Устройство для счета числа объектов,расположенных беспорядочно Советский патент 1981 года по МПК G06M11/02 

(5) УСТРОЙСТВО, для СЧЕТА ЧИСЛА ОБЪЕКТОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ БЕСПОРЯДОЧНО Изобретение относится к телевизи,онно-вычислительной автоматике и может быть использовано для счета числа объектов (различного рода частиц, кровяных телец, микроорганизмов, деталей на конвейере и т.д.), находящихся в поле наблюдения. Известен телевизионный счетчик объ ектов, состоящий из телевизионного датчика, преобразующего путем сканирования изображение объектов в серию видеоимпульсов, отображающих их число, форму, размеры и т.д., и анализи{эующе-индикаторного устройства, выдающего необходимые контрольные данные Cl Недостаток данного устройства низкая точность счета. Наиболее близким к предлагаемому является счетчик микрочастиц, содержащий телевизионный датчик, вход и вы ход которого соединены с выходом и вх дом блока согласования, второй выход которого подключен к блоку контроля, блоку формирования видеоимпульсов и блоку программного управления, выход которого соединен с управля«щим входом блока вывода и установочным вхо-дом реверсивного счетчика, выход которого подключен к информационному входу бг1ока вывода, выход блока формирования видеоимпульсов соединен с первым входом первого элемента И, .; первым входом элемента И-НЕ и входом первого элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, В известном счетчике находится разность между числом пересечений изображения объектов и числом совпадений однотонных сигналов от двух смежных строк. Работа данного счетчика заключается в следующем. Видеосигиал, снимаемый через блок канала с телевизионной камеры, поступает на блок формирования видеоимпульсов, которые формируются в соответствии прохождения луча по объектам. Сформированные ви деоимпульсы поступают непосредственно на первый двоичный счетчик, линию задержки и схему совпадения, с выхода которой видеоимпульсы, в случае совпадения с видеоимпульсом предыдущей строки, поступают на второй двоичный счетчик. По окончании кадра производится вычитание содержимого первого счетчика из второго. Эта разность фиксируется индикатором на цифровом табло и соответствует количеству объектов в поле наблюдений 2. Недостатки известного устройства большой объем оборудования и большое время счета (несколько периодов кадровой развертки). Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его быстродействия. Поставленная цель достигается тем что в устройство для счета числа объектов, расположенных беспорядочно, со держащее телевизионный датчик, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока согласования, второй выход которого под ключен к блоку контроля, блоку формирования видеоимпульсов и блрку5программного управления, выход которого соединен с управляющим входом блока вывода и установочным входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к информационному входу блока вывода, выход блока формирования видеоимпульсов соединен с первым входом первого элемента И, первым входом элемента И-НЕ и входом первого элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к вичитающему входу реверсивного счетчика, сум мирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, введены блок анализа, второй элемент задержки и RS-триггер, первый вход блока анализа соединен с выходом блока формирования видеоимпульсов и первым установочным выходом RS-триггера, второй вход блока анализа подключен к выходу первого элемента задержки, а выход к третьему входу первого элемента И, выход элемента И-НЕ соедин вн со вторым установочным входом RS-триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства. Схема включает телевизионный датчик 1, блок 2 согласования, блок 3 контроля, блок 4 формирования видеоимпульсов, первый элемент 5 задержки на строку, блок 6 анализа, элементы И 7 и 8, второй элемент 9 задержки, элемент И-НЕ 10, RS-триггер П, реверсивный счетчик 12, блок 13 программного управления, блок 14 вывода. Телевизионный датчик 1, по входу и выходу соединен с блоком контроля 3, блоком k формирования видеоимпульсов, блоком 13 программного управления, выход которого соединен с управляющим входом блока Ц вывода и установочным входом реверсивного счетчика 12, выход которого заведен на информационный вход блока k вывода, выход §лока k формирования видеоимпульсов соединен с первым входом блока 6 анализа, первым входом элемента 7, первым входом элемента И-НЕ 10, входом второго элемента 9 задержки, R-входом RS-триггера 11 и входом первого элемента 5 задержки, выход которой соединен со вторым входом элемента И-НЕ 10, вторым вxoдo f элемента И 7 и вторым входом блока 6 анализа,, выход которого заведен на третий вход элемента И-НЕ 10, выход которого заведен на вычитающий вход реверсивного счетчика 12, выход элемента И-НЕ 10 соединен