Устройство для определения геометрических параметров изображений Советский патент 1977 года по МПК G06K11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ , ПАРАМЕТРОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ

1

Изобретение относится к технике прикладНЕЯГ-о телевидения и может быть испопьзова но при построении аппаратуры для автоматиг ческого анализа изображения объектов, находящихся Б попе зрения fтелевизионного датчика, растрового электронного микроскопа или других устройств, использующих поотрочное скянирование.

Лзвестны; устройства для анализа изображний микрообъектов , содержащие датчик видеосигнала, пороговый элемент, счетчик, триггеры, линию задержки, логические эиементы и процессор. Однако техническая реализация .такого устройства сложна.

Наиболее близким по технической сущнооти к изобретению является известное устройство 2 , содержащее датчик i видеосигнала, подключенный через последовательно соеци- веяные элемент задержки, узел формирования ;Кониахорд и вентили к блоку памяти, одни из входов которого соединены с адресным коммутатором, а выходы - через блок изме(ренияс блоком регистрации, подключенным к блоку управления, входы которого соединены соответственное выходами датчика видеосиг- i

нала и элемента задержки. Выходы блока и мерения подключены к одним ид входов ве тилей,

Недостатком известного устройства авпя ется его сложность и недостаточно высокая точность определения геометричеСЕИХ параметров изображений

Целью изобретения является повышевае точности работы и упрощение устройства,Эта цель достигается тем, что предложв ное устройство содержит распределитель в пульсов, входы которого соединены с соответствующими выходами блока управления н |адресного коммутатора, выходы - совходама управления блока памяти, а выход элемента задержки подключен ко входу адреснсмго кок мутатора

На фиг. 1 показана блок-схеме устрсАс-рBaj на фиг. 2 - функциональная схема блока управления, на фиг,-3 функциональная схема распределителя импульсов и схема соединения его с блоком .памяти-.

Устройство содержит теяевнзновный дат чик 1 вйдеосигнйла, включающий схему предварительной обработки видеосигнала, ква тования на два уровня, получения видоосшнаrta предыдушой строки сканирования и формирования модифицированного видеосшНала,;

Блок 2 измерения Ниожет, включать- схему измерения любого геометрического параметра илк несколько схем одновременно. При втом выходы схем подключенььк блоку 3 регнстрации, который, может содержать многоканальный счетчик для регистрации геометрических параметров объектов в виде гисто- граммы. Блок 3 регистрации содержит схему для опознавания объектов с заданными геометрическими параметрами,

Выходы схем блока 2 измерения через вентили 4 подключе11ы ко входу записи бло ка5 памяти. Число ячеек памяти в блоке 5 равно числу максимально возможных хорд, лежащих на одной любой строке. Для практических целей достаточно двадцати ячеек naMsiги, что при равномерном распределении объектов примерно соответствует ЗОО объектам в попе зрения датчика.

Узел 6 формирования конца хорд, предназначенный для формирования заднего; ронта видеосигнала, соединен со входом управления вентилей 4 и может быть соединен со входом сброса блока 2 измерения. На вход уэла 6 формирования и вход адресного комму татора 7 через элемент 8 задержки (линию задержки на период строки) подан двухурЬв невый сигнал с выхода: датчика 1, При авалиэе только выпуклых изображений видеос1П нал на выходе датчика 1 является двоичным видеосигналом текущей (данной) строке. При этом вход в/с блока 2 измерения (tr, J) может быть соединен с выходом эпемевта 8 задержки. При анализе сложных иаображ ний объектов на вход элемента 8 задержки подан модифицированный видеосигнал, соот- ; ветствующий изображению с вс1 ю 1енными c№верстиями, а на вход в/с блока 2 измерени двовчш 1& сигнал преоыдушей строки, напрнн ме|э, с выхода схемы предварительной обработки видеосигнала датчика 1.

Блок 9 управпения (фиг.2) содержитсхему 11 формирования сигнала начапа объекта, схему 12 формирования сигнала конЬа обьек тй схему 13 формирования сигнала объединения ответвлений, схему 14 формирования сигнала начала хорд. На входы схем 11-13 подаются видеосигналы 15 с выхода датчика 1 и с выхода 1в элемента 8 задержки, ,видеосигнал текущей и предыдущей строк сканирования,

С выхода схемы 12 сигнал 17 подается аа вход управления блока 3 регистрацин, С выхода схемы 13 непосредственно и с вьнходов схем 11-13 через схемы 18-20 ( задержка на время, близкое к периоду

строки) ЯМПУЛЬСЫ Уппяплпниа 9 гтг,,.,.

ся на входы управления распределителя 10

ИМ11уЛ17СОВ.

