Устройство для выделения контуров и их элементов в изображениях объектов Советский патент 1993 года по МПК G06K9/46 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для распознавания и обработки зрительной информации.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - конструктивное выполнение решающего блока.

Устройство включает фотоэлектрический преобразователь 1. выполненный в виде матрицы фотоприемных элементов; элементы 2 задержки первой группы; элементы 3 задержки шестой группы; распределитель 4 импульсов; блок 5 индикации, содержащий коммутатор 6, ключи 7 первой гр/плы, ключи 8 второй группы и графический индикатор 9, выполненный в виде матрицы светоизлучающих элементов; решающие блоки 10, содержащие ияверторы 11, элементы 12 задержки второй группы, элемент 13 задержки третьей группы, селектор 14, элементы И 15 первой группы, элемент ИЛИ 16 первой группы, элемент ИЛИ 17 второй группы, элемент 18 задержки четвертой группы, элемент 19 задержки пятой группы, элемент И-НЕ 20 первой группы, элемент И--НЕ 21 второй группы, элемент И 22 второй группы, элемент И 23 третьей группы, элемент И 24 четвертой группы, элемент И 25 пятой группы,элемент ИЛИ-НЕ 26 первой группы, элемент ИЛИ- НЕ 27 второй группы, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28.

На фиг.1 и 2 показаны также входы 29- 38 и выходы 39-47 узлоп и блоков устройства.

Селектор 14 выделяет первый и последний импульсы из пачек входной тюследовл- тельности импульсов, лродсгл кляющих

00

со

00 00

о

собой значения яркости элементов столбца изображения, дискретизированные и квантованные на два уровня с помощью фотоэлектрического преобразователя 1. Переход-фон-объект представляет собой первый импульс в пачке, а переход объект- фон-последний.

Распределитель 4 импульсов формирует на выходах сигналы Yi, YaYN возбуждения адресных шин и сигнал YN-И возбуждения шины стирания информации фотоэлектрического преобразователя 1, а на выходах - сигналы Ya, Ya,YN-M возбуждения адресных шин графического индикатора 9.

Устройство работает следующим образом.

Входное оптическое изображение, преобразованное в электрические сигналы в фотоэлектрическом преобразователе 1, считывается многоразрядными словами по разрядным шинам этого преобразователя. Считывание информации производится в момент действия синхроимпульса с выхода распределителя 4 импульсов по одной из адресных шин

В режиме выделения контура изображения информация с разрядных шин параллельно поступает на входы решающих блоков 10. Информация с выходов 39 решающих блоков 10 и разрядных шин с помощью блока 5, работающего в этом случае в режиме выделения контуров изображения под воздействием сигнала управления на входе 30, выводится из устройства. Информация с первой и последней разрядных шин фотоэлектрического преобразователя 1 поступает в блок 5с задержкой на период следования синхроимпульсов в элементах задержки 2, чтобы учесть задержку выходных сигналов в решающих блоках 10. Эта же информация поступает в первый и последний решающие блоки 10 с задержкой на период следования синхроимпульсов в элементах задержки 3, чтобы учесть задержку сигнала на селекторах 14.

Изображение, преобразованное с помощью фотоэлектрического преобразователя 1 в электрические импульсы, поступает по синхроимпульсам на входы соответствующего решающего блока 10 так, что в момент действия синхроимпульса на его входе

37присутствует сигнал соответствующего элемента данной строки и данного столбца изображения, на входе 37 решающего блока присутствует сигнал элемента данной строки и соседнего слева столбца, а на его входе

38присутствует сигнал элемента данной строки и соседнего справа столбца.

Сигналы соответствующего столбца поступают на вход селектора 14, где выделяются переходы фон-объект и объект-фон вдоль этого столбца. Эти же сигналы и инвертированные на инверторах 11 сигналы соседнего слева и соседнего справа столбцов с задержкой на период следования синхроимпульсов на элементах задержки 12 и 13 поступают через элементы И 15 на входы

0 элемента ИЛИ 16. С помощью инверторов и элементов И выделяются переходы фон- объект и объект-фон вдоль строк изображения. Переходы объект-фон и фон-объект вдоль строк и вдоль столбцов логически

5 складываются при помощи элемента ИЛИ 16 и поступают в виде импульсов на выход 39 соответствующего решающего блока. Задержка сигналов на период следования синхроимпульсов необходима для того, чтобы

0 учесть задержку выходных импульсов в селекторе 14.