с R-входом RS-триггера, единичный выход которого заведен на первый вход второго элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 9 задержки, а выход с суммирующим входом реверсивного счетчика 12. Блок 6 анализа предназначен для формирования сигнала разрешения только в том случае, если видеоимпульс последующей строки приходит раньше задержанного видеоимпульса предыдущей и сигнала запрета, и в случае одновременного прихода нового видеоимпульса и видеоимпульса предыдущей строки с первого элемента задержки 5 или прихода задержанного видеоимпульса раньше видеоимпульса новой строки. В качестве блока 6 анализа можно применить О-триггер, который полностью отвечает требованиям указанных условий. В этом случае первым входом ,15лока анализа являются R и D-выходы О-триггера, вторым - вход С, а выхо дом - единичное плечо О-триггера. Время задержки второго элемента задержки 9 равно сумме времени задер ки при включении элемента И-НЕ 10 и триггера 11, которое необходимо для задержки видеоимпульса до вj лючeния элемента И-НЕ JO и триггера 11. Блок 13 программного управления в соответствии импульсов разверток вырабатывает сигналы сброса реверсив ного счетчика 12 и синхронизирует ра боту блока вывода. В качестве бло ка вывода могут быть использованы .как устройство индикации, так и другие регистрирующие устройства. Ревер сивный счетчик 12 устанавливается в О в начале каждого кадра или один раз за несколько кадров. Триггер бло ка 6 анализа и триггер 11 любым прерыванием видеоимпульсов устанавливаются в исходное состояние, а именно триггер блока 6 анализа - в нулевое, а триггер 11 - в единичное. Устройство работает следующим образом. На выходе блока согла ;ования 2 в соответствии с расположением объектов в поле наблюдения телевизионного датчика 1 выдается видеосигнал, который подается на блок 3 контроля и блок А, с выхода которого в соответствии с пересечением сканирующим лучом изображения объекта выдается .видеоимпульс, который, в случае отсутствия на выходе первого элемента 6 задержки задержанного импульса предыдущей строки через второй элемент задержки 9 и второй элемент И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика-12. С приходом нового видеоимпульса в соответствии с новым объектом или выступом сложного объекта на счетчике 12 повторяется добавление нового импульса (импульсов) и т.д. В случае одновременного прихода нового видеоимпульса и импульса предыдущей строки с первого элемента 5 задержки или прихода задержанного видеоимпульса раньше видеоимпульса новой строки, но при соблюдении критерия мастичного перекрытия, запреща ется прохождение видеоимпульса через элемент И 8. В случае прихода видеоимпульса раньше задержанного че рез элемент И 8 на реверсивный счетчик 12 добавляется импульс, триггер 7 блока 6 анализа по переднему фронту задержанного импульса устанавливается в 1 и, тем самым, через элемент И 7 на инчитающий вход счетчика 12 поступает импульс, содержимое которого уменьшается .на 1. При дальнейшем прег рывании задержанных импульсов при непрерывном видеоимпульсе через первый элемент И 7 на вычитающий вход добавляются импульсы. Для более наглядной-работу схемы рассмотрим процесс счета на примере сложного объекта, приведенного на фиг. 2. При прохождении первой строки пересечения с объектом нет, поэтому схема находится в исходном состоянии. На второй строке от среднего выступа через элемент И 8 в реверсивный счетчик 12 записывается 1. На третьей строке от левого выступа опять в счетчик 12 записывается 1, от среднего видеоимпульс появляется одновременно с задержанным от второй строки, поэтому триггер 11 устанавливается в нулевое состояние и тем самым запрещает прохождение видеоимпульса через схему И 8. Триггер 6 не изменяет своего состояния и не освобождает элемент И 7 от запрета. При пересечении сканирующим лучом правого выступа в реверсивный счетчик 12 записывается третий импульс. На , 5 и 6 строках состояние счетчика 12 не изменяется. Если же считать, что видеоимпульс от правого выступа приходит раньше, чем задержанный от 3-ей, затем. и 6-ой строк, тогда вначале через элемент И 8 на счетчик 12 добавляют 1, а с приходом задержанных импульсов через элемент И 7 вычитаются. На строке в первый момент задержанный импульс совпадает с видеоимпульсом и поэтому запись не происходит. С приходом переднего фронта задержанного импульса от среднего выступа при непрерывном видеоимпульсе данной- строки О-триггер 6 устанавливается в 1, тем самым счетчик 12 отрабатывает на 1 обратно, а с приходом переднего фронта задержанного импульса от пра-. вого выступа отрабатывает еще раз. На восьмой строке формирование импульсов счета не будет. На девятой строке видеоимпульс приходит немного раньше и поэтому через элемент И 8 в счетчик 12 добавляется 1-, но с приходом задержанного импульса (переднего .фронта от -левого выступа)

