SU1690217A1 - Телевизионное след щее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телевидению. Цель изобретени  - повышение точности путем определени  точки максимальной коррел ции и ее координат. Устройство содержит передающий блок 1, АЦП 2, монитор 3, генератор 4 импульсов синхронизации, переключатель 5 режимов, блок 6 управлени , блок 7 пам ти текущего кадра, блок 8 пам ти эталонна  о кздра блоки 9, 10 и 11 рециркул ции данных, цифровой коррел тор 12, ЦАП 13, счетчики 14, 15 и 22, компаратор 16, триггеры 17 и 26, элементы И 18, 19, 21 и 24, элемент ИЛИ 20, элементы НЕ 23 и 25 Телевизионное след щее устройство , выполненное данным образом, обеспечивает повышение точности системы слежени  за счет уточненного определени  точки максимальной коррел ции и ее координат при организации управлени  сдвигом информации в регистре блока 8 пам ти эталонного кацра таким образом, что в любом телевизионном кадре информаци  из блока 8 сравниваетс  с информацией от одних и тех же 64-х (из 81 возможного) участков блока 7 пам ти текущего кадра. 3 ил.

Description

(Л

С

о ю о

КЗ

Изобретение относигс  к прикладному телевидению, в частности к телевизионным системам слежени  за движущимис  объектами .,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности путем обеспечени  определени  точки максимальной коррел ции и ее координат.

На фиг. 1 представлена структурна  схема телевизионного след щего устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие процесс формировани  сигналов управлени  сдвигом информации в блоке пам ти эталонного кадра при коррелировании информации от 1-го до 2-го участков пол  изображени ; на фиг. 3 - местоположение в поле изображени  1-го и 2-го из коррелирующих участков.

Телевизионное след щее устройство содержит передающий блок 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, монитор 3, генератор 4 импульсов синхронизации, переключатель 5 режимов, блок б управлени , блок 7 пам ти текуш;его кадра, блок 8 пам ти эталонного кадра, три блоки 9-11 рециркул ции данных, цифровой коррел тор 12, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, счетчики 14 и 15, компаратор 16, первый триггер 17, первый 18 и второй 19 элементы И; элемент ИЛИ 20, третий элемент И 21. третий счетчик 22, первый элемент НЕ 23, четвертый элемент И 24, второй элемент НЕ 25 и второй триггер 26.

Телевизионное след щее устройство с использованием пространственной коррел ции работает в режиме автосопровождени  объекта в любом заданном участке пол  зрени  телекамеры следующим образом.

Изображение выбранного в поле зрени  телекамеры участка отображаетс  на экране монитора 3 в строб-окне 27 (фиг. 3). Положение строб-окна 27 на экране монитора 3 вначале задаетс  органами управлени  передающего (камерного) блока 1 (переключателем 5 режимов), а затем отслеживаетс  автоматически при вз тии системой на автосопровождение объекта, наход щегос  в строб-окне 27,

Автосопровождение строб-окна 27 осуществл етс  при помощи блоков 7 и 8 пам ти цифрового коррел тора 12. . Использование двух блоков пам ти позвол ет представить видеоинформацию так, чтобы обрабатывать ее   интервале между двум  телевизионными кадрами,

Блок 8 пам ти эталонного кадра выполнен на 64-разр дном сдвиговом регистре в виде матрицы 8x8 элементов разложени  и позвол ет записать информацию с 8-ми

строк с 8-микросекундными отсчетами по строке.

Блок 7 пам ти текущего кадра выполнен на 256-разр дном сдвиговом регистре в виде матрицы 16x16 элементов разложени  и позвол ет записать информацию с 16-ти строк с 16-ю 1-микросекундными отсчетами по строке. Информаци  о начальном положении объекта (центральна  зона строб-окна 27) записываетс  в блок 8 пам ти эталонного кадра, а информаци  о текущем положении объекта в пределах строб-окна 27 - в блоке 7 пам ти текущего кадра.