В режиме селекции элементов контура изображения в вертикальном направлении информации с разрядных шин преобразует5 ся в решающих блоках 10, далее информация с выходов 40 решающих блоков 10 и первой и последней разрядных шин с помощью блока 5, работающего в этом случае в режиме селекции элементов контура изо0 бражения в вертикальном направлении под воздействием сигнала управления на входе 31, выводится из устройства. Результатом работы устройства в режиме селекции в вертикальном направлении является частич5 ный контур изображения, содержащий лишь вертикальные отрезки, т.е. отрезки, составленные из двух или более смежных элементов контура изображения в вертикальном направлении. Селекция осуществ0 ляется с помощью элемента 28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, на котором из контура изображения вычитается частичный контур изображения, состоящий из горизонтальных и диагональных отрезков, т.е.

5 отрезков, составленных из не менее двух смежных элементов контура соответственно в горизонтальном направлении и в направлении вдоль главных диагоналей. Селектированные элементы контура посту0 пают в виде импульсов на выход 76 соответствующего решающего блока 10.

В режиме селекции элементов контура в горизонтальном направлении выходные сигналы с выхода данного селектора 14 по5 ступают на первые входы элементов И 24, 25. Выходные сигналы с соседних с ним левого и правого селекторов 14 поступают соответственно на вторые входы элементов И 24,25. С выходов этих элементов сигналы поступают на входы элемента ИЛИ 17. С

помощью элементов И и ИЛИ из частичного контура изображения, состоящего из горизонтальных и диагональных отрезков, вычи- таются диагональные отрезки. Селектированные элементы контуру поступают в виде импульсов на выход 41 соответствующего решающего блока 10. Информация с помощью блока 5, работающего в этом случае в режиме селекции элементов контура в горизонтальном направлении под воздействием сигнала управления на входе 32, выводится с выходов 41 решающих блоков 10 из устройства. Результатом работы устройства в режиме селекции в горизонтальном направлении является частичный контур изображения, содержащий лишь горизонтальные отрезки, т.е. отрезки, составленные из двух или более смежных элементов контура в горизонтальном направлении.

В режиме селекции элементов контура вдоль левой главной диагонали сигналы с выхода соседнего справа от данного селектора 14 задерживаются на период следования синхроимпульсов на элементе задержки 18. Сигналы с выхода данного селектора 14 и элемента 18 задержки поступают через элемент И-НЕ 20 на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 26. Сигналы с выхода соседнего слева от данного селектора 14 и сигналы с данного селектора через элемент И 23 поступают на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 26. С помощью элементов И-НЕ, И и ИЛИ-НЕ из частичного контура, состоящего из горизонтальных и диагональных отрезков, вычитаются горизонтальные и правые диагональные отрезки. Селектированные элементы поступают в виде импульсов на выход 42 соответствующего решающего блока 10. Информация с помощью блока 5, работающего в этом случае в режиме селекции элементов контура вдоль левой главной диагонали под воздействием сигнала управления на входе 33, выводится с выходов 42 решающих блоков 10 из устройства. Результатом работы устройства в режиме селекции элементов контура вдоль левой главной диагонали является частичный контур изображения, содержащий лишь отрезки вдоль левой главной диагонали, т.е. отрезки, составленные из двух или более смежных элементов контура вдоль левой главной диагонали.

В режиме селекции элементов контура вдоль правой главной диагонали выходные сигналы с соседнего слева отданного селектора 14 задерживаются на период следования синхроимпульсов на элементе задержки 19. Сигналы с выхода данного селектора и элемента задержки 19 поступают

через элемент И-НЕ 21 на первый вход цемента ИЛИ- НЕ 27, Сигналы с выхода данного селектора 14 и соседнего с ним справа селектора 14 через элемент И 22 поступают 5 на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 27. С помощью элементов И-НЕ И и ИЛИ-НЕ из частичного контура, состоящего из горизонтальных и диагональных отрезков, вычитаются горизонтальные и левые диагональные

0 отрезки. Селектированные элементы поступают в виде импульсов на выход 43 соответ- ствующего решающего блока 10. Информация с помощью блока 5, работающего в этом случае в режиме селекции эле5 ментов контура вдоль правой главной диагонали под воздействием сигнала управ - ления на входе 34, выводится с выходов 43 решающих блоков 10 из устройства. Результатом работы устройства в режиме селекции

0 элементов контура вдоль правой главной диагонали является частичный контур изображения, содержащий лишь отрезки вдоль правой главной диагонали, т.е. отрезки, составленные из двух или более смежных эле5 ментов контура вдоль правой главной диагонали.

