ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ НАРАМЕТРОВ СОВОКУПНОСТИОБЪЕКТОВ Советский патент 1971 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к области телевизиО.ННОЙ техни1ки и может быть использовано для автоматического анализа стохастических полей, состоящих из отдельных объектов, в том числе и с разрывным-и или размытыми границами и представляюндих сложные ст|руктуры, встречающиеся в биологии (биологические субстраты), в физике невесомости (распределение « обследование частиц газа в /высококипящих жидкостях в условиях невесомости и т. П.), в материаловедении (микровключения, поры, зернистость и т. п.), в метеорологии (аэрозоли, изучение облачного покрова по данным ИСЗ и т. in.), в пищевой лромышлениости (компо-ненты пищевых продуктов), а также во многих других отраслях науки и техники. Особо важное значение оно может иметь в медицине для диагностики опухолевых и предопухолевых заболеваний при использовании препаратов (например, мазков) эпителиального лоля, а также при исследованиях ,коло.ний микроорганизмов, экссудатов и тракссудатов.

Известные устройства не обеспечивают достаточную точность измерения частиц, форма которых отлична от круглой. Такие устройства работают только в условиях отсутствия внешней засветки, так как датчиком является трубка с бегущим лучом. К тому же они не позволяют изменить спектральную характериСТИ1КУ айализирующего светового луча и, кроме того, не обеспечивают обследования олтичеакой плотности частиц, а также и подсчета количества частиц с разрывными или размытыми границами.

Цель изобретения - повышение точности данных о параметрах каждого из входящих в анализируемую сложную структуру объектов (частиц) и расширение диапазона применения устройства за счет возмол ности анализа частиц более сложной формы, а также с разрывными краями и размытыми границами.

