RU2040120C1

RU2040120C1 - Device to measure coordinates of gravity center of picture of object

Info

Publication number: RU2040120C1
Authority: RU
Inventors: Н.П. Корнышев; С.А. Архипов
Original assignee: Научно-исследовательский институт промышленного телевидения "Растр"
Priority date: 1992-02-04
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: television equipment. SUBSTANCE: device to measure coordinates of gravity center of picture of object has pickup of binary television signal, two counters, six registers, pulse former, two comparators, two adders. EFFECT: increased accuracy of measurement. 3 dwg

Description

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано при построении телевизионных измерителей координат. The invention relates to television and can be used in the construction of television coordinate meters.

Известно устройство измерения координат, содержащее телевизионную камеру, бинарный квантователь, координатный дискриминатор, блок оценок координат, генератор стробов, блок управления, счетчик. A device for measuring coordinates containing a television camera, a binary quantizer, a coordinate discriminator, a unit for estimating coordinates, a strobe generator, a control unit, a counter is known.

Недостатком устройства является его низкая точность и сложность. The disadvantage of this device is its low accuracy and complexity.

Известно устройство для измерения координат объекта, содержащее телевизионную камеру, блоки селекции синхроимпульсов, блок выделения видеосигнала, формирователи каналов координат, каждый из которых состоит из генератора пилообразного напряжения, компаратора, логического блока, блока фильтрации, интегратора, усилителя-сумматора. A device for measuring the coordinates of an object, comprising a television camera, clock selection blocks, a video signal isolation unit, coordinate channel formers, each of which consists of a sawtooth voltage generator, a comparator, a logic block, a filtering unit, an integrator, an adder amplifier.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое содержит датчик видеосигнала с пороговым блоком, генератор импульсов, D-триггер, два Т-триггера, четыре счетчика, три элемента И, три мультиплексора, два элемента ИЛИ, два RS-триггера, два формирователя, три элемента задержки, блок элементов И, блок памяти. The closest in technical essence is a device that contains a video signal sensor with a threshold block, a pulse generator, a D-trigger, two T-flip-flops, four counters, three AND elements, three multiplexers, two OR elements, two RS-triggers, two shapers, three delay elements, a block of AND elements, a memory block.

Недостатком устройства является его низкая точность, обусловленная тем, что координаты центра пятна подсчитываются путем подсчета количества тактовых импульсов через один при наличии сигнала объекта. The disadvantage of this device is its low accuracy, due to the fact that the coordinates of the center of the spot are calculated by counting the number of clock pulses through one in the presence of an object signal.

Таким образом, цена деления измерителя координат, а следовательно, и абсолютная ошибка измерения во время действия сигнала объекта увеличиваются в два раза. Thus, the division price of the coordinate meter, and therefore the absolute measurement error during the operation of the object signal, doubles.

Цель изобретения создание устройства для измерения координат центра тяжести, которое позволило повысить точность измерения за счет подсчета координат без изменения цены деления измерительной решетки во время действия сигнала объекта. The purpose of the invention is the creation of a device for measuring the coordinates of the center of gravity, which allowed to increase the measurement accuracy by counting the coordinates without changing the division price of the measuring lattice during the action of the object signal.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения координат центра тяжести изображения объекта; на фиг.2 структурная электрическая схема формирователя импульсов; на фиг.3 временные диаграммы, поясняющие работу формирователя импульсов. In FIG. 1 is a structural electrical diagram of a device for measuring the coordinates of the center of gravity of an image of an object; figure 2 structural electrical circuit of the pulse shaper; figure 3 timing diagrams explaining the operation of the pulse shaper.

Устройство для измерения координат центра тяжести изображения объекта (см. фиг. 1) содержит датчик 1 бинарного телевизионного сигнала, первый и второй счетчики 2 и 3, первый и второй регистры 4 и 5, формирователь 6 импульсов, третий регистр 7, первый блок сравнения 8, четвертый регистр 9, второй блок сравнения 10, пятый и шестой регистры 11 и 12, первый и второй сумматоры 13 и 14. A device for measuring the coordinates of the center of gravity of an image of an object (see Fig. 1) contains a binary television signal sensor 1, first and second counters 2 and 3, first and second registers 4 and 5, pulse shaper 6, third register 7, first comparison unit 8 , the fourth register 9, the second block of comparison 10, the fifth and sixth registers 11 and 12, the first and second adders 13 and 14.

