Устройство для распознавания геометрических фигур Советский патент 1979 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к технической кибернетике, в частности, к устройствам для распознавания геометрических фигур, и может быть использовано для распознавания изображений цитологических и гистологических срезов.

Известны устройства для распознавания геометрических фигур, одно из которых содержит телевизионный датчик, соединенный со входом блока квантования видеосигнала по амплитуде и входом видеоконтрольного устройства, набором модулей для измерения таких геометрических характеристик фигур, как площадь, периметр, распределение хорд по размерам в направлении развертки строк, выходы которых соединены со входами арифметического устройства, блок прослеживания связности фигуры, блок устранения теневой зоны объектов и блок управления 1. Однако оно. имеет сравнительно низкую надежность распознавания геометрических фигур, обусловленную тем, что такая характеристика, как распределение хорд в направлении развертки строк, измеряемая для каждой фигуры, не является достаточной для

описания формы фигуры, в особенности, когда ее главные оси инерции ориентйров1аны относительно развертки под углом 45°. Вращение изображения в поле зрения телевизионного датчика с целью получения этой характеристе1ки в различных направлениях приводит к искажению формы фигуры, вследствие изменения условий получения видеосигнала от изображения, что приводит к погрешности измерения распределения хорд

по размерам и, тем самым, снижению надежности распознавания фигур по форме. Известно и другое устройство, наиболее близ кое к изобретению, содержащ.ее телевизионный датчик, выход которого соединен с блоком видеоконтроля и через последовательно подключенные фильтр и амплитудный дискриминатор - с блоком формирования стробирующих импульсов, блок управления, соединенный со считывающим элементом, оптически связанным с блоком видеоконтроля,