Это достигается тем, что к управляющему электроду передающей трубки с памятью лод5 ключен через усилитель стирания выход генератора одиночных импульсов, а отклоняющая система трубки через блок выходных каскадов развертки соединена с выходом генератора (радиально-круговой развертки и вы0ходом генератора шаговой развертки, вход которого через схему антисовпаденнй соединен с выходами генераторов тактовых одиночных импульсов, которые соединены последовательно, .причем между анализируемым объектом и фотокатодом трубки помещен оптический затаор, а амплитуды иапряжений шаговой и радиально-крутовой разверток могут изменяться уставками в зависимости от характера объектов обследуемых структур. На фиг. 1 изображена блок-схема иредлагаемого устройства; на .фиг. 2 - принципиальная с.. .узла-(схемы антисовладений и rTeHepaT,op.a j iuarQ.B9fi развертки); на фиг. 3 - из, совойуйнОсти анализируемых оОЬ- трв;на .фиг,;. В|ременные диаграммы. .. JIpl feS-pa e CTpSHCTBo иредставляет собой иередающую трубку / с памятью, фото.катод которой подсоединен к последовательно включенным блоку 2 обработки видеосигналов, анализатору 3 параметров с анализаиорами За и 36 соответственно олтических плотностей и геометрических параметров, блоку 4 обработки далных со счетчиком 4а и выходами на регистратор, вндеокоитрольному уст1ройству 6, а управляющий электрод через усилитель 6 стирания подключен к выходу генератора 7 одиночных импульсов. Отклоняющая система трубки через блок 8 выходных каскадов развертки подсоединена к выходам генераторов 9 .(шатовой развертки) ,и 10 (радиально-круговой развертки). Генератор 9 снабжен уставкой 9а регулирования амплитуды ступенчатого напряжения шаговой развертки, а генератор 10 уставкой Юа отраничителя амплитуды пилообразного нанряжения радиальной развертки. Генератор 9 шаговой развертки через схему 1-1 антисовпадений и генератор 12 тактовых «м пульсов, включенных последовательно, подсоединен к задающему генератору 13. В свою очередь, генератор 10 раднально-круговой развертки лодключен к выходам задающего генератора 13, генератора 7 одиночных импульсов и генератора 14 нилообразных импульсов. Один из выходов блока 2 обработки видеосигнала через формирователь 15 запускающих импульсов подключен к генератору 7 одиночных имлульсов. Между Оптичеокнм устройством 16 и фотокатодом передающей трубки 1 томещеи оптический затвор 17. Схема антисовпадений и генератор щаговой развертки (см. фиг. 2) представляют собой инвертор полярности, выполненный иа транзисторе 18, к выходу которого подключен диод 19 логической ячейки совпадения. Ко второму дноду 20 этой же ячейки подключен выход генератора 12 тактовых импульсов. Вход инвертара полярности подключен к выходу генератора 7 одиночных иМПульсов, а вход диода 20 подключен .к генератору 12 тактовых импульсов. Диоды 19, 20 логической ячеЙ1ки совнадения подключены ко входу двоичного счетчика, состоящего из последовательно включенных триггеров 21- 24, лагрузкой которых является матрнца 25-29 формирования ступенчатого напряжения шаговой развертки. Предлагаемое устройство работает следующ.им образом. Анализируемое изображение, представляющее собой совокупность объектов (фиг. 3), помещается перед оптическим устройством 16 (микроскоп, объектив, телескоп) и кратковременно проецируется при помощи оптического затвора 17 на фотокатод передающей телевизионной трубки У с памятью. После срабатывания онтичеокого затвора дальнейшее считывание с потенциального рельефа трубки Производится по памяти. Задающий генератор 13 вырабатывает напряжение синусоидальной формы 30 (фиг. 4), которое подается па генератор 12 тактовых импульсов. После соответствующего усиления и формирования с выхода этого генератора снимаются остроконечные импульсы той же частоты 31 и соответствующие пулевой фазе синусоидального сигнала. Через схему // антисовпадений эти имПульсы поступают на вход геиератора 9 шаговой развертки, который вырабатывает ступенчатое напряжение 32. Блок 8 выходных каскадов развертки нагружен на отклоняющие системы передающей и приемной трубки видеоконтрольнО|ГО устройства 5, и электронный луч будет перемещаться в режиме поиска скачками по точка)33, 34, 35 (фиг. 3). При попадании электронного луча в 36 (объект), на выходе передающей трубки / появляется видеосигнал, отличный от напряжения шумов. При этом блок 2 обработки видеосигналов выдает импульс 37, который соответствует определенному пороговому уровню, и после обработки формирователем /5 запускающих импульсов принимает острокопечный вид (фиг. 4). Импульс 37 запускает генератор 7, вырабатывающий сигнал 38, длительность которого в несколько раз выше периода синусоидальных колебаний задающего генератора. С выхода генератора 7 на вход схемы // антисовпадений поступают импульсы, запрещающие прохождение тактовых импульсов. На фиг. 4 Показан вид сигнала 39, формируемого схемой антисовпадений. Сигналы, формируемые генератором 7 одиночных импульсов, задающим генератором 13 и генератором пилообразных импульсов поступают на входы генератора 10, который вырабатывает сигналы 40, 41, служащие для осуществления радиально-круговой развертки. В блоке 8 напряжения генераторов шаговой и радиально-мруговой paaiBepTOiK аддитивно складываются и через согласующие устройства подаются на отклоняющие системы передающей и приемной трубок. Во время радиальнокруговой развертки происходит считывание потенциального рельефа одного объекта. При большом числе считывающих лучей происходит не только считывание, но и полное стирание данного объекта. Для этой пели сигнал с выхода генератора 7 усиливается усилнтелем 6 стирания и подается па управляЕощий электрод передающей трубки ./. По о,кончании считывания первого объекта продолжается поиск следующего и так до окончания полного анализа всего изображения. Блок 2 обработкн видеосигнала в режиме радиально-1круговой развертки осуществляет нредварительную обработку и коррекцию видеосигналов и подает их иа анализатор 3 параметров, который нроизводит анализ видеотеристик объекта. Так, при определении ллощади отдельного объекта реализуется соотношениеS kj(l, 1 где S - илощадь алализируемого объекта; /е - коэффициент пропорциональности; /2 - длительность видеоимпульса объекта в каждом луче; N - ЧИСЛО считывающих лучей. В том случае, если, напрнмер, обследуется структура, состоящая из животных клеток, и определяется ядерно-щнтоплазматический индекс (ЯЦИ), равный отношению плошади ядра к площади всей , анализатор 36 геометрических параметров может ироизвестн расчет соотношения онределяюшего после статистической обработки диагноз нри злокачестпенных образованиях (раке). В выражении (2) /„я, hih - время длительности одиночного импульса от начала радиально-круговой развертки до границы контура ядра и .