Устройство для распознавания прямого края объекта Советский патент 1982 года по МПК G06K9/00 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении зрительных анализаторов роботов.

Известны устройства для распознавания прямого края объекта, содержащие телевизионные датчики и электронные блоки, обеспечивающие выделение полезной информации из совокупности сигналов, поступающих с выходов телевизионных датчиков tl.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для распознавания прямого края объекта.

Это устройство содержит телевизионный датчик, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователяj блок вычитания, к первому входу которого подключен регистр числа, и пороговый элемент, подключенный к выходу блока вычитания 21 .

Недостатком устройства является низкая достоверность распознавания произвольно ориентированного прямого края объекта.

Цель изобретения - повышение достоверности распознавания.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство для распознавания прямого края объекта введены группа счетчиков, первый коммутатор, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выходы - ко входам соответствующих счетчиков, второй коммутатор, входы которого подключены к выходам соответствующих счетчиков группы, фильтр низких частот, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, а выход - ко входу регистра числа и второму входу блока вычитания, и блок управ- / ления, вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выходы - с рого коммутаторов. Блок управления содержит последовательно соединенные первый счетчик, схему совпадения, первый триггер, элемент И и второй счетчик, соединенный с первым триггером, и последовательно соединенные элемент памяти, сумматор, вторую схему совпадения, второй триггер, второй элемент И и третий триггеру, генератор TaKtosux импульсов, вход которого подключен . к первому сметчику и элементу И, четвертый счетчик, вход которого подключен ко второму элементу И и генератору тактовых импульсов, а выход - ко второй схеме совпадения, выход элемента памяти подключен к n вой схеме совпадения, а вход - ко второму счетчику, выход первого три гера подключен ко входу второго эле мента И. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для распознавания прямого края объекта; на фиг. структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временнь1е диаграммы фор мирования импульсов для управления коммутаторами; на фиг, Ц - фрагмент изображения на первом этапе распознавания (а) и гистограмма распределения сигналов при суммировании вдо строк (б); на фиг, 5 - фрагмент изо ражения на втором этапе распознавания (а) и разность амплитуд Haiconленных сигналов в смежных счетчиках (б) . Устройство для распознавания пря мого края объекта содержит телевизионный датчик Т, аналого-цифровой преобразователь 2, первый коммутатор 3. группу счетчиков 4, второй коммутатор 5| фильтр 6 низких частот, блок 7 вычитания, регистр 8 чи ла, пороговый элемент 9 и блок 10 управления. Блок 10 управления содержит первый счетчик 11, первую схе ных сигналов по амплитуде между смежму 12 совпадения , первый триггер ными счетчиками , которая в случае 13| второй элемент И И, первый эле- ,двухградационнь1х изображений соответмент И 15 элемент 16 памяти, второй счетчик 17, сумматор 18, вторую схему

19 совпадения, второй триггер 20, третий счетчик 21, генератор 22 тактовых импульсов, четвертый счетчик 23.