и с блоками распределения и формирования стробирующих импульсов, элементы И, подключенные к счетчикам, и генератор импульсов, соединенный с блоком формирования вспомогательного растра 2 ..Оно характеризуется также недостаточно высокой на дежностью распознавания. Цель изобретения состоит в повышении надежности распознавания. В описываемом устройстве это достигается тем, что в нем выход считывающего элемента соединен со входом блока формирования стробирующих импульсов, подключенного к одному их входов элементов И, другие входы которых через блок распределения импульсов соединены с блоками формирования вспомогательного растра и управления. Кроме того, в устройстве блок формирования стробирующих импульсов содержит последовательно. соединенные первый элемент И, к выходу которОго подключен второй элемент И, телевизионную камеру, формирователь и элемент ИЛИ, подключенный непосредственно и через элемент задержки к первому элементу И, а блок формирования вспомогательного растра содержит элемент ИЛИ, входы которого соединены с одним из элементов И и С элементом задержки, а выход - через другой элемент И подключен к элементу задержки. На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 и 3 - конструктивное выполнение блоков ф ормирования стробирующих импульсов и вспомогательного растра, соответственно. Устройство включает телевизионный датчик 1, блок видеоконтроля 2, фильтр 3, пг. ., v...urv onM urxun.pu.. .., т-F -, амплитудный дискриминатор 4, блок формирования стробирующих импульсов о, считывающий элемент (блок электронной указки) 6, блок управления 7, элементы И 8, генератор импульсов 9, блок формирования вспомогательного растра 10, блок распределения и.мпульсов И, счетчики импульсов 12, элемент И 13, элемёнт ИЛИ 14, элемент задержки 15, телевизионную камеру 16, формирователь 17, элементы И 18 и 19, элемент ИЛИ 20, элемент И 21 и элемент задержки 22. Изображение клеток сканируется телевизионным датчиком 1 и воспроизводится блоком 2. После фильтрации в фильтре 3 оно поступает в дискриминатор 4. Оператор с помощью блока 6 устанавливает на одной из фигур метку М. Это можно сделать, нап j. ример,установив фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) блока 6 напротив одной из фигур. При пересечении участка фигуры, против которого установлен ФЭУ, линией сканирования, на выходе усилителя-форЛирователя блока 6 появляется и.мпульс, который поступает с одной стороны, на блок формирования стробирующих импульсов 5 и с другой - на блок 7, осуществляющий формирование служебных управляющих импульсов, в частности сигнала разрешения на выделение фигуры,поступающего на управляющий вход блока 5 формирования стро., бирующих импульсов, с измерительного выхода которого сигнал метки поступает на вход блока 7. При поступлении импульса метки блок 5 формирования стробирующих импульсов уже в данном кадре осуществляет селекцию некоторой части фигуры. Сигнал выделенной части фигуры с измерительного выхода блока 5 формирования стробирующих импульсов поступает в блок.7, который осуществляет измерение площади выделенной части фигуры, запоминание результата измерения и сравнен-ие площадей измеренных в двух смежных кадрах. При полном выделении фигуры, если площадь, измеренная .в текущем кадре равна площади, измеренной в предыдущем кадре, длительности импульсов, тогда блок 7 выдает разрешение на управляющий вход блока 5 формирования стробирующих импульсов, по которому со стробирующего выхода сигнал от фигуры поступает на входы выбранного числа элементов И. Вместе с тем, блок 7 осуществляет выделение в каждом кадре сигнала второй строки, поступающ,ёго на управляющий вход блока 10, на запускающий вход которого подается сигнал генератора, 9. И.мпульсы, получаемые в результате совпадения с сигналом выделенной строки, являются началами линий генерируемых блоком 10 сетки параллельных линий. Последовательность импульсов, получаемая при пересечении линия.ми основного растра линий вспомогательного растра, подается на входы блока 7 и блока II, работающего в кольце в течение кадра. При я„.я«;; Жмгл,п., п яппя«..„„„ „;..«„.анализе фигуры в направлении, не совпадающем с направлением развертки строк, управление блоком 11 распределения импульсов осуществляется с блока командных сигналов той же импульсной последовательностью, которая поступает на его вход, а при анализе в совпадающе.м с разверткой строк направлении управляющим сигналом. . распределителя импульсов являются строчные синхронизирующие импульсы. Блок 11 распределения импульсов в первом случае входные импульсы распределяет во времени так, что на вход каждого эле.мента И попадают лишь импульсы от одной линии, а во втором случае на вход каждого элемента И поступает столько тактовых , сколько их укладывается в одной строке. Очевидно, что на выходе каждого элемента И, 8 появляются импульсы лишь при совпадении сигналов от выделенной фигуры и вспомогательного растра. Таким образом, счетчики 12, подключенные .