Способ измерения координат центра тяжести изображения и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к радиотехническим измерениям с помощью телевизионных методов, в частности для автоматических измерений пара хзтров изо ажений.

Известен способ измерения координат центра тяжести изображения, заключакщийся в интегрировании первых п строк те л ев и 3 ион но гх сигнала первым интегратором, а последующих строк - вторым интегратором, и сравнении их напряжения, начиная с . Строка, на которой значение напряжения на первом интеграторе сравняется или превысит напряжение на втором интеграторе, является вертикальной координатой центра тяжести изображения. На зтой строке аналогично (только с использованием не строчных, а тактовых импульсов) определяется горизонтальная координата центра тяжести изображения.

Устройство, осуществляющее данный способ, содержит передающую телевизи-. онную трубку,- генераторы строчной и кадровой разверток, блок управления, четыре интегратора, переключаемле коммутаторами, управляемыми напряжением с выходов блоков сравнения 1 к которому подключены выхода интеграторов , синхрогенератор и. генератор строба tll«

Недостатком известного способа и с устройства является большое время определения центра тяжести изображения.

Наиболее ким к предлагаемому . является способ измерения координат

10 центра тяжести изображения, заключающийся в определении вертикальной координаты центра тяжести изображения путем подсчета числа строк от начгша кадра до прёвьшения видеосигн ом по15рогового уровня, после чего строки, считают через одну до окончания видеоимпульса от изображения. Строка полученная в результате суммирования, :этих подсчетов, является вертикаль20ной координатой центра тяжести. На этой строке для определения горизонтальной координаты центра тяжести подсчитывают количество тактовых им пульсов до г1ревышения видеосиг25налом порогового уровня и ..Kgr пичество тактовых импульсов через рдин до окончания видеоимпульса ретения. Результат суммирования этих подсчетов является горизонтальной

