Устройство для подсчета плоских предметов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Совэ Советских

Социалистических

Реснублик

ps ) 3005311 (6!) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 31. 07. 81 (2! ) 3328915/18-.24

Р М g+ з

G -06 М 11/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень Мо 10 (ЗЗ УДК 621.374. .32(088.8) Дата опубликования описания 15.03.83 (72) Авторы изобретения

Г.В. Поляков, Б.A. Финкельштейн и А.A. Cyxa

Ростовский ордена Трудового Красного Знамееи государственный университет (7! ) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТЛ. ПЛОСКИХ

ПРЕДМЕТОВ

Изобретение относится к телевизионным средствам автоматического анализа изображений, используемых например, для измерения числа и площади предметов, произвольно распределенных на плоскости носителя изображений, и может быть использовано в робототехнике для подсчета количест-. ва предметов на сцене и классификации по занимаемой ими площади, а также для подсчета и квтассификации биообъектов.

Известно телевизионное устройство, содержащее телекамеру, блок строчной развертки, выполняющий функцию поиска объектов, блок следящей развертки, выполняющей .обход контура объекта кипп-реле, подключенное к выходу телекамеры, пиковйй детектор, подключенный к блоку .следящей развертки, схему антисовпадений, на один иэ входов которой подан сигнал с кипп-реле, а на другой вход подан сигнал с пикового детектора, к выходу схемы антисовпадений подключен счетчик (13.

Недостатком этого устройства является узкий диапазон размеров измеряемых частиц .иэ-эа ограничений, налагаемых кипп-реле и пиковым детектором а также неточность счета при наличии в объектах визуальных отверстий, так как в устройстве нет селекции внешнего и внутреннего контура.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для подсчета плоских предметов, содержащее телевиэион-!

О ную камеру, входы которой соединены с первыми выходами блока строчной. развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выход которого через коммутатор подключен к первым входам блока строчной развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного блока, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления.

При этом вначале происходит выделение контурных линий объекта, затем их отображение на следующую телетрубку, оптически связанную с телекамерой °

В режиме поиска устройство работает как обычная телевизионная система с построчной разверткой, а при попадании луча на иэображение выделенной контурной линии на телекамере проис". ходит переход в режим пошагового сле- жения. за контуром. Данное устройст1005111 .

4 во не ограничивает диапазон размеров измеряемых частиц (2 ). .Недостатком известного устройства является невысокая точность, так как при Наличии в частицах визуаль,ных отверстий происходит избыточный

Подсчет, а также сравнительно невысокая скорость подсчета из-за необходимости в предварительном выделе-, нии контуров для последующего их обхода.

Цель изобретения — повышение точности устройства и увеличение скорости подсчета числа предметов, т.е. повышение его быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для подсчета плоских предметов, содержащее телевизионную камеру, входы которой соединены с первыми выходами блока строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выход которого через коммутатор подключен к первым входам блока строчной развертки и блока сле дящей развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного .блока, второй вход которого подключен к тре тьему выходу блока управления,. вве,дены формирователи импульсов, ключ, блок дифференцирования и блок регист рации контура, выход кОторого через первый формирователь импульсов соединен с первым входом . блока управления, четвертый выход которого подключен к второму входу блока следящей развертки, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления и с первым входом ключа, выход которого подключен к входу интегратора, выход телевизионной камеры соединен с третьим вхо- дом блока следящей развертки и через блок дифференцирования — с третьим входом блока управления, третий выход которого подключен к. второму входу ключа, первый и второй выходы блока строчной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока управления, третий выход блока строчной развертки подключен к первому входу блока регист- рации контура, к входу второго форин рователя импульсов, выход которого соединен с входом блока регистрации контура и с третьим входом счетного блока, второй выход блока следящей развертки подключен к третьему входу блока регистрации контура.

Кроме .того,, блок управления содержит элемент памяти, элемент задержки, элемент сравