SU873252A1 - Устройство дл распознавани пр молинейных элементов изображений - Google Patents

Description

1 - ;

Изобретение относитс  к автоматчике и вычислительной технике, в частности/ к устройствам дл  разпознавани  образов,,- и может использоватьс  в системах автоматического анализа изобргикений , в телевизионном зрении робо тов, дл  обработки биомедицинских препаратов, при анализе и класси 1 икации почвенных структур, дл  обмена геолоточеских карт, дл  разпознава- НИИ линейных элементов треков.

Известны устройства дл  разпознавани  пр молинейных элементов изображений , дбйст.вие которых основано на анализе сигналов, формируемых на выходе телевизионного датчика при помощи совокупности электронных блоковtlj

Наиболее близким по технической супдности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  распознавани  пр молинейных элементов изображений, содержгидее телевизионный датчик, блок вычитг ни , элемент задержки, первый : пороговый элемент, первый-суквлатрр, подключенный к его выходу второй пороговый элемент и блок с нхрон эации, выход синхроимпульсов которого подключен ко входу синхронизащии те евнзионцозто датчика, выход телевизирниогр датчика подключен к первому вхо||у

блока вычитани , элемент задержки включен между выходом телевизионного датчика и вторым входом блока вычитани , а выход блока вычитани  подкпючен ко входу первого порогового злемента t. , . .

Недостатком зтого устройства  вл етс  низкое быстродействие, обусловленное необходимостью последова10 тельного анализа пол  изображений по различным углам наклона и отсутствием автоматкческого определени  начальной точки сканировани .

Цель изобретени  - повыаение быстродействи  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем за счет того, что в состав устройст-г ва введены блок пам ти, элемент И, первый вхр которого подключен к вы20 ходу первого порогового элемента, а выход- кЬ входу первого сумматора, схема сравйЬни , выход которой подключен ко -второму входу элемента И, последовательно соединенные счетчик

25 тактовых импульсов, первый блок элементов И и регистр координаты X, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу регистра координаты X, а выход - к первому входу схе30 мы сравнени , последовательно соединенные счетчик строчных импульсов, etopdfl блок элементов И и регистр координаты У, третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу регистра координаты Y, а выход - ко второму входу схемы сравнени , выход первого порогового элемента подключен к первым управл ющим входам первого и второго блоков элементов И, выходы тактовых и строчных импульсов блока синхронизации подключены соответственно ко входу счетчика тактовых импульсов и входу счетчика строчных импульсов , выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам схемд сравнени ,а также к адресным входам координат X и Y блока пам ти выход которого подключен ко вторым управл ющим входам первого и второго блоков элементов И, выход сигнала приргицений координаты X блока пам ти подключен ко второму входу второго сумматора, выход сигнала приращени  координаты Y блока пам ти - ко второму входу третьего сумматора, управл ющий вход блока пам ти подключен к выходу схемы .сравнени , а вход записи блока пг1м ти - к выходу второго порогового элемента.

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство содержит телевизионный датчик 1, блок вычитани  2, элемент задержки 3, первый пороговый элемент 4, первый блок элементов И 5, второй блок элементов И 6, элемент И 7, первый сумматор 8, второй пороговый элемент 9, блок синхрониэсщии 10, счетчик тактовых импульсов 11, счетчик строчных импульсов 12, схему 13 сравнени , блок пам ти 14, регистр 15 .координаты X, второй сумматор 16, регистр 17 координаты Y и третий сумматор 18.

5а счет введени  новых блоков и св зей повышаетс  оперативность распознавани  пр мых линий и краев объек тов произвольных направлений, т.е. уменьшаетс  врем  распознавани , повышаетс  производительность работы устройства , упрощаетс  его эксплуатёмци 

поскольку в устройстве производитс 

проверка на пр мую линию или край объекта только в том месте, где встречаетс  контурна  точка и пропускаютс  участки, свободные от них. Не требуетс  априорной информации о направлении пр мого кра  или пр мой линии, устройство автоматически перестраиваетс  по всему полю изобретени . Устран етс  повторное распознавание ранее выделенных пр млх линий и краев объектов. Исключаетс  участие оператора - вывод в начальную точку суммировани  происходит в результате поиска. Кроме того, упрощаетс  структура устройства дл  выделени  и распознавани  пр мых линий и краев объек

тов произвольных направлений в изображении .