сУвует тангенсу угла наклона прямого края объекта. Если эта разность

55 превышает предварительно установленный порог в элементе 9, то на этом процесс распознаваний заканчивается, если не превышает; устройство перехоразом. Изображение анализируется пофрагмеитно. Пусть в некотором фрагменте изображения размером п на m растровых элементов под каким-то произвольным углом расположен прямой край объекта. Процесс распознавания осуществляется в два этапа. Первый этап - при лизительное определение направления прямого .края. При этом в пределах фрагмента вдоль строки разложения выполняется параллельное пространственное суммирование сигналов с выхода преобразователя 2 в соответствущих счетчиках 4. По распределению накопленных сигналов в счетчиках k можно сделать вывод о расположении прямого края внутри фрагментов-изображения. Если прямой край расположен вдоль направления суммирования, то распределение сигнала характеризуется минимальной шириной и максимальной амплитудой перехода. Если прямой край расположен перпендикулярноj распределение сигнала равномерное. При промежуточных положениях ширина и амплитуда перехода в распределении сигнала определяет соответственно, наклон прямого края внутри фрагмента (фиг. б), 8 связи с тем, что суммирование выполняется по выборке конечной длины и яркость объекта , может быть неравномерной, то возмож « некоторые отклонения в распреде« « сигнала от идеального, поэтому для дальнейшей работы его необходимо сгладить. Это осуществляется фильтром 6 с помощью коммутатора 5, который последовательно подключает на вход фильтра 6 выходы счетчикОв . После фильтра 6 сигналы подаются на второй вход блока 7 и через регистр 8 на первый вход блока 7. Время задержки в регистре 8 определяется периодом следования тактовых импульсов. Таким образом, в блоке 7 вычисляется разность накоплендит ко второму этапу распознавания. Второй этап распознавания уточнение найденного направления п|3ямого края. При этом обеспечивает ся изменение направления суммирова ния сигналов с выхода преобразовате ля 2 (фиг. 5 а). Сначала суммирование выполняется вдоль направлейия, определенного на первом этапе, а за тем оно уточняется,т.8. направле ние суммирования сдвигается с небол шим дискретом по обе стороны от на денного для нахождения наилучшего направления, при котором разность : амплитуд накопленных - сигналов в смежных счетчиках k превысит предварительно установленный порог в эл менте 9. На данном этапе блок 10. формируе m сдвинутых относительно друг другл серий по п управляющих импульсов в каждой. Это достигается следующим образом. Код-сигнала на выходе сумм тора 18 изменяется с частотой строч ных импульсов по линейному закону Ч Хо (,2,... ,m). где координата крайней левой точки фрагмента на i-ой строке; ,хо- опорная координата левого верхнего угла фрагмента; 4 X - приращение координаты х на каждом шаге; m - размер фрагмента в строках по вертикали. При этом 4х хопр± Ххрв„р 1,2,. .. ,k), где хопр- определенное значение при ращения координаты, т.е. тангенс угла наклона прямого краяна первом этапе распознавания; ХквочГ ряд дискретных приращений координаты, предварительно записанных в элемент 16; к - число сдвинутых направлений относительно определе i ного на первом -этапе. Значение Хопр с выхода блока 7 записывается в элемент 16. С каждым импульсом, поступающим на управляющий вход элемента 16 с выхода первого элемента И 15, считываются в сумма. тор 18 коды сигналов, соответс.твующие Хопр. При равенстве кодов, сигна лов на выходе счетчика 23 с кодами сигналов на выходе сумматора 18 во второй схеме 19 формируется импульс, переводящий триггер 20 в единичное состояние, сигнал с выхода которого будет разрешающим для второго элемента И 1. Если на втором управляющем входе второго элемента И Т будет также разрешающий сигнал, то на его выходе формируется серия из п импульсов. Под действием импульсов блока 10 коммутатсЗр 3 коммутирует сигналы с выхода преобразователя 2 на входы счетчиков j таким образом, чтобы из каждой серии m .-. каждый п-ый сигнал направлялся в п-ый счетчик, l. Как и на первом этапе, коммутатор 5 последовательно подключа-. ет выходы счетчиков k ко входу фильтра 6. При превышении разности амплитуд накопленных сигналов от смежных счетчиков k порога ограничения, установленного в элементе 9 (фиг. 5 б), на его выходе формирует-, ся импульс, указывающий на то, что в данном направлении расположен прямой край объекта. Таким образом, за счет реализации двухэтапной процедуры распознавания выбирается то направление, которое наиболее достоверно отражает истинное направление прямого края объекта. Формула -изобретения 1. Устройство для разпознавания прямого края объекта, .содержащее телевизионный датчик, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, блок вычитания, к первому входу которого подключен регистр числа, пороговый элемент, под1ключенный к выходу блока вычитания, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания, оно содержит группу счетчиков, первый коммутатор, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выходы - к входам соответствующих счетчиков, второй коммутатор ,входы которого подключены к рыходам соответствующих счетчиков,группы, фильтр низких частот, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, а выход - к входу /регистра числа и второму входу блока вычитания, и блок управления, вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выходы - с управляющими входами первого и второго коммутаторов. 2. Устройство по п. 1. о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ пения содержит последовательно соединенные первый счетчик, схему совпадения, первый триггер, элемент И и второй счетчик, соединенный с первым триггером, и последовательно соединенные элемент памяти, сумматор, вторую схему совпадения, второй триггер, второй элемент И и третий счетчик, подключенный ко второ му триггеру, генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к первому счетчику и элементу И, четвер тый счетчик, вход которого подключен 9 18 ко второму элементу И и генератору тактовых импульсов, а выход - ко второй схеме совпадения, выход элемента памяти подключен к первой схеме совпадения, а вход - ко второму счетчику, выход первого триггера подключен ко входу второго элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ,№ , кл. G 06 К 9/00, 19752.Авдеев В. П. и др. Прямой край как признак для выделения фигуры. Техника средств связи. Сер. Техника телевидения, 1977, вып. 1, с. 9б, рис. 9 (прототип).

Т.

фуг, / Ге/ffflafnofl ппрппппп Cveimw I I Ml I I I П ПН 1 ;. Ct. cofno onup ппппппп , I M I i ini H t III nn . .

Mo

фуг.

0ifi,5