Устройство для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов Советский патент 1978 года по МПК G06K9/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к технике автоматического анализа изображений, и предназначено для использования в устройствах автоматизации производственных процессов, кибернетических аппаратах, контролирующих приборах и др.

Известны устройства, осуществляющие анализ изображений объектов без применения сканирования 1.

Наиболее близким по технической сущности к данному является устройство для автоматического обнаружения неоднородностей в изображениях объектов 2, содержащее оптически связанные объектив, разделитель светового потока, первый фотоприемник, второй фотоприемник и блок вычитания, входы которого соединены с выходами фотоприемников.

Однако такое устройство имеет сложную конструкцию.

Цель изобретения - упрощение устройства для обнарул ения неоднородностей в изображениях объектов.

Это достигается тем, что в известное устройство дополнительно вводят регулируемый светофильтр, установленный перед объективом, пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого фотоприемяика, а выход - с регулируемым светофильтром, и нелинейный преобразователь изображения.

вход которого оптически связан с разделителем светового потока, а выход - с входом второго фотоприемника. На чертеже представлена схема устройства

для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов.

Устройство содержит размещенные на одной оптической оси регулируемый светофильтр 1, объектив 2, разделитель 3 светового потока. С первым выходом разделителя светового потока оптически связан первый фотоприемник 4, выход которого подсоединен к входу порогового элемента 5. С вторым выходом разделителя светового

потока оптически связан нелинейный преобразователь 6 изображения, а с его выходом- второй фотоприемник 7. К выходу фотоприемника 7 подключен первый вход блока 8 вычитания, второй вход которого подсоединен к выходу фотоприемника 4. Выход блока 8 вычитания служит выходом устройства.

В -качестве нелинейного преобразователя 6 изображения используют, например, катодный преобразователь оптического изображения (электронно-оптический преобразователь) с нелинейной зависимостью яркости свечения выходного экрана от освещенности соответствующих участков входной поверхности фотокатода. Такую зависимость имеют катодные преобразователи оптического изображения с люминофором экрана типа К-595 или преобразователи с промежуточным экраномкатодом, работающим со вторичной эмиссией «на прострел и др. Работает устройство следующим образом. Поток излучения испускаемый анализируемой поверхностью, проходя через регулируемый светоф ильтр 1 и объектив 2, поступает на разделитель 3 светового потока. Часть потока излучения, пропускаемая первым выхр- Ю дом разделителя 3, пространственно интегрируется фотоприемником 4. При этом выходной сигнал фотоприемннка 4 пропорционален потоку излучения, проходящему регулируемый светофильтр 1. Выходной сигнал фото- 15 приемни-ка 4 поступает на вход порогового элемента 5. Выходной сигнал порогового элемента управляет пропусканием регулируемого светофильтра 1. Регулируемый светофильтр 1, фотоприем- 20 ник 4, пороговый элемент 5 образуют следящую систему, которая при достаточном общем усилении поддерживает неизменным регулируемый параметр - поток излучения на выходе регулируемого светофильтра с задан- 25 ной точностью. Часть нотока излучения, пропускаемая вторым выходом разделителя 3, формирует на входной поверхности нелинейного преобразователя 6 изображение анализируемой по- 30 верхности. Интегральный поток излучения, поступающий на входную поверхность нелинейного преобразователя 6 изображения, не зависит от потока излучения, поступающего на вход 35 регулируемого светофильтра 1, и поддерживается неизменным с помощью следящей системы. При этом в случае отсутствия на анализируемой поверхности темных пятен, соответствующих инородным включениям, вход- 40 ная поверхность нелинейного преобразователя изображений освещена равномерно. Режим работы нелинейного преобразователя изображений выбран так, чтобы при равномерном освещении входной поверхности по- 45 током излучения заданного уровня существующая освещенность входной поверхности соответствовала значению освещенности в точке перегиба кривой, отображающей зависимость яркости свечения экрана от освещен- 50 ности входной поверхности (экстремум втогде В - яркость рой производной свечения экрана; Е - освещенность входной поверхности).55 При появлении изображения, например, в виде темных пятен на анализируемой поверхности освещенность светлых участков входной поверхности преобразователя 6 изображения увеличивается, а темных--уменьша- 60 ется, причем интегральный поток излучения остается неизменным. Освещенность светлых участков входного окна нелинейный преобразователь изображения трансформирует в яркость выходного экрана, причем ограничению 65 сверху подвергнуты светлые участки изображения. При этом интегральный поток излучения, испускаемый выходным экраном нелинейного преобразователя изображения, меньще интегрального потока излучения, получаемого в случае отсутствия изображения на анализируемой поверхности. Поток излучения, испускаемый выходным экраном нелинейного преобразователя изображения, пространственно интегрируется фотоприемником 7 излучения. Выходные сигналы фотоприемников 4 и 7 поступают на входы блока 8 вычитания. Разностный сигнал на выходе блока вычитания в случае отсутствия неоднородностей в изображении анализируемой поверхности равен 0. Разностный сигнал служит выходным сигналом устройства. Появление разностного сигнала сигнализирует о появлении неоднородностей в изображении анализируемой поверхности. Этот сигнал может быть использован для подачи звуковых и световых сигналов, для автоматического закрывания подачи стекломассы и т. д.. Предложенное устройство для автоматического обнаружения изображений отличается от известных простотой, дещевизной, высоким быстродействием благодаря одновременности анализа и может найти применение не только для контроля состояния поверхности расплава стекла, но и в кибернетических аппаратах, устройствах контроля, осуществляющих анализ изображения и др. Формула изобретения Устройство для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов, содержащее оптически связанные объектив, разделитель светового потока, первый фотоприемник, второй фотоприемник и блок вычитания, входы которого соединены с выходами фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит регулируемый светофильтр, установленный перед объективом, и пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, а выход - с регулируемым светофильтром, и нелинейный преобразователь изображения, вход которого оптически связан с разделителем светового потока, а выход - с входом второго фотоприемника, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.АвторскоесвидетельствоСССР № 149513, кл. G 06К 9/00, 1961. 2.Полоник В. С. Телевизионные автоматические устройства. ,М., «Связь, 1974, с. 164, рис. 64.

Вылод