квыходам элементов И, регистрируют число импульсов, приходящихся накаждое сечение фигуры,, образуемое линиями вспомогательного растра. По окончании измерения всех сечений фигуры в заданном направлении, осуществляемом за один кадр разложения, происходит перезапись содержимого счетчиков в оперативное запоминающее уустройство ЭВМ и их обнуление, а также переключение блока 10 на- другое направление анализа. Одновременно с этим счетчик, расположенный в блоке 7, осуществляет подсчет числа циклов анализа. По окончании цикла измерения фигуры при одной из последовательностей импульсов, формируемйх блоком 10, блок 7 устанавливает в исходное состояние блок формирования вспомогательного растра и блок распределения импульсов а по окончании полного цикла измерения одной фигуры блок 7 выдает также сигнал запрета на выделение фигуры. Для анализа очередной фигуры необходимо ставить метку на выбранную фигуру. Работа блока формирования стробирующих Импульсов происходит следующим образом. Двоичный видеосигнал с выхода амплитудного дискриминатора 4 поступает на вход элемента И 3, на второй вход которого через элемент ИЛИ 14 подается сигнал метки с блока 6, а на его управляющий вход - потенциал с блока 7, разрещающий или запрещающий выделение фигуры. Так как сигнал от блока 6 (при установке его на одной из фигур) совпадает с видеосигналом от этой фигуры, но, как правило, меньще или равен последнему по длительности, то в первый момент времени на вход элемента задержки 15 поступает сигнал метки. Задерживаясь на величину, мёньщую длительности метки, через элемент ИЛИ 14 он вновь поступает на вход элемента И 13. Таким образом, с выхода элемента И 13 на катод видикона дополнительной телевизионной камеры 16 поступает видеоимпульс, длительность которого пропорциональна расстоянию, измеренному вдоль строки разложения от метки М до ближайщей границы фигуры. Этот сигнал, записанный электронным лучом на мишень видикона, при записи очередной строки, вследствие конечных размеров апертуры пучка и частичного перекрытия строк, считывается, формируется формирователем импульсов 17 и через элемент ИЛИ 14 поступает на вход элемента И 13 и с измерительного выхода - на вход блока 7. В результате особенности работы видикона в режиме непрерывной записи видеосигнала происходит считывание не только предыдущей, но и последующей строки, что обеспечивает при сканировании очередного кадра получение сигнала предществующей строки. За счет выделения сигнала сравнения смежных строк двух соседних кадров разложения получают новую часть фигуры большей площади. После многократного повторения указанных циклов вся фигура выделяется полностью. Момент окончания .выделения фигуры определяется по нулевому приращению площади выделенной фигуры. Сигнал с выхода элемента И 13 поступает также на дополнительный элемент И 18, на другой вход которого подается сигнал разрешения запрета с блока 7. БлагЬдаря петле обратной связи, сигнал от выделенной фигуры существует на выходе элемента И. 13 до тех пор, пока не разрывается цепь обратной связи, например, сигналом запрета, проходящим на управляющий вход элемента И 13 с блока 7. Работа блока формирования вспомогательного растра происходит следующим образом. На управляющий вход элемента И 19 с блока 7 поступает сигнал второй строки, а на запускающий ее вход импульсы тактовой частоты генератора 9. На выходе элемента И 19 получают импульсы, соответствующие начальньш траекториям, по. которым производится анализ фигуры. Эти импульсы поступают на вход элемента ИЛИ, 20, выход которого через дополнительный элемент И 21, на другой вход которого подаются кадровые синхронизирующие импульсы с блока 7, элемент задержки 22, поступает па второй вход элемента ИЛИ 20, замыкая тем самым петлю обратной связи. Очевидно, что при неизменном времени задержки элемента 22 в течение прямого хода развертки на выходе элемента ИЛИ 20 формируется последовательность видеоимпульсов, соответствующая сетке параллельных линий, наклон которых относительно линии строчной развертйи определяется отношением Ti-rplTsza, где Twp - длительность строки разложения; ад - время задержки. Если время задержки блока задержки в течение развертки кадра изменяется по определенному закону, например синусоидальному, to и последовательность видеоимпульсов, генерируемая схемой, соответствует растру, образованному набором синусоид. Введение .новых конструктивных связей и новое конструктивное выполнение блоков формирования стробирующих импульсов и вспомогательного растра позволяет существенно повысить надежность распознавания геометрических фигур. Формула изобретения 1. Устройство для распознаваниягеометрических фигур, содержащее телевизионный датчик, вУход которого соединен с блоком видеоконтроля и через последовательно подключенные фильтр и амплитудный дискриминатор - с блоком формирования стробирующих импульсов, блок управления, соединенный со считывающим элементом, оптически связанным с блоком видеоконтроля, и с блоками распределения и формирования стробирующих импульсов, элементы И, подключенные к счетчикам, и генератор импульсов, соединенный с блоком формирования вспомогательного растра, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности распознавания, в нем выход считывающего элемента соединен со входом блока формирования стробирующих импульсов, подключенного к одному из входов элементов И, другие входы которых через блок распределения импульсов соединены с блоками формирования вспомогательного растра и управления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования стробируюш:их импульсов содержит последовательно соединенные первый элемент И, к выходу которого подключен второй элемент И, телевизионную камеру, формирователь и элемент ИЛИ, подключенный непосредственно и через элемент задержки к первому элементу И.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования вспомогательного растра содержит элемент ИЛИ, входы которого соединены с одним из элементов И и элементом задержки, а выход - через другой элемент И подключен к элементу задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка № 2433928, кл. G 06 К 9/00, 1977, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

2. Патент США № 3707598, кл. 178-18, 1972.

фае.З