Начальна  информаци  о положении

объекта служит эталоном дл  сравнени  ее с информацией последующих телевизионных кадров в пределах строб-окна 27, чтобы определить положение объекта в каждом кадре.

Видеоинформаци  записываетс  в блоки 7 и 8 пам ти в виде бинарно-квантованного сигнала. Записанную в блоки 7 и 8 пам ти видеоинформацию можно сравнивать и обрабатывать в любой нужной последовательности . Сравнение содержимого двух блоков 7 и 8 пам ти позвол ет определить точку максимальной коррел ции и ее координаты в пределах строб-окна 27.

Запись информации в блок 7 пам ти текущего кадра производитс  в каждом телевизионном кадре, а запись информации в блок 8 пам ти эталонного кадра осуществл етс  при нажатии на переключатель

5 режимов дл  вз ти  объекта на автосопровождение .

Все узлы телевизионного след щего устройства работают от одного генератора 4 импульсов синхронизации с тактовой частотой не менее 1 МГц.

Видеосигнал с передающего (камерного ) блока 1 поступает на вход монитора 3 и АЦП 2. В схеме АЦП 2 дл  заданного числа строк формируетс  определенное число

следующих один за другим отсчетов одной строки видеосигнала. Количество строк и отсчетов дл  АЦП 2 устанавливаетс  блоком 6 управлени , содержащим в своем составе счетчики строк и отсчетов,

каждый из которых может считать до 167- ти. В АЦП 2 видеосигнал преобразуетс  в бинарно-квантованный дискретный сигнал. Система работает в двух режимах; в режиме записи видеоинформации в блоки 7 и

8 пам ти и в режиме рециркул ции и срав нени .

Процесс записи информации в блоки 7 и 8 пам ти осуществл етс  обычным образом . По окончании режима записи информации в блоки 7 и 8 пам ти устройство

автоматически переходит в режим рециркул ции и сравнени .

В режиме рециркул ции и сравнени  данные в блоке 7 пам ти текущего кадра рециркулируютс  непрерывно, а данные в блоке 8 пам ти эталонного кадра - под управлением сигналов, формируемых двум  -счетчиками 14 и 15 и компаратором 16.

Двоичный восьмиразр дный первый счетчик 14 считает до 256, а двоичный шестиразр дный второй счетчик 15-до 64. Синхронизаци  первого счетчика 14 по тактовой частоте осуществл етс  тем же сигналом, что и управление рециркул цией данных в блоке 7 пам ти текущего кадра, поэтому эти два блока работают синфазно. Второй счетчик 15 синхронизируетс  импульсом , поступающим один раз за весь цикл работы второго счетчика 14.

В циклах сравнени  эталон последовательно перемещаетс  по полю изображени  и сравниваетс  с различными участками в поле изображени .

Емкость блока 7 пам ти текущего кадра позвол ет выполнить сравнительную коррел цию каждого из 64-х битов информации блока 8 пам ти эталонного кадра с информацией от 64-х участков в 256-разр дном регистре сдвига блока 7 пам ти текущего кадра. Чтобы представить результат сравнени  в двух координатах, нужно дл  коррел ции первых 64-х битов вз ть матрицу 8 х 8 битов блока 8 пам ти эталонного кадра в верхнем левом углу матрицы 16 х 16 блока 7 пам ти текущего кадра. Дл  следующего сравнени  матрица блока 8 пам ти эталонного кадра сдвигаетс  на 1 отсчет вправо и так далее на 8 позиций правее, а затем аналогичным образом по нижней строке. Така  пошагова  операци  проводитс  дл  восьми последовательных строк, чтобы скорре- лировать каждый из 64-х битов в 64-х положени х.