7

D-триггер блока 6 анализа устанавливается в 1 и тем самым через элемент И 7 в реверсивном счетчике 12 отнимается 1.

При прохождении импульса от первого горизонтального выступа на элемент И .8 подается сигнал запрета с триггера 11, установленного а нулевое состояние предыдущим совпадением видеоимпульса и задер канного сигнала, Элемент И 7 в данном случае запрещен отсутствием задержанного видеоимпульса. На остальных строках выдерживается совпадение задержанных импульсов от предыдущих строк и видеоимпульсов текущих. Если считать, что задержанный видеоимпульс приходит одновременно или раньше относительно видеоимпульса текущей строки, то ни один из элементов И 7 и 8 не пропускают импульсы счета. Если же видеоимпульс приходит раньше, например это может быть при сканировании лучом левого нижнего выступа объекта, то как уже рассматривалось, вначале элемент И 8 проходит видеоимпульс, а затем с приходом переднего фронта задержанного видеоимпульса D-триггер 6 устанавливается в тем самым разрешает прохождение видеоимпульса через элемент И 7- В итоге на реверсивнсЗи счет чике 12 записывается 1, Если в поле наблюдений находится М объектов, то и состояние счетчика равно М, причем окончание счета происходит в момент окончания сканирования jiy4OM изображения последнего объекта в поле наблюдения .

Таким образом, введение в известное устройство блока анализа, схемы задержки и RS-триггера и связей позволяет уменьшить разрядность счетчика числа объектов и количество оборудования для управления вычислением. Кроме того, реальное количество числа объектов в поле наблюдения может выводится на регистрирующие устрой- . ства по окончании сканирования лучом изображения последнего объекта (объектов) в поле наблюдения, что повы9 757.8

шает оперативность отображения (регистрации) числа объектов. Формула изобретения Устройство для счета числа объi; ектов, расположенных беспорядочно, содержащее телевизионный датчик, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока согласования, второй выход котороto го подключен к блоку контроля, блоку формирования видеоимпульсов и блоку п эограммного управления, выход которого соединен с управляющим входом блока вывода и установочным входом ре вереи вно15 го счетчика, вь1ход которого подключен к информационному входу блока вывода, выход блока формирования видеоимпульсов соединен с первым входом первого элемента И, первым входом элемента

25) И-НЕ и входом первого элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу

25 реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродейjg ствия, в него введены блок анализа, второй элемент задержки и RS-триггер, первый вход блока анализа соединен с выходом блока формирования видеоимпульсов и первым установочным входом RS-триггера, второй вход блока анализа подключен к выходу первого элемента задержки, а выход - к третьему входу первого элемента И, выход элемента И-НЕ соединен со вторым установочным входом RS-триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание .лри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

№ 61123, кл. G 06 М 11/02, 1976,

2. Полоник В. С. Телевизионные iaeтоматические устройства. М.,Связь 197, с. 40 (прототип).

ui.i

Фиг. 2