УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ НЕОДНОРОДНОГО СЛУЧАЙНОГОПОЛЯ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/19 G06G7/52 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для статического анализа двумерных случайных полей. Такие устройства применяются в различных областях техники, и в частности, для анализа аэрофотоизображения площадных объектов.

Одна из основных статистических характеристик неоднородного случайного поля - оценка корреляционной функции - в известных устройствах определяется усреднением, реализации по двум координатным осям исследуемого поля (например фотоизображения). Однако в этом случае остаются неучтенными статистические связи между элементами неоднородного поля по другим направлениям, в результате чего вид корреляционной функции зависит от выбора направлений анализа относительно некоторой координатной системы.

Таким образом, целью изобретения является разработка автоматического устройства, позволяющего определить оценку корреляционной функции неоднородного двумерного случайного поля независимо от направления анализа. При этом на конфигурацию контура случайного поля, например площадного объекта аэрофотоизображения, не должно накладываться никаких ограничений.

растровой развертки фотоизображения площадного объекта на диапозитиве устройством дискретной случайной развертки с запоминающим устройством для хранения информации

о форме контура объекта и введении устройства запрета выхода развертывающего луча за контур объекта.

На фиг. 1 приведена общая блок-схема устройства, на фиг. 2 - процесс работы генератора дискретной случайной развертки.

Над диапозитивом / с контуром объекта 2 установлены оптическая система 3 и развертывающая электроннолучевая трубка 4. Под диапозитивом установлен фотоэлектронный

умножитель 5, подключенный к электронному коммутатору 6, два сигнальных выхода которого подключены к коррелятору 7, выход которого подключен к регистрирующему устройству 8. Генератор следящей развертки 9

подключен к фотоэлектронному умножителю, к развертывающей трубке и к запоминающей электроннолучевой трубке 10 типа вычитающий потенциалоскоп. К обеим трубкам подключен также генератор дискретной развертки //, а к запоминающей трубке подключен еще генератор однокадровой растровой развертки 12. Тактовый генератор 13 подключен к запоминающей трубке, генератору и к логическому устройству 14, которое подключено к

тору 16 R к управляющему электроду трубки 4. Программное устройство 17 подключено к регистрирующему устройству 8, к генератору // и к тактовому генератору 13.

Новым узлом устройства является генератор дискретной случайной развертки с запретом выхода за контур площадного объекта (на фиг. 1 ограничен пунктиром), состоящий из запоминающей трубки, генератора дискретной развертки, генератора однокадровой растровой развертки, тактового генератора и логического устройства.

Цикл работы устройства состоит из трех этапов.

1.Этап запоминания контура объекта. Генератор следящей развертки (см. фиг. 1), используя сигналы с фотоэлектронного умножителя, вырабатывает такие отклоняющие напряжения L/XC и Uy, которые обеспечиваюг движение луча трубки 4 по контуру объекта на диапозитиве. Отклоняющие напряжения Uxf. и Uy одновременно подаются на отклоняющую систему запоминающей трубки, в результате чего на ее мишень наносится потенциальный рельеф 18, одинаковый по форме с контуром (см. фиг. 2, а).

2.Этап создания рабочей зоны, лежащей внутри контура. Генератор 12 управляет лучом запоминающей трубки таким образом, что на участке de текущей строки 19 (см. фиг. 2,а) производится запись положительного потенциала, а на участках cd и ef той же строки запись не производится. За время развертки одного кадра вся площадь внутри рельефа 18 (рабочая зона) оказывается заряженной положительно (см. фиг. 2,6).

3.Этап измерения оптических плотностей и вычисления оценки корреляционной функции. На этом этапе работает устройство дискретной случайной развертки с запретом выхода за контур.

Программное устройство устанавливает текущее значение шага корреляции т и подает его в виде напряжения U. на генератор //. Затем оно импульсом «начало цикла 1/н запускает тактовый генератор 13 (см. фиг. 1), с выхода которого сигнал опроса Loi, запускает генератор 11.

На выходе генератора 11 появляется первая пара случайных отклоняющих напряжений Ux и Uy, которые поступают на отклоняющие системы трубок 4 и 10. Сигнал опроса t/o, также поступает на управляющий электрод запоминающей трубки 10, в результате чего ее электронный луч направляется в точку мищени, координаты л: и г/ которой определяются напряжениями Ux и Uy согласно соотнощению:

x --KVx

,(1)

где к - константа.

таковы, что она лежит внутри контура 18 (см. фиг. 2, в). Тогда с коллектора 16 снимается положительный импульс Lc, который совместно с импульсом f/ob в устройстве 14 вырабатывает импульс разрешения t/p, который открывает развертывающую трубку 4, с экрана которой световой луч проходит через диапозитив. В таком случае фотоэлектронный умножитель преобразует световой поток в напряжение Uai, пропорциональное оптической плотности Dai, В точке диапозитива с теми же координатами Xai и г/а, что и у точки а,- на мишени. Напряжение Uai поступает через электронный коммутатор 6 на коррелятор 7.