Сравнение начинаетс  с 1-го участка пол  изображени , расположенного в верхнем левом углу пол  изображени , как показано на фиг. За. В начальный момент цикла сравнени  первый 14, второй 15 и третий 22 сметчики и триггеры 17 и 26 установлены в исходное состо ние. Информаци  с первых трех разр дов второго счетчика 15 сравниваетс  на компараторе 16 с информацией первых трех разр дов первого счетчика 14. В начале цикла сравнени  на выходах двух счетчиков 14 и 15 - коды 000. Тактовые импульсы (фиг. 2а) поступают на счетный вход первого счетчика 14. При поступлении на вход первого счетчика 14 первого тактового импульса на выходе компаратора формируетс  импульс (фиг. 26), который запускает

двоичный п тиразр дный третий счетчик 22 (фиг. 2в,г,д,ж,з) и одновременно вызывает срабатывание первого триггера 17 (фиг. к), устанавлива  на выходе его уровень логической 1. Первый триггер 17 работает в счетном режиме. Сигнал с его выхода открывает элемент ИЛИ 20 и затем через третий элемент И 21 на вход управлени  блоком 8 пам ти эталонного кадра с генератора 4 им0 пульсов синхронизации проход т тактовые импульсы, обеспечивающие сдвиг информации в регистрах блока 8 пам ти эталонного кадра. Через 8 тактовых импульсов при совпадении кодов первого 14 и второго 15 счет5 чиков на выходе компаратора 16 по вл етс  второй импульс, который . устанавливает на выходе первого триггера 17 уровень логического О, запрещающего прохождение в блок 8 пам ти эталонного кадра тактовых

0 импульсов, а Следовательно, и сдвиг информации в нем. Информаци  в блоке 7 пам ти текущего кадра в это врем  сдвигаетс .

После формировани  на выходе первого триггера 17 последовательности из восьми

5 импульсов, во врем  действи  которых разрешаетс  сдвиг информации в регистрах блока 8 эталонного кадра (фиг. 2к), в цифро; вом коррел торе 12 произведено сравнение данных эталона с данными 1-го участка пол 

0 изображени , инвертированный сигнал п того разр да третьего счетчика 22 (фиг. 2и) через четвертый элемент И 24 заблокирует первый триггер 17 по его входу установки в исходное состо ние. При этом на выходе

5 первого триггера 17 устанавливаетс  уровень логического О (фиг. 2к). Информаци  в блоке 7 пам ти текущего кадра в это врем  сдвигаетс . Через 256 тактовых импульсов, поступивших на вход первого счетчика 14,

0 на его выходе формируетс  импульс сдвига содержимого второго счетчика 15 на один разр д, а на выходе п того разр да третьего счетчика 22 по вл етс  сигнал, разрешающий работу первого триггера 17. Схемыпод5 готовлены дл  проведени  операций сравнени  данных эталона с данными второго участка (фиг. 36).

Уровень логической 1 на выходе первого триггера 17 вновь установитс  по сиг0 налу с компаратора 16.

Во втором цикле сравнени  сигналы на выходе компаратора 16 по вл ютс , когда на выходе первого счетчика 14 устанавливаетс  код 001 (во втором счетчике 15 он уже

5 установлен). При этом снова формируютс  сигналы управлени  сдвигом, информации в блоке 7 пам ти текущего кадра, как было рассмотрено выше.

Циклы сравнени  повтор ютс  до тех пор, пока не будет последовательно завершено сравнение 64- участков пол  изображени . Число проведенных циклов сравнени  фиксируетс  вторым счетчиком 15. По окончании 64-го цикла сравнени  выходной сигнал с 6 разр да второго счетчика 15 вы- зывает срабатывание второго триггера 26. Сигнал с инвертирующего выхода второго триггера 26 через четвертый элемент И 24 блокирует первый триггер 17 по его входу установки в исходное состо ние. При этом на выходе первого триггера устанавливаетс  уровень логического О, запрещающий сдвиг информации в блоке 8 пам ти эталонного кадра. Уровень логического О на выходе первого триггера 17 удерживает- с  до тех пор, пока систем не перейдет в следующем телевизионном кадре в режим записи информации.

В следующем телевизионном кадре сигнал , формирующий левый угол строб-окна 27, устанавливает второй триггер 26 в исходное состо ние, при этом снимаетс  блокировка с первого триггера 17.