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы изображения объектов разделились вдоль столбцов не менее, чем

0 двумя элементами фона и чтобы передний и задний фронты синхроимпульсов на шинах синхроимпульсов решающих блоков совпадали соответственно с передним и задним фронтами импульсов на всех разрядных ши5 нах (кроме первой и последней) фотоэлектрического преобразователя.

Элементы изображений объектов, лежащие в периферийных столбцах (строках), т.е. на границе изображения, полагаются

0 контурными. Поэтому их обработка в устройстве не проводится, а осуществляется лишь индикация с помощью блока 9 устройства.

Формула изобретен и я

51. Устройство для выделения контуров и

их элементов в изображениях объектов, содержащее распределитель импульсов, первая групла выходов которого соединена с соответствующими входами фотоэлектриче0 сксго преобразователя в виде матрицы из п п фотоприемных элементов (п 3), первый и второй элементы задержки, блок ин дика-. ции, (п-2) решающих блока, кзждый из которых содержит селектор, два элемента НЕ,

5 три элемента задержки, два элемента И, первый элемент-ИЛИ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второго элементов.НЕ соединены в каждом ртнлющем блоке через первый и второй элементы за- держки соответственно с первыми входами

первого и второго элементов И, выходы которых подключены к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, информационный вход селектора соединен с l-м выходом фотоэлектрического преобразователя и через третий элемент задержки с вторыми входами первого и второго элементов И (,....(n-1), выход селектора подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ входы первого и второго элементов НЕ 1-го решающего блока подключены соответственно к i-1-му и (1+1)-му выходам фотоэлектрического преобразователя, тактовые входы селекторов решающих блоков объединены с тактовым входом распределителя импульсоа и являются тактовым входом устройства, выходы первого элемента ИЛИ и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ i-ro решающего блока подключены к первому и второму входам i-й группы информационных входов блока индикации, а первый и n-й выходы фотоэлектрического преобразователя соединены через первый и второй элементы задержки устройства соответственно с первым и вторым информационными входами блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности выделения контуров и их элементов, в него введены третий и четвертый элементы задержки, а в каждый решающий блок - третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, четвертый и пятый элементы задержки, два элемента И-НЕ, два элемента ИЛИ-НЕ и второй элемент ИЛИ, выход селектора в каждом решающем блоке соединен с первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И и первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы четвертого и пятого элементов И подключены непосредственно и первого элемента И-НЕ через четвертый элемент задержки к выходу селектора (1+1)- го решающего блока, вторые входы третьего и шестого элементов И подключены непосредственно и второго элемента И-НЕ через пятый элемент задержки к выходу селектора (И)-го решающего блока, выходы первого элемента И-НЕ и третьего элемента И соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ-НЕ, выходы четвертого элемента И и второго элемента И-НЕ соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы пятого и шестого элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы второго элемента ИЛИ, первого и второго элементов ИЛИ-НЕ i-ro решающего блока соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами 1-й

группы информационных входов блока индикации, выход селектора 1-го решающего блока ,3,...(п-3) соединен с входом четвертого элемента задержки (j-1}-ro решающего блока и с входом пятого элемента

задержки Q+1)-ro решающего блока, вход первого элемента задержки устройства объединен с входом третьего элемента задержки устройства, выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки первого решающего блока, вход второго элемента задержки устройства объединен с входом четвертого элемента задержки устройства, выход которого соединен с входом пятого элемента задержки (п-2)-го решающего блока, вторая группа выходов распределителя импульсов подключена к группе синхронизирующих входов блока индикации, группа управляющих входов которого является управляющим входом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок индикации выполнен в виде матрицы светоизлучающих элементов графического индикатора, коммутатора и двух групп ключей, выходы которых соединены с соответствующими входами графического индикатора, управляющие входы соответствующих ключей первой группы являются группой синхронизирующих входов блока индикации, управляющие входы соответствующих ключей второй группы подключены к соответствующим выходам коммутатора и управляющие входы двух ключей этой группы являются первым и вторым информационными входами блока индикации, управляющие входы коммутатора являются группой управляющих входов блока индикации, группы информационных входов коммутатора - соответствующими группами информационных входов блока

индикации, а входы ключей первой и второй групп подключены к первой и второй шинам питания соответственно.

fej

58 - %l5|

t 5

CO OJ

-J

OJ

oo

CD