Устройство работает следукицим образом .

Поле анализируемого изображени  просматриваетс  в соответствии с законом телевизионной развертки - слева Направо, сверху вниз. Параллельно просматриваетс  и блок пам ти 14, с1дреса считывани  которого задаютс  счетчиком тактовых импульсов 11 и счетчиком строчных импульсов 12. В исходном положении часть блока пам ти 14, котора  соответствует полю изображени , свободна. В блоке вычитани  2 последовательно вычисл етс  разность амплитуд зсодержанных сигналов в элементе задержки 3 и незгщержанных сигналов с выхода телевизионного датчика 1. Эта разность затем подаетс  в первый пороговый элемент 4, и в случае превышени  установленного порога, на его выходе по вл ютс  импульсы , которые соответствуют контурным элементам. Первый этап - процесс поиска контурного элемента. В момент времени, когда электронный луч пересекает перепад  ркости, соответствующий контурному элементу, на выходе первого порогового элемента 4 по вл етс  сигнал, который  вл етс  разрешающим на первых управл ющих входах блоков элементов И 5 и б. Вторым управл ющим сигналом дл  блоков элементов И 5 и б  вл етс  сигнал состо ни  с выхода блока Пс1м ти 14, но поскольку пам ть в начальный момент свободна, то он также разрешающий. Таким образом, сигнал с выхода счетчика тактовых импульсов 11 и счетчика строчных импульсов 12, которые в данный момент времени определ ют координату X и координату Y контурного элемента соответственно через открытые блоки элементов И 5 и 6« записываютс  в регистр

15координаты X и регистр 17 коорди наты Y и далее -. во второй сумматор

16и в третий сумматор 18. Так как в этот момент времени сигнал на выходе счетчика тактовых импульсов 11 равен сигналу на выходе второго сумматора 16, а сигнсл на выходе счетчика строчныхимпульсов 12 равен сигналу на выходе третьего сумматора 18, в схеме сравнени  13 формируетс  импульс , который открывает элемент И 7, и сигнал контурного элемента с выхода  ервого порогового элемента 4 поступает на вход первого сумматора 8 Второй этап - собственно процесс распоз .1авани  пр ншх линий и краев объектов , использу  пространственное накопление по направлени м оС ,/2, ...oL. Поскольку растр дискретный, то количество иап1 авлений ие так велико. Формирование направлений суммировани , т.е. интерполирование линейной функции X К«У, где К - коэффициент, задёпощий наклон линии, осуществл етс  вторым и третьим сумматорами 16 и 18 совместно с блоком пам ти 14, Часть блока пам ти отведена под хранение приращений координат X и Y, которые соответствуют различным значени м коэффициента К. За счет считывани  IB каждом кадре из блока пам ти 14 по действием управл ющего сигнала с вы|хода схема сравнени  13 различных |Приращений координат X и Y во второй и третий сумматоры 16 и 18 обеспечиваетс  изменение наклона интерполируемой линии с заданным 1щскретом (О 180), Например, при считывании из блока пам ти 14 во второй сумматор 16 кода сигнгша единичного приращени  координаты X, а в третий сумматор 18 - сигнала нулевого приращени  Y, код сигнала на выходе второго сумматора 16 с каждым сигналом с выхода сравнени  13 увеличив етс  на единицу. Схема сравнени  13 при равенстве кодов сигналов с выхода счетчика тактовых импульсов 11 и счетчика строчных импульсов 12 соответственно с кодами сигнгшов на выходах второго и третьего сумматоров 16 и 18 формирует импульсы, которые управл ют считыванием приращений координат X и Y из блока пам ти 14, а также открывают элемент И 7. Если в этот момент времени присутствует сигнсш на выходе первого порогового элемента 4,т.е. имеетс  контурный элемент, то этот сигнал через открытый элемент И 7 поступает на . вход первого сумматора 8. Таким образом , последовательно просматриваетс  направление вдоль оси X. Если в данном направлении находитс  пр ма 

Claims (2)