Содержимое второго счетчика 15 однозначно определ ет положение эталона в строб-окне 27,

Сравнение содержимого блока 8 пам ти эталонного кадра с содержимым блока 7 пам ти текущего кадра осуществл етс  при помощи цифрового чоррел тора 12. В ре- зупьтате работы цифрового коррел тора 12 определ етс  точка максимальной коррел ции и ее координаты в строб-окне 27. Затем координаты точки максимальной коррел ции , представленные соответствующими сигналами ошибки (рассогласовани ), используютс  дл  изменени  положени  телекамеры так, чтобы объект был размещен в центре строб-окна 27 и в центре монитора.

Телевизионное след щее устройство с использованием пространственной коррел ции обеспечивает повышение точности системы слежени  за счет уточненного определени  точки максимальной коррел ции и ее координат при организации управле- ни  сдвигом информации в регистре блока 8 пам ти эталонного кадра таким образом, что в любом телевизионном кадре информаци  из этого блока пам ти сравниваетс  в коррел торе с информацией от од них и тех же 64-х (из 81 возможного) участков блока 7 пам ти текущего кадра.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Телевизионное след щее устройство, содержащее передающий блок, первый вы- код которого соединен с. монитором и первым входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП), второй выход передающего блока соединен с первым входом блока управлени , второй вход которого соединен с выходом переключател  режимов, первый выход генератора импульсов синхронизации соединен с третьим входом блока управлени , первым входом передающего блока и вторым входом АЦП. выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, причем выход первого элемента И соединен с информационным входом блока пам ти текущего кадра, а выход второго элемента И соединен с информационным входом блока пам ти эталонного кадра, первый выход блока управлени  соединен третьим входом АЦП, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом первого элемента И, инвертирующими входами первого и второго блоков рециркул ции данных, третий выход блока управлени  соединен с вторым входом второго элемента И и инвертирующим входом третьего блока рециркул ции данных, выход блока пам ти текущего кадра соединен с первым входом цифрового коррел тора и пр мым входом первого блока рециркул ции данных, выход блока пам ти эталонного кадра соединен с пр мым входом третьего блока рециркул ции данных и через первый элемент НЕ -с вторым входом цифрового коррел тора, выход первого блока рециркул ции данных соединен с вторым входом блока пам ти текущего кадра, выход третьего блока рециркул ции данных соединен с вторым входом блока пам ти эталонного кадра, второй выход генератора импульсов синхронизации соединен с пр мым входом второго блока рециркул ции данных, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, третий выход генератора импульсов синхронизации соединен с входами установки в 0й первого и второго счетчиков, выход цифрового коррел тора соединен через цифроаналогоеый преобразователь с вторым входом передающего блока, четвертый выход генератора импульсов синхронизации соединен с третьим входом цифрового коррел тора, первый выход первого счетчика соединен со счетным входом второго счетчика, второй, третий и четвертый входы первого счетчика соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами кймпаратора, первый выход второго счетчика соединен с четвертым входом цифрового коррел тора, второй, третий и четвертый выходы второго счетчика соединены соответственно с четвертым , п тым и шестым входами компаратора , выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управлени , выход элемента

   ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов синхронизации, выход третьего элемента И соединен с третьим входом блока пам ти эталонного кадра, а второй выход генератора импульсов синхронизации соединен с третьим входом блока пам ти текущего кадра, отличающеес  тем,что, с целью повышени  точности путем определени  точки максимальной коррел ции и ее координат, введены третий счетчик, второй триггер, второй элемент НЕ, четвертый элемент И, причем вход третьего счетчика соединен с выходом компаратора, выход

   0

   5

   третьего счетчика соединен через второй элемент НЕ с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора импульсов синхронизации, информационный вход второго триггера соединен с п тым выходом второго счетчика, вход установки в О второго триггера соединен с вторым выходом передающего блока, инвертирующий выход второго триггера подключен к третьему входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом установки в 0м первого триггера, а вход устанбвки в О третьего счетчика соединен с третьим выходом генератора импульсов синхронизации.

   /и участок.

   27

   а

   27

   г

   2-й участок

   7,

   5

   Лоле изображени 

   Риг.З