30 координатой центра тяжести. Устройство для осуществления ука занного способа содержит передающую телевизионную трубку, к входам KOTO рой подключены выходы генераторов строчной и кадровой разверток, первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, пороговый блок, генератор тактовых импульсов, элемент И, гГервый и второй счетчики С2. Недостатком указанных способа и устройства является невысокая точность при измерении координат цент ра тяжести малоконтрастных изображений. Цель изобретения - повышение точности измерения координат центра тяжести малоконтрастных изображений. . Для достижения указанной цели согласно способу измерения координат центра тяжести изображения, заключаю щемуся в определении вертикальной координаты центра тяжести изображения путем подсчеГа количества строк в прямом направлении развер1 кй от на чала кадра до достижения видеосигналом порогового уровня и в определении горизонтальной координаты цент ра тяжести изображения путем подсчет тактовых импульсов в строке, осущест вляют интегрирование телевизионного сигнала с начала кадра до момента до стижения порогового уровня, считают количество тактовых импульсов через один до окончания строки и определяю разность между количеством тактовых импульсов, приходящихся на половину строки, и результатом подсчета, изменяют направление развертки, интегрируют телевизионный сигнал до момен та достижения того же порогового уро ня и.вычитают количество строк через одну, полученное при обратном направ лении развертки, из первоначально подсчитанного количества строк при прямом направлении развертки., резуль тат при этом является вертикальной координатой центра тяжести изображения, далее считают тактовые импуль сы через один до окончания строки, суммируют первоначально подсчитанные тактовые импульсы и тактовые импульсы, подсчитанные при обратном направ лении развертки, результат при этом является горизонтальной координатой центра тяжести изображения. В устройство для измерения координат центра тяжести изображения, содержащее передающую телевизионную трубку, к входам которой подключены выходы генераторов строчной и кадровой разверток, первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, генератор тактовых импуль.сов, элемент И, первый и второй счет чики, введены первый и второй триггеры, интегратор, компаратор, третий счетчик, первый и второй коммутаторы и регистр памяти, при этом к выходу передающей телевизионной трубки подключены последовательно соединенные интегратор, компаратор и первый счет-, чик, первый выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, а второй выход - к первому входу блока управления и первому входу второго коммутатора, первый выход которого соединен с вычитающим входом третьего счетчика, второй выход - с суммирующим входом третьего счетчика, а второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов, вход котороиэ подключен к выходу первого триггера, соединенного также с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу генератора строчной развертки, соединенному также с вторым входом блока управления, вторым входом первого коммутатора, первый выход которого непосредственно, а второй через второй триггер подключены соответственно к суммирующему и вычитанвдему входам второго счетчика, и первым входом первого триггера,.второй вход которого подключен к выходу компаратора, а выход элемента И соединен с вторлми управляющими входами генераторов строчной и кадровой разверток и управляющим входом интегратора, причем первый выход блока управления подключен также к второму входу первого счетчика, а второй выход - к входу регистра памяти, выход которого объединен с суммирующим входом третьего . счетчика. На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения координат центра тяжести изображения. Устройство содержит передающую телевизионную трубку 1, генератор 2 строчной развертки, генератор 3 кадровой развертки, блок 4 управления, генератор 5 тактовых импульсов, первый, второй и третий счетчики 6-8, элемент и 9, первый и второй триггеры 10 и 11, интегратор 12, компаратор 13, первый и второй коммутаторы 14 и 15, регистр 16 памяти. Способ измерения координат центра тяжести изображения осуществляется следующим образом. Две координаты центра тяжести изображения, не содержащего пустот, пятна - измеряются в одном кадре с изменением направления развертки. В прямом направлении развертки с начала .кадра интегрируют телевизионный сигнал и считают количество К всех строк подряд до момента превышения интегрируемым сигналом порогового уровня, выбираемого примерно равным интегралу от видеосигнала всего пятна. Как только этот момент наступит, инт егрированиё прекращают и считают тактовые импульсы через один до окончания текущей .строки. Эта величина Я соответствует половине расстояния а от конца видеоимпульса пятна до конц строки.; Далее вычисляют разность между из вестным количеством тактовых импульсов через один в ctpdke,,т.е. количеством тактовых импульсов в половиHie строки Ъ и подсчитанным количеством тактовых импульсов через один от момента окончания интегрирования до окончания строки: Ь - тО После этого меняют направление развертки на противоположное и вновь интегрируют телевизион-ный сигнал, вы читают из первоначально подсчитгяног количества строк К.половину строк, пройденных от начала интегрирования в обратном направлении дс1 момента превышения интегрируемым сигналом того же установленного порогового уровня, т.е. половину строк, приходявдихся на пятно М. Это вычитание можно осуществлять одновременно с ин тегрированием, вычитая каждую вторую строку. Результат вычитания соответствует вертикальной координате центpa тяжестш пятна После окончания интегрирования до конца строки считают количество тактовых импульсов через один, соответствующее половине расстояния С от конца видеоимпульса пятна до конда строки при обратном направлении развертки. Горизонтальная координата центра тяжести определяется суммированием . а , с 2 + 2 Устройство для измерения координат центра тяжести изображения работает следующим образом. По сигналам с выходов блока 4 управления включаются генераторы 2 и строчной и кадровой, разверток, а содерж1|мое регистра 16 переносится в третий счетчик 8. В регистр 16, исходя из требуемой точности, заранее записывается количество тактовых им пульсов ча гготы f, соответствующее половине времени развертки строки,. С момента начала кадра телевизионный сигнал с выхода передакяцей телевизион«ой трубки интегрируется в интехра tope 12, при этом с выхода генератор 2 строчной развертки импульсы в конtte каждой строки через первый выхок первого коммутатора 14 поступают на суммирующий вход второго счетчика 7 В результате считаются все строки подряд. При срабатывании компаратор 13 импульс с его выхода переводигг первый триггер 10 в состояние логической единицы на его выходе. Этот импульс также устанавливает первый разряд первого-.; счетчика б в единичное состояние. С Йгнал с выхода первого разряда первого счетчика б поступает на первый управляющий вход первого коммутатора.14, вызывая соединение его входа с вторым выходом, т.е. с входом второго триггера. Сигнал с выхода первого триггера 10 запускает генератор 5 тактовых импульсов. Частота генератора 5 выбрана в два раза меньше частоты импульсов, записанных .в регистре 16. Импульсы проходят через второй коммутатор 16 на вычитарций вход третьего счетчика 8, в котором происходит вычитание импульсов генератора из первоначально записанного их колиг честна из регистра 16. Третий счетчик вычитает как бы каждый второй импульс той частоты f, которая использовалась при измерении длины полустроки. Подсчет тактовых импульсов происходит до момента окончания строки, который определяется импульсом с выхода генератора 2 строчной Развертки, проходящим через элемент И., открытый единичным потенциалом выхода первого триггера 10, на вторые управляющие/ входыгенераторов 2 и 3 строчной и кадровой разверток и управляющий вход интегратора 12. Генераторы 2 и 3 переключаются таким образом, что направление развертки меняется на противоположное, а в интеграторе осуществляется сброс напряжения. После этого первый триггер 10 переводится . в нулевое состояние и прЬцесс обрабртки телевизионного сигнала повторяется . Импульсы окончания строк поступают с выхода генератора 2 на второй выход первого коммутатора 14, т.е. на вход второго триггера, ас его выхода - на вычитающий вход второго счетчика 7. Второй триггер 11 является делителем частоты импул.ьсов с коэффициентом деления, равным 2. Таким образом, из первоначально подсчитанного количества строк, полученного в процессе интегрирования телевизионного сигнала при прямом направлении развертки и записанного во втором счетчике 7, вычитаются строки через одну при интегрировании с обратным направлением развертки. Подсчет происходит до прихода сигнала с выхода компаратора 13. В этот момент второй разряд первого счетчика устанавливается в единичное состояние и называет переключение вторлм коммутатором 15 выхода генератора 5 на суммирующий вход третьего счетчика. По этому же сигналу с компаратора 13 первый триггер 40 вновь устанавливается в единичное состояние и запускает генератор 5 тактовых импульсов, который поступает на суммирующий вход третьего счетчика, где суммируется с результатом первоначального подсчета. С приходом импульса окончания строки