Распределитель 1О (фиг, 3) содержит триггер 25, элемент ИЛИ 26, элемент 27 запрета, входы 21-24 которых соединены с выходами блока 9 формирования. Прямей выход триггера 25 соединон со входом управления сдвиг вправо блока 5 памяти, и версный вход - со входом сдвиг влево блока 5 памяти.

Выход элемента Ш1И 26 через элементы И 28-30, управляемые сигналами с нулевого 31, первого 32, второго 33 и т,д, выходов коммутатора 7, непосредственно и через элементы ИЛИ 34, 35 соединен со входами 36-38 управления сдвигом, первой 39, второй 40 и третьей 41 и т,д, 5гчеек -памяти блока 5,, соединенных с первым, вторым и Т.Д, выходами коммутатора 7, Выход элемента 27 запрета подключен ко входам элементов И 42-44, другие входы которых соединены с первым 32, вторым 33, третьим 34 и т,д, выходами коммутатора 7, соединенными также с элементами И 46, 47, Входы последних соединены с выходом 24 блока 9 управления, а(выходы элементов И 42-47 непосредственно и через элементы ИЛИ 48, 49-со входами управления выводом 5О-52 первой, второй, третьей и т,д ячеек памяти блока 5,

Импульсы 21 начала хорд поданы на вход элементов И 42-44 через элемент запрета 27, на запрещающий вход которого поданы импульсы 22 начала объекта.

Устройство работает следующим образом.

Блок 2, измерения, блок 3 регистрации и блок 5 памяти устанавливаются в исходное состояние кадровыми синхроимпульсами, коммутатор 7 - строчными синхроимпульсамн Видеоимпульсы предыдущей строки подаются на вход блока 2 измерения, модифвдир ованные видеоимпульсы - на входь элемент 8 задержки и блока 9 управления. Для объектов, не имеющих отверстий или ответвлений в направлении кадровой развертки (вниз), модифицированный видеосигнал совпадает с видеосигналом данной строки,ВIпроцессе сканирования изображения объектов формирую ются сигналы 21, начала хорд, сигналы 22 начала объектов,сигналы 24 объединения ютветвлений, сигналы 17 команд регистре ПИИ н сигналы 23 конца объектов.

На первой строке видеоимпульсы предььдушей строки отсутствуют. При этом формируется сигнал начала , объекта 53, который поступает на вход элемента 18 задержки щ время, равное периоду строки.

На вторрй строке этот сигнал (импульс 22 управления) поступает на вход распреде f --

шью элемента 27 запрета вывод из блока 5 памяти, С приходом порвого, задержанног на строку видеоимпульса изображения объекта 53 коммутатор 7 разрешает запись в первую ячейку памяти блока 5, а в блоке 2 измерения измеряется;геометрический параметр, например длительность видеоимпульса в схеме измерения площади. По заднему фронту :видеоимпульсов (по концу хорды) разр&шает ;я перенос информации из блока 2 иэ мерения через вентили 4 в первую ячейку памяти, блока 5 и осуществляется сброс блока 2, Таким образом, в; И--и ячейке блока 5 памяти хранится текущая информация об измеряемом изображении, хорда которого на данной строке 1являетсЯ«-й по счету.

На третьей строке первой является хорда объекта 54, Чтобы не утратить информацию о первой хорде объекта 53, необходимо перенести ее во вторую ячейку памяти, т,к, иа третьей строка информации об объекте 53 должна храниться во второй ячейке памяти, Импульс 22 начала объекта поступает на вход триггера 25 распределителя 10 импульсов и разрешает сдвиг информации в блоке 5 вправо Этот же импульс 22 через элемент ИЛИ 26 поступает на вход элемента И 29, открытый сигналом с первого выхода 32 коммутатора 7, С выхода элемента И 29 импульс сдвига поступает через схемы ИЛИ 34, 35 и т.д, на входы 37, 38 второй, третьей и т.д, т ячеек памяти,-Информация о текущем (измеряемом) параметре объекта 53 сдвигается во вторую ячейку памяти. -В общем случае, если импульс начала объекта поступает в момент,соответствующий П -и строке хорды, то осуществляется

сдвиг в (H+l )-Й, (И+2)-ЙИ Т.Д,

ячейках памяти. Вывод .из первой ячейки памяти в блок 2 измерения не осуществляется, так как он запрещен с помойною элемента 27. Коммутатор 7 срабатывает по переднему первого видеоимпульса объекта. 54 разрешая запись в первую ячейку памяти. По заднемуфронтуэтого видеоимпульса измеренный параметр объекта 54 переписывается в первую ячейку памяти, а блок измерения 2 устанавливается в исходное состояние. Hh пульс 21 начала хорды на третьей строке через открытую схему запрета 27, через элемент И 43, открытый сигналом со второго входа 33 коммутатора 7 и через элемент ИЛИ 481 поступает на вход разрешения вывода 51 второй ячейки памяти. В схему нэмерения площади блока 2 измерения переписывае.тся информация из второй ячейки памяти, соответствующая длительности .Первой хорды объекта 53. К концу второй хорды в схеме площади измерена..длина двух хорд.