1. лини  или край объекта, то в первом сумиаторе 8 будет сигнал, достаточный дл  срабатывани  второго порогового элемента 9. Если пр мой линии или кра  нет, накопленный сигнал в первом сумматоре 8 сбрасываетс , и устройство переходит к суммированию в следующем направлении относительно начсшьных зафиксированных координат X и Y в регистрах 15 и 17 X и Y. При считывании из блока пам ти 14, например кодов сигнгшов, соот.ветству ющих единичным приращени м координат X и Y, суммирование проходит под углом 45 ° . Если накопленный сигнал в первом сумматоре 8 превышает поро . установленный во втором пороговом элементе 9, т.е. в данном направлеНИИ находитс  пр ма  лини  или край, то с выхода второго порогового элемента У на вход записи блока пам ти 14 подаетс  сигнал. По этому сигналу и сигналу с выхода схемы сравнени  13 записываетс  положение линии в блок пам ти 14 (по начальным координатам X и Y и с данными приращени;.ми Затем суммирование происходит в следующем направлении и т.д. После просмотра всех направлений относительно фиксированных координат в регистрах 15 и 17 координат X и Y осуществл етс  поиск нового контурного элемента , при этом устройство не обращает внимани  на контуркые элементы ранее выделенных линий., поскольку, как указывалось, параллельно с просмотром пол  ангшизируемого изображени  просматриваетс  блок пам ти 14. с тех мест, где была записана ранее выделенна  лини , на вторые управл ющие входы блоков элементов И 5 и 6 с выхода сигнала состо ний блока пам ти 14 подаетс  запрещающий сигнал и коды сигналов, соответствующие коодинатам X и Y с выхода счетчика тактовых импульсов 11 и счетчика строчных импульсов 12, не проход т через блоки элементов И 5 и 6, несмотр  на то, что на первых управл ющих входах йтих блоков имеетс  разрешающий сигнал . Если сигнал состо ни  блока пам ти 14 - разрешающий и имеетс  сигнал на выходе первого порогового элемента .4, координаты контурного элемента через блоки открытых элементов И 5 и 6 записываютс  в регистр координаты X 15 и регистр координаты Y 17 и далее во второй и третий сумматоры 16 и 18. Затем осуществл етс  процесс накоплени  по направлени м относительно уже этого элемента.Таким образом, процесс поиска и разпознавани  происходит до тех пор, пока не будут выделены все пр мые линии и кра  объектов в изображении.Включение новых блоков и св зей в схему выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа. Во-первых, дл  распознавани  пр мых линий и краев объектов произвольных, направлений не требуетс  вручную каждый раз подстраивать врем  запаздывани  во второй линии задержки или создавать большое количество устройств, -каждое из которых настроено на пр мую линию или край определенного направлени . Процесс распознавани  пр мых линий и краев произвольных направлений осуществл етс  одним предлагаемым устроством , автоматически перестраивающимс  по всему полю изображени , причем за счет просмотра блока пам ти 1 параллельно с просмотром пол  анализируемого изображени  исключаетс  -повторное -распознавание ранее выделенных пр мых линий и краев объектов При этом в значительной степени сокрщаетс  врем  распознавани , повышаетс  производительность работы устройства , а также упрощаетс  структура устЕ ойства дл  распознавани  пр мых линий и краев объектов произвольных направлений. Во-вторых, не требуетс  участи  оператора дл  вывода устройства в н.ачальную точку суммировани . За счет организации двухстадийной процедуры -поиск контурного элемент и распознавание, использу  накоплени по направлени м,обеспечиваетс  возмо ность автоматического вывода в начальную точку суммировани  и распознавание пр мых линий и краев объектов , при этом также повышаетс  опера тивность распознавани , поскольку в устройстве производитс  проверка на пр мую линию или край объекта только в том месте, где встречаетс  контурна  точка и пропускаютс  участки, не со цержащие их, и процесс поиска авто матизирован. В-третьих, устройство может оперативно перестраиватьс  под любую конкретную задачу за счет изме нени  приращений координат Хи Y, хр нимых в блоке пам ти. При этом можно выбрать наилучший режим работы устро ства и. повысить производительность его работы. В-четвертых, в предлагаемом устройстве исключен тракт задержки. Суммирование по различным направлени м осуществл етс  управл емым элек ментом И 7, который открываетс  в нужный момент импульсом с выхода схемл сравнени  13,при равенстве кодов сигналов с выхода счетчика тактовых импульсов 11 и сч.