первый триггер 10 перебрасывается, генератор 5 отключается и подсчет прекращается. Блок 4 угтравления сигналом с первого выхода переключает генераторы 2 и 3 в исходное состояние и сбрасывает в О разряды первого счетчика 6.

Результирующее число, записанное во втором счетчике 7, соответствует вертикальной координате центра тяжести изображения, а число, записанное ;В третьем счетчике 8, - горизонтальной ; координате центра тяжести изобра кёния.

Точность измерения при малоконтрастных изображениях повышается за счет обнаружения видеосигнала путем его интегрирования до сравнения с порогом, а не непосредственного сравнения с порогом.

Формула изобретения

1. Способ измерения координат центра тяжести изображения, заключакадийся в определении вертикальной координаты центра тяжести изображени путем подсчета количества строк в прямом направлении.развертки от начала кадра до до.стиженйя видеосигналом порогового уровня и в определении горизонтальной координаты цент ра тяжести изображения путем подсчета тактовых импульсов в строке, о т личающийся тем, что, с целью повыиления точности измерения координат центра тяжести малоконтрастных изображений, осуществляют интегрирование телевизионного сигнала с начала кадра до момента достижения порогового уровня, считают количество тактовых импульсов через один до окончания строки и определяют разность между количеством тактовых импульсов, приходящихся на половину, строки, и результатом подсчета, изменяют направление развертки интегри.руют телевизионный сигнал до момента достижения того же порогового уровня, вычитают количество строк через одну, полученное при обратном направлении развертки, из первоначально подсчитанного количества строк при прямом направлении развертки, результат при этом является вертикальной координатой центра тяжести изображения, далее считают тактовые импульсы через один до окончания строки, суммируют первоначально подсчитанные тактовые импульсы, с тактовыми импульсами, подсчитанными при обратном направлении развертки, результат при этом является горизонтальной координатой центра тяжести изображе ния.

2. Устройство для измерения координат центра тяжести изображения, содержащеепередающую телевизионную трубку, к входам которой подключены выходы генераторов строчной и кадровой разверток, первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, генератор тактовых .импульсов, элемент И, первый и второй счетчики, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения координат центра тяжести мадоконтрастных изображений, введены третий счетчик, первый и второй триггеры, интегратор., компаратор, первый и второй коммутаторы и регистр памяти, при этом к выходу передающей телевизионной трубки подключены последовательно соединенные интегратор, компаратор и первый счетчик, первый выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, а второй выход - к первому входу блока управления и первому входу второго коммутатора , первый выход которого соединен с вычитающим входом третьего счетчика, второй выход - с суммирующим входом третьего счетчика, а второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого подключен к выходу первого триггера, . соединенного также с первЕдм входом элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу генератора строчной развертки, соединенному также с вторым входам- блока управления, вторым входом первого коммутатора, первый выход которого непосредственно, а второй через второй триггер подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика, и первым входом первого, триггера, второй вход которого подключен к выходу компаратора, а выходэлемента. И соединен с вторыми управляющими входами генераторов строчной и кадровой разверток и управляющим входом интегратора, причем первый выход блока управления подключен также к второму входу первого счетчика, а второй выход - к входу регистра памяти, -выход которого объединен с суммирующим входом третьего счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 426144, кл. Н 04 N 7/02, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 530,476, кл. Н 04 N 5/36, 1972 (прототип) . .