ра) по заднему фронту видеоимпульса переписан во вторую ячейку 40 памяти, открытую сигналом со второго выхода 33 комму татора 7.

На четвертой строке по сигналу 21 | начала второй хорды объекта 54, проходящему через элементы И 27 и запрета 42 на вход 50 управления выводбм из первой ячейки памяти, код, соответствующий длине первой хорды объекта54, выводится в схему площади и измеряется длина второй хорды этого объекта. По заднему фронту видеосигнала величина измеренной плошади объекта 54 в виде кода возвращается в первую ячейку

памяти, так как данная хорда является первой на четвертой строке сканирования. Вторая на четвертой строке хорда принадлежит объекту 54. Информация о ее длительности записывается во вторую ячейку памяти блока 5 памяти, в котором до прихода импульса 22 хранился код плошади объекта 53, которого является третьей рт начала строки, поэтому импульс 22 начала объекта через элементы ИЛИ 26, И ЗО и ИЛИ 35 подается на вход 38 управления сдвигом третьей и т.д.-ячеек памяти.тС помощью тригера 25 в блоке 5 памяти разрешен сдвиг вправо, элемент запрета 27 запрещает вывод кода из блока 5 памяти в блок 2 измерения. На четвертой и пятой строках площад немодифицированного видеосигнала измеряв-рея аналогично.

На первой от начала шестой строке {появляется импульс 24, снгналрзируюший о том, что в первой и второй я гейках памяти блока 5 накапливается геометричеО кий параметр одного и того же объекта 54, Этот импульс через элементы И 46 и ИЛИ 48 подается на вход управления выводом S1 второй ячейки памяти, В блоке 2 измерения накопленная с первой, второй, третьей и части четвертой хорды текущая информация-со поставляется с выводимой из второй | ячейки блока 5 намяФи, Например, при измерении площади она суммируется, при измерении В1 сот объектов сопоставляются коды высот от ветвлений и сохраняется большая велнчнва, Затем по заднему фронту импульса 24 через элементы 26, 29 и 34 и т,д, - осуществляется сдвиг информации из третьей ячейки во вторую, из четвертой в третью в Триггер 25 с лриходом импульса 24- ра шает сдвиг влево. .Далее на шестсй, седь мри в восьмой строках процесс измерения протекает аналогично,;На восьмой строке появляются импульсы 17 регистрации, поотупеюи ие на вход блока 3 регвстрацви. В блоке 3 при построениигистограммы параметров заносится 1 в канал многсжанапьгвеличиной измеренного пвр аметра, а при опознавании объектов по геометрическим параметрам осушестЕляется регистрация наличия объекте, удовлетворяюшего одному или нескольким заданным параметрам одновре- g менно.

На девятой строке импульс 23, сигнализирующий о конце объекта поступает на вход триггера 25, который разрешает сдвиг влево и через элементы 26, 28 и т«д,.- на JQ входы управления сдвигом первой, второй, третьей и т.д. ячеек памяти.} При этом осуществляется сдвиг влево, т.е.. от старших по номеру к младшим ячейкам памяти, Импупьс 22, поступаюпшЯ на вход трат- 15

iepa 25, разрешает:сдвга- вправо и, проходя через элементы 26, 29 и 53, осушест вляет этот сдвиг, Далер процесс анализа изображений осуществляется аналогячво.

Использование в устройстве распредели- теля импульсов, соединенного с блоком , daoKOM управления, адресным коммутатором, вход которого соединен со схемЫ а держкн, позволяет отказываться от дискрет -: зации видеосигнала изображения доблока иэмерения я уменьшить число ячеек, памяти. В результате точность измерения геометрических параметр повышается, а устройство упрощается

Формула

зобретения

Устрсяйство для определения геометрических параметров изображений, содержащее датчик видеосигнала, подключенный через воследовательно соединенные элемент задержки, узел, формирования конца хорд и ли к блоку памяти, одни из входов которого соединены с адресным коммутатором, а выходы через блок измерения - с блоком регистрации, подключенным к блоку управления входы которого соединены соответственно с выходами датчика видеосигнала и элемента задержки, выходы блока измерения подключень к одним из входов вентилей, о тличающее с я тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения устройства оно с одарижит распределитель импульсов, входы Koropio го соединены с соответствующими выходами блока управления и адресного коммутатора, выходы - со входами управления бпока,пам ти, а выход элемента задержки подключен ко входу адресного коммутатора

Источники информации, принятые во внйн мание при экспертизе:

1,Патент Великобритании № 1328124, D Ц073 г.

Г Г I