Формирователь импульсов (см. фиг.2) содержит первый и второй триггеры 15 и 16, элемент И 17 и третий триггер 18. The pulse generator (see figure 2) contains the first and second triggers 15 and 16, the element And 17 and the third trigger 18.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Датчик 1, содержащий датчик телевизионного сигнала и пороговое устройство, формирует бинарный сигнал изображения объекта, поступающий на регистры 4 и 5, а также формирователь 6. The sensor 1, containing a television signal sensor and a threshold device, generates a binary image signal of the object, arriving at registers 4 and 5, as well as the former 6.

Счетчик 2 производит счет импульсов тактовой частоты в каждой телевизионной строке. Информация с выхода счетчика поступает на информационные входы регистров 4 и 5. Counter 2 produces a count of clock pulses in each television line. Information from the counter output goes to the information inputs of registers 4 and 5.

Счетчик 3 производит счет строчных синхроимпульсов в каждом телевизионном кадре. Информация с выхода счетчика поступает на информационные входы регистров 11 и 12. Counter 3 counts the horizontal sync pulses in each television frame. Information from the output of the counter goes to the information inputs of registers 11 and 12.

Измерение координаты Х производится следующим образом. При поступлении передних фронтов бинарного сигнала в каждой строке производится запись информации в регистр 4. Записываемая информация соответствует координаты левого края объекта. The measurement of the X coordinate is as follows. Upon receipt of the leading edges of the binary signal in each line, information is recorded in register 4. The recorded information corresponds to the coordinate of the left edge of the object.

В регистр 5 в каждой строке записываются координаты правого края объекта при поступлении задних фронтов бинарного сигнала. In register 5, in each line, the coordinates of the right edge of the object are recorded when the falling edges of the binary signal arrive.

Значение координат левого края записывается в регистр 4 в каждой строке, сравниваются на схеме сравнения 8 со значением координаты, записанной в регистре 7. Первоначально в каждом кадре регистр 7 устанавливается в единичное состояние по входу установки в единицу, подключенному к синхровходу КСИ. The value of the coordinates of the left edge is recorded in register 4 on each line, compared on a comparison circuit 8 with the value of the coordinate recorded in register 7. Initially, in each frame, register 7 is set to a single state at the unit input connected to the CSI clock input.

Если содержимое регистра 4 меньше содержимого регистра 7, то схема 8 вырабатывает сигнал сравнения "МЕНЬШЕ", который поступает на вход записи регистра 7, и содержимое регистра 4 переписывается в регистр 7. В результате операций сравнения, проводимых в каждой из строк, в регистре 7 к концу кадра оказывается записанной координата крайней левой точки объекта. If the contents of the register 4 is less than the contents of the register 7, then the circuit 8 generates a comparison signal LESS, which is input to the entries in the register 7, and the contents of the register 4 is written to the register 7. As a result of the comparison operations carried out in each of the lines in the register 7 at the end of the frame, the coordinate of the leftmost point of the object appears.

Значение координаты правого края объекта, записываемое в регистре 5 в каждой строке, сравнивается на схеме сравнения 10 со значением координаты, записанной в регистр 9. Первоначально в каждом кадре регистр 9 устанавливается в нулевое состояние по входу установки в ноль, подключенному к синхровходу КСИ. The coordinate value of the right edge of the object, recorded in register 5 on each line, is compared on the comparison circuit 10 with the value of the coordinate recorded in register 9. Initially, in each frame, register 9 is set to zero at the installation input to zero, connected to the CSI clock input.

Если содержимое регистра 5 больше содержимого регистра 9, то схема 10 вырабатывает сигнал сравнения "БОЛЬШЕ", который поступает на вход записи регистра 9. В результате содержимое регистра 5 переписывается в регистр 9. If the contents of the register 5 is greater than the contents of the register 9, then the circuit 10 generates a comparison signal "MORE", which is fed to the input of the register 9. As a result, the contents of the register 5 is transferred to the register 9.

В результате таких операций сравнения, проводимых в каждой строке в регистре 9, к концу кадра оказывается записанной координата крайней правой точки объекта. As a result of such comparison operations carried out in each line in register 9, the coordinate of the extreme right point of the object is written to the end of the frame.

Сумматором 13 вычисляется сумма значений координат крайней левой Х_л и крайней правой точек объекта Х_п.The adder 13 calculates the sum of the coordinates of the extreme left X _l and the extreme right points of the object X _p .

Горизонтальная координата центра тяжести объекта равна
X_N

Операция деления на два выполняется путем отбрасывания младшего разряда в двоичном коде.The horizontal coordinate of the center of gravity of the object is
X _n

The operation of dividing by two is performed by discarding the least significant bit in binary code.

Значение вертикальной координаты центра тяжести объекта вычисляется следующим образом. Формирователь 6 вырабатывает импульс, соответствующий крайней верхней точке объекта, а также импульс, соответствующий нижней точке объекта. The value of the vertical coordinate of the center of gravity of the object is calculated as follows. Shaper 6 generates a pulse corresponding to the extreme upper point of the object, as well as a pulse corresponding to the lower point of the object.

Информация со счетчика 3 в момент действия импульса начала объекта в кадре, соответствующего верхней точке объекта, заносится в регистр 11, а в момент окончания объекта в кадре, соответствующий нижней точке объекта, в регистр 12. Information from the counter 3 at the moment of the pulse of the beginning of the object in the frame corresponding to the upper point of the object is entered in register 11, and at the end of the object in the frame corresponding to the lower point of the object in register 12.

Сумматор 14 вычисляет сумму вертикальных координат верхней У_в и нижней У_н точек. Вертикальная координата центра тяжести определяется выражением:
Y_N

Операция деления на два выполняется отбрасыванием младшего разряда в двоичном коде.The adder 14 calculates the sum of the vertical coordinates of the upper Y _in and lower Y _n points. The vertical coordinate of the center of gravity is determined by the expression:
Y _n

Рассмотрим отдельно работу формирователя 6 (см. фиг.2). Диаграммы, поясняющие его работу, приведены на фиг.3. Импульс, соответствующий верхней точке объекта (диаграмма г), формируется триггером 16 при подаче на вход установки в единицу бинарного сигнала объекта (см. фиг.3,в). В исходное состояние триггер 16 возвращается кадровым синхроимпульсом (см. фиг.3,а). Consider separately the operation of the shaper 6 (see figure 2). Diagrams explaining his work are shown in figure 3. The pulse corresponding to the upper point of the object (diagram g) is formed by trigger 16 when the binary signal of the object is applied to the unit input (see Fig. 3, c). In the initial state, the trigger 16 is returned by a frame clock (see figure 3, a).

Импульс, соответствующий нижней точке объекта, формируется триггерами 15, 16 и элементом 17. The impulse corresponding to the lower point of the object is formed by triggers 15, 16 and element 17.

При наличии в телевизионной строке сигнала объекта включается триггер 15. В момент окончания строчного синхроимпульса триггер 15 выключается (см. фиг. 3, д). Сигналы (см. фиг.3 г, д) являются разрешающими для прохождения через элемент И 17 строчных синхроимпульсов (см. фиг.3, б). По окончании объекта на выходе элемента И 17 появляются строчные синхроимпульсы (см. фиг. 3, е), устанавливая триггер 18 в единичное состояние (см. фиг.3,ж). В исходное состояние триггер 18 возвращается при поступлении кадрового синхроимпульса. If there is an object signal in the television line, trigger 15 is turned on. At the end of the horizontal sync pulse, trigger 15 is turned off (see Fig. 3, e). The signals (see Fig. 3 g, d) are permissive for passing through the element And 17 horizontal sync pulses (see Fig. 3, b). At the end of the object at the output of the element And 17 appear horizontal sync pulses (see Fig. 3, e), setting the trigger 18 in a single state (see figure 3, g). Trigger 18 returns to its initial state upon receipt of a frame sync pulse.

Устройство может быть реализовано на элементной базе широкого применения. The device can be implemented on an element base of widespread use.

Claims

DEVICE FOR MEASURING COORDINATE CENTER COORDINATES OF THE OBJECT, containing a binary television signal sensor, first and second counters, a pulse shaper and a comparison unit, the counting input of the first counter is the first device input, characterized in that six registers, two adders and a second block are introduced into it comparison, the output of the binary television signal sensor is connected to the first inputs of the first and second registers and the pulse shaper, the second input of which is connected to the installation input the first counter and the counting input of the second counter, the installation input of which is the second input of the device and connected to the first inputs of the third and fourth registers and the third input of the pulse shaper, the first and second outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second registers, the installation input of the first counter is the third input of the device, and the output is connected to the second inputs of the first and second registers, while the output of the first register is connected to the second input of the third register and the first the course of the first comparison unit, the second input of which is connected to the output of the third register and the first input of the first adder, and the output of the first comparison unit with the third input of the third register, the output of the second register with the second input of the fourth register and the first input of the second comparison unit, the output of which is connected to the third the input of the fourth register, the output of which is connected to the second inputs of the second comparison unit and the first adder, the output of which is the first output of the device, the output of the second counter is connected to the second inputs and the fifth and sixth registers, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the second adder, the output of which is the second output of the device.