УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОРМАЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Советский патент 1974 года по МПК G06K9/42 

1

Устройство для нормализации изображений относится к области распознавания образов.

Известны устройства для нормализации изображений при распознавании образов, содержаш,ие поворотную платформу, на которой расположены передающая телевизионная камера с блоком поворота растра и видеоусилителем, а также объектив со светоделительпон пластиной и блок центрирования, выход которого подключен к блоку электропривода поворотной платформы, приемную телевизионную трубку с блоком регулирования размера растра, с экрана которой изображение с помощью светоделительного устройства передается в блок зеркальных отображений, и датчики угла поворота, выходы которых соединены с блоком поворота растра, блок управления.

Известное устройство приводит к эталонному виду изображения, носитель которых подвергается группе афинных преобразований. В таком устройстве допускается предъявление входных изображений, характеризующихся стабильной яркостью, лишь па темпом фоне. В этом его недостаток.

С целью разработки устройства нормализации, позволяющего приводить к эталонному виду входные изображения, которые допускают пропорциональное изменение яркости и

изменение аддитивного равномерного фона, на котором они предъявляются, при одновременных аффинных преобразованиях их носителей в устройство введены блок деления, блоки вычитания видеосигнала, блоки определения максимума и минимума видеосигнала, входы которых соединены с выходом видеоусилителя, а выходы - со входами блоков вычитания видеосигнала, выходы которых через

блок деления соединены со входом приемной телевизионной трубки, блоки вычитания напряжений, светофильтры, фотоприемники, на вход которых через светофильтры проецируется изображение с экрапа приемной телевизионной трубки, а выходы через блоки вычитания соединены со входами блока регулирования размера растра.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

В состав блок-схемы входит объектив 1, свстоделительная пластина 2, передающая телеынионная камера 3, блок центрирования 4, блок электропривода 5, поворотная платформа 6, видеоусилитель 7, блок поворота растра

8, блок определения максимума видеосигнала

9,блок определения минимума видеосигнала

10,блоки вычитания видеосигнала 11, 12, блок деления 13, приемная телевизионная трубка 14, блок регулирования размера растра 15,

объектив 16, светоделительиое устройство 17,

светофильтры 18, 19, блок определения наличия зеркальных отражений 20, фотоприемники 21, 22, 23, блоки вычитания нанряжений 24, 25, блок принятия решений 26, фотоэлектрический датчик угла поворота 27, фотоэлектрический датчик вторичного угла поворота 28, блок управления 29.

Коэффициент пропускания светофильтра 18 изменяется пропорционально квадрату абсциссы, а коэффициент нропускания светофильтра 19-пропорционально квадрату ординаты.

Блок управления 29 выдает пять команд: I - центрирование, II - поворот изображения, III - нормализация размера изображения, IV--вторичный поворот, V - разрешение операции сравнения с эталонами.

Устройство работает следующим образом.

Входное изображение проецируется через объектив 1 и светоделительную пластину 2 на фотокатод передающей камеры 3 и блок центрирования 4. По команде I из блока управления 29 блок электропривода 5 осуществляет перемещение платформы 6 в горизонтальной и вертикальной плоскостях до совпаден 1Я начала координат системы нормализации с пентром тяжести изображения.

В блоке 9 определяется максимальное, а в блоке 10 - минимальное значение видеосигнала в кадре. В блоке 12 происходит вычитание из видеосигнала постоянного уровня, равного минимальному значению видеосигнала в кадре. Тем самым устраняется фон, на котором предъявляется изображение. В блоке 13 происходит деление видеосигнала на величину разности значений максимального и минимального уровня видеосигнала. Величина разности, которая вычисляется в блоке вычитания видеосигнала И, очевидно, не зависит от изменения равномерного фона, на котором предъявляется изображение, поскольку изменение величины равномерного фона равносильно изменению уровня постоянной составляющей видеосигнала. В то же время эта разность будет определять величину пропорционального изменения яркости изображения (например, при изменении уровня освещенности изображения). В результате операции деления в блоке 13 происходит нормализация пропорционального изменения яркости и устраняется равномерный фон, на котором нредъявляется входное изображение.

Далее из блока управления 29 подается команда II, в соответствии с которой происходит поворот изображения. Вращение изображения осуществляется с помощью блока поворота растра 8 и прекращается, когда величина центробежного момента, вычисляемая в датчике 27, достигает нулевого значения.

С помощью фотоприемников 21, 22, 23, блоков вычитания напряжений 24, 25 и блока регулирования размера растра 15 производится нормализация размера изображения. Изменение размеров изображения вдоль осей абсцисс и ординат происходит в результате регулирования крутизны строчной и кадровой разверток в блоке 15.

На выходах фотоприемников 22 и 23, перекрытых светофильтрами, коэффициенты пропускания которых изменяются пропорционально квадрату абсциссы и ординаты, напряжения гфопорциональны моментам инерции изображения на экране приемной трубки 14 относительно осей ординат и абсцисс. В блоках

вычитания напряжений 24 и 25 происходит попарное сравнение напряжепий с фотоприемников 21, 22 и 21, 23.

Левые части этих равенств определяются напряжениями, снимаемыми с выходов фотоприемников 22 и 23, правые части равны напряжению на выходе фотоприемника 21.

В зависимости от знаков напряжений, образующихся на выходах блоков вычитания напряжений 24 и 25, в блоке регулирования размера растра 15 происходит увеличение или уменьшение крутизны строчной и кадровой развертки.

С помощью блока 20 осуществляется определение наличия зеркального отражения изображения на экране приемной трубки 14. В случае наличия зеркального отражения происходит инверсия направления строчной или кадровой разверток. Нормализация размера изображения и при

необходимости преобразования зеркального отражения производятся по команде III, подаваемой из блока управления 29 в блок регулирования размера растра 15. После выполнения команды III изображение «а экране

приемной трубки 14 будет нормализовано по яркости, его центр тяжести будет совпадать с началом координат, центробежный момент будет равен нулю и размеры изображения будут характеризоваться равными стандартными значениями моментов инерции относительно осей координат.

В соответствии с командой IV, поступающей из блока управления 29 в блок поворота растра 8, происходит вторичный поворот изображения. Величина вторичного поворота определяется начальными условиями и фиксируется датчиком вторичного поворота 28.

После окончания процедуры нормализации изображения блок управления 29 выдает команду V, согласно которой блок принятия решений 26 производит собственно опознавание изображения, снимаемого с экрана приемной трубки 14, например, сравнением с эталонами методом оптической корреляции.

Предмет изобретения

Устройство для нормализации изображений, содержащее поворотную платформу, на которой расположены передающая телевизионная камера с блоком поворота растра и видеоусилителем, а также объектив со светоделительной пластиной и блок центрирования изображения, выход которого подключен к электроприводу поворотной платформы, приемную телевизионную трубку с блоком регулирования размера растра, датчики угла поворота, выходы которых соединены с блоком поворота растра, блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов опознавания изображений, в устройство введены блок деления, блоки вычитания, блоки определения максимума и минимума видеосигнала, входы которых соединены с выходом видеоусилителя, а выходы - со входами блоков вычитания видеосигнала, выходы которых через блок деления соединены со входом приемной телевизионной трубкм, блоки вычитания напряжений, светофильтры, фотоприемники, оптически связанные с экраном приемной телевизионной трубки, выходы которых через блоки вычитания соединены со входамн блока регулирования размера растра.

:11Ь

20

SlIzlxlMb

illLK