содержащее блок сканирования, синхронизатор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика и с первым входом элемента И, выход первого счет- чика соединен с входами первого

0 дешифратора, первый выход которого подключен к входу записи блока памяти, первый выход блока сканирования подключен к счетному входу второго счетчика и к входу сброса третьего счетчика, счетный вход ко5 торого соединен с вторым выходом первого дешифратора, выходы второго и третьего счетчиков соединены с информационными входами первого регистра, выход третьего счетчика соединен с адресным входом бло0 ка памяти, третий выход дешифратора соединен с входом считывания блока памяти и вторым входом элемента И, второй дешифратор, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими информа5 ционными входами первого регистра, а третий выход соединен с счетным входом триггера, выходы первого регистра и триггера являются соответственно первым и вторым выходами устройства, отлмчающе0 е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет выделения контура изображения при нескольких градациях яркости, оно содержит второй, третий, четвертый и пятый регистры, три

5 группы элементов И, три блока сравнения и аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с вторым выходом блока сканирования, а выход - с информационным входом второго регистра, выход кото0 рого соединен с информационным входом третьего регистра, информационным входом блока памяти и первыми входами элементов И первой группы,выходы третьего и четвертого регистров соединены с первыми

5 входами соответственно элементов И второй и третьей группы, вторые входы элементов И трех групп объединены и соединены с выходами пятого регистра, синхронизирую- . щий и информационный входы которого яв0 ляются управляющим и информационным входами устройства, выходы первой группы элементов И соединены с первыми входами первого и второго блоков сравнения, выходы второй группы элементов И соединены с

5 вторыми входами второго блока сравнения и с первыми входами третьего блока сравнения, выходы третьей группы элементов И соединены с вторыми входами первого и третьего блоков сравнения, выходы больше, равно и меньше первого, третьего

и второго блоков сравнения соединены соответственно с первого по девятый с входами второго дешифратора, первый и второй выходы первого дешифратора соединены соответственно с синхронизирующими входами второго и третьего регистров, выход

элемента И соединен с синхронизирующим

входом четвертого регистра, четвертый выход первого дешифратора соединен с синхронизирующим входом первого регистра и установочным входом триггера, выходы блоков памяти соединены с информационным входом чет- вертого регистра

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование в системах формирования контуров изображения позволяет расширить область применения за счет выделения контура изображения при нескольких заданиях яркости. Устройство содержит блок 1 сканирования, синхрогенератор 2, регистр 8, счетчики 9-11, дешифраторы 12, 13, блок 20 памяти, триггер 21 и элемент И 22. Благодаря введению регистров 4-7, блоков 14- 16 сравнения и групп 17-19 элементов И, в устройстве обеспечивается выделение всех контуров, образованных границами областей изображения, имеющих различные градации яркости, различаемые устройством. 2 ил., 1 табл.