етчика строч ных импульсов 12 соответственно с кодами сигналов с выхода и третьего сулматоров 16 и 18. Интерполирование координат линейной функции X обеспечиваетс  вторым и третьим сумматорами 16 и 18 совместно с блоком пам ти 14, откуда считываютс  приращени  кодов сигналов , соответствунвдие различным коэффициентам К. Код на выходе второго сумматора 16 измен етс  по закону Р-к . ,. - - ). а- код на выходе третьего сумматора в- Р-к -чГ ,к - где X - - значение координаты X на . 1-ой строке разложени ; &Х{ - приращение, определ ющее наклон линии п « 1,2,... Y - значение координаты Y,соответствующее 1-ой строке, разложени ; &Y - приращение координаты Y, которое равно нулю при интерполировании горизонтальной линии или единице в остальных случа х; К - номер строки,- на которой в режиме поиска выделен контурный элемент, Р т число строк разложени . Кроме того, данным устройством можно параллельно с распознаванием производить также и измерение длины линий В этом случае во втором пороговом элементе 9 устанавливаетс  небольшой порог, повьааение которого указывает на присутствие в данном направлении линии, а не шумовых элементов , то по величине накопленного сигнала можно судить о длине линии. Таким образом, включение новых и св зей позвол ет в значительной степени повысить оперативность распознавани  - сокращение времени распознавани  и повыиение производительности работы устройства, упрощение эксплуатации, за счет автоматизации процесса поиска и распознавани , при исключении повторного распознавани  ранее выделенных линий и пр мых краев объектов, за счет обеспечени  возможности гибкой перестройки устройства под конкретную задачу. Формула изобретени  Устройство дл  распознавани  пр молинейных элементов изображений, содержащее телевизионный датчик, блок вычитани , элемент задержки, первый пороговый элемент, первый cyMMiciTOp, подключенный к его выходу второй поро-. говый элемент и блок синхронизации, выход синхроимпульсов которого .подключен ко входу синхронизации телевизионного датчика, выход телевизионного датчика подключен к первому входу блока вычитани , элемент задержки включен между выходом телевизионного датчика и вторым входом блока вычитани , а выход блока вычитани  под-ключей ко входу первого порогового элемента, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  устройства, оно содержит блок пам ти, элемент И, первый вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход - ко входу первого сумматора, схему сравнени , выход которой подключен ко второму входу элемента И, последовательно соединенные счетчик тактовых импульсов, первый блок элементов И и регистр координаты Х,.втсфой сумматор , первый вход которого подключен к выходу регистра координаты X, а выход - к первому входу схемы, сравнени , последовательно соединенные счетчик строчных импульсов, второй блок элементов И и регистр координаты Y, третий сумматор, первый вход которого подключен к выходу регистра координаты Y, а выход - ко второму входу cxet« сравнени , выход первого порогового элемента подключен к первым управл ющим входам первого и второго , блоковэлементов И, выходы тактовых и строчных импульсов блока синхронизации подключены соответственно ко входу счетчика тактовых импульсов и входу счетчика строчных импульсов, выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам схемы сравнени , а также к адресным входам координат X и У блока пам ти.

   выход которого подключен ко вторым управл ющим входам первого и второго блоков элементов И, выход сигнала приращений координаты X блока пам ти подключай ко второму входу второго сумматора, выход сигнала приращени  . координаты Y блока пам ти - ко второму входу третьего сумматора, управл ющий вход блока пам ти подключен к выходу схенл сравнени , а вход эапнси блока пам ти - к выходу второго порогового щ Мемента.

   Источники инфсфмации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,. Авторское свидетельство СССР 548873, кл. с. 06 К 9/00,

   -I J / Э
2. 2. Авдеев B.li, и др, край как признак дл  выделени  фигуры. Техника средств св зи. Сер. Технка телевидени , 1977, вып.1, с.96, рис. 9 (прототип),