клетки соответственно. Так как оптическая плотность L каждой точки объекта выражается соотношением л IпФсгде Фо - падающий свето1вой поток; Фс - световой поток, прошедший через объект (в процессе его проецирования .на фотокатод телевизионной трубки .с памятью), го при постоянном Фо оптическая плотность зависит от амплитуды видеосигнала при радиально-Круго1Вой разверт1 е в -каждый текущий момент времени. Для определения текущей оптической плотности (3), наприлтер ядра клетки, анализатор 36 оптической плотности анализатора 3 должен решать соотношение (3) для выбранного конструктивного значеиия Фо. Результаты обследования объекта, полученные как это оннсано выше, непрерывно подаются на блок 4, который производит -необходимую для регистрации и видеоконтроля обработку сигналов. В част}1ости, он может содержать вычислитель плотности распределения ядерно-цитонлазматичеокого индекса при обследовании клеточного материала и определенни его модального значення, очень важно при ранней диагностике рака. Так как в процессе (ранпей диагностики рака имеет важнейшее значение средняя оптическая илотность ядра клетки, он может содержать также и усреднитель амплитуд видеосигналов, выполненный по схеме текушего среднего, и выдающий сигнал, пропорциональный усредненному по измеренной площади ядра текутему значению оптической плотностн is любой момент времени от начала до коща периода радиально-круговой развертки. Кроме модального значения ядернонцитонлазматического индекса и средней оптической плотности ядра, .в процессе распознования злокачественных опухолей важно знать количество клеток с размытыми границами. Для исследования таких биологических препаратов нанряжение генератора радиальной развертки регулируют с помощью уставкн 10а на заранее обусловленное ограниченное значение, чтобы не допустить стирания изображения соседних объектов и получения ложных данных об обследуемом объекте. Так, для диагностики клеток зло-качественных опухолей значение амнлнтуды ннлообразного нанряжения, соответствующее минимальному значению диаметра атипической клетки (т. е.клетки с размытыми границами), обеспечивает постановку диагноза с повышенной достоверностью по вероятности. При достижении электронным в процессе кругового обзора участка 42 (фиг. 3) клетки, соответствующего ее размытой границе, он ограничивается участком окружности (или несколькими участками, или целой окружностью, в зависнмости от характера границы клетки) заданиого радиуса, а сигнал с ограничителя амплитуды генератора радиальной развертки подается на счетчик 4а включений ограничителя блока 4. После первого срабатывания счетчик запирается до конца обзора одной частицы (на 1время, определяемое длительностью сигнала 38 таким образом, чтобы повторные ограничення напряжения радиальной развертки при обзоре одной частицы не изменяли его показания. Регулирование напряжения шаго-вой развертки с памон1ью уставки 9а пронзводят в тех случаях, когда расстояние между объектами (нанример. клетками) изменяется в больших пределах от структуры к структуре таким обр.азом, чтобы шаг развертки был не больн1е минималыгого диаметра обследуемых объектов. Это исключает их пропуск атрн обзоре. Результаты, обработаннЕле блоком 4 подаются (с целью визуального контроля функционирования) на экран видеоконтрольного устройства 5. Для этого выбирают кннескоп вндеоконтрольного устройства со временем послесвечения, равным Времени анализа всего изображения. Полученный .результат подается на регистратор или на логическое диагностирующее устройство. Предмет и з о б р е т е н н я il. Телевизионное устройство для автоматнческого обследования параметров совокупности объектов, содержащее блок обработки видеосигнала, видеоконтрольное устройство, передающую трубку с оптической системой и оптическим затвором, генератор щаговой развертки, сигнал с которого через усилитель отклонения подан на отклоняющие системы передающей трубки и видеоконтрольного устройства, анализатор параметров объектов, генератор тактовых имлульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследования Параметров отдельных объектов, входящих в совокупность объектов, сигнал с одИОго из выходов блока обработки видеосигнала подан на генератор одиночных импульcOiB, выход j OToporo соединен через усилитель стирания с передающей трубкой, через схему антисовпадений с генератором шаговой развертки И непосредственно с генератором радиальной развертки, сигнал с которого подан на усилитель отклонения « блок обработки данных. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем. что, с целью определения геометрических соотношений и оптических плотностей, анализатор параметров объектов содержит включенные параллельно анализаторы геометрических и оптических параметров, выходы которых подключены соответственно к блоку обработки данных, выходной сигнал с которого подается на регистратор и видеокоитрольное устройство. 3. УстрОЙство по пп. 1 я 2, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания объектов с ; разрывными или размытыми границами, генератор радиальнокруговой р азвертки снабжен ограничителем амплитуды напряжения развертки и подключен одним из выходов к счетчику числа включений ограниЧИтеля блока обр.аботки данных,

-Hhri

-f

JJ 474 J5 600

О О /-0- оо..-, о

1022232

J6 2

r r r r r r r

JO

IIIIIII .

JZ

Фс/г.

N ЙХ ytW /Я

тщг