Сигнал Up поступает на сигнальную пластину мишени и снова на управляюший электрод трубки 10 через генератор 13, в результате чего снятый положительный потенциал в точке а, на мишени восстанавливается.

Далее сигнал (Ур запускает генератор 13, который импульсом 6о2 запускает генератор 11, вырабатывающий вторую пару отклоняющих напрялсений Ux и Uy, которые определяют случайные координаты х и i/o; другой

точки bi, причем координаты обеих точек связаны соотношением:

Xi,l Xai + 1Sm(f

Уь1 .г/ог-гтсозф(2)

где т - текущее значение шага корреляции

в масштабе диапозитива; Ф - случайный угол с равномерной плотностью распределения в пределах от О до 2я.

Таким образом обеспечивается случайное положение обеих точек а, и Ьг относительно объекта на расстоянии, равном текуп1ему значению шага корреляции т.

Пусть координаты хь к уь, второй точки Й1 таковы, что точка расположена тоже внутри контура 18 (см. фиг. 2,8). Тогда таким же порядком будет выработан импульс разрешения Ур, который тоже откроет развертываюшую трубку 4 и будет измерена оптическая плотность в точке Ъ диапозитива. При этом напряжение t/, через переведенный импульсом 6о2 в другое положение электронный коммутатор поступает на другой вход коррелятора 7.

В дальнейшем такой цикл под контролем

программного устройства повторяется п раз

при текущем значении шага корреляции т.

После п циклов по п парам напряжений

Uai ъ1 поступившим В коррелятор 7, вычисляется по известной формуле значение

оценки корреляционной функции /с (т) для данного шага корреляции, которое фиксируется регистрирующим устройством. После п

циклов программное устройство изменяет величину шага корреляции т и повторяет весь третий этап.

Если же в процессе работы генератор 11 выработает в каком-либо такте такую пару слуня:от луч запоминающей трубки за пределы контура 18 на ее мишени, то на коллекторе сигнал Не не возникает и поэтому устройство 14 выдает сигнал запрета t/з, поступающий а генератор 13, который повторно вырабатывает импульс опроса или Loi, или UQZ, под действием которых генератор // выдает повторно новую пару случайных отклоняющих напряжений Ux и Uy. Этот процесс повторного опроса продолжается до тех пор, пока луч запоминающей трубки не будет паправлен в точку, лежащую внутри контура.

На фиг. 2, в приведены два случая выхода точки за контур. Во втором такте второго цикла вне контура оказалась точка Ъ, вместо которой была повторно выбрана точка Ь, лежащая на том же расстоянии т от точки uz, что и точка Ь. В первом такте третьего цикла точка аз, попавшая за контур, была заменена точкой а, относительно которой на расстоянии т была выбрана точка d-g,. В результате точка bi любой пары чисел лежит всегда на окрул ности (с центром в точке «г этой же пары) радиуса, равного текущему значению шага корреляции т, а благодаря случайным значениям угла ф, имеющим равномерное распределение в пределах от О до 2я, при вычислении корреляционной функции учитываются статистические связи между точками по различным направлениям. Из-за наличия устройства запрета выхода за контур используется вся площадь объекта независимо от конфигурации его контура. Таким образом, предлагаемое устройство повышает достоверность и обеспечивает высокую повторяемость результатов измерения корреляционной функции независимо от положения диапозитива с объектом относительно развертывающего устройства.

„,

Предмет изобретения

Устройство для автоматического измерения корреляционной функции неоднородного случайного поля, например фотоизображения на

диапозитиве, произвольной конфигурации, содержащее развертывающую электронно-лучевую трубку, оптическую систему, транснорапт с диапозитивом, фотоэлектронный умножитель, связанный через коммутатор и вычислитель корреляционной функции с регистрирующим устройством, нрограммпое устройство, запоминающую электроннолучевую трубку, например потенциалоскоп, и тактовый генератор, отличающееся тем, что, с целью получения оценки корреляционной функции, независимой от направления анализа при полном использовании всей площади случайного поля, устройство содержит генератор следящей разверткн, соединенный с отклоняющпми системами развертывающей и запоминающей электроннолучевых трубок и подключенный к ней генератор растровой однокадровой развертки, генератор двух пар случайных отклоняющих напряжений, и вычислитель, связанные с тактовым генератором и с обеими электроннолучевыми трубками, а также логическое устройство обнаружения выхода луча запоминающей электронно-лучевой трубки за контур, подключенное к

управляющему электроду развертывающей электроннолучевой трубки.

Si

N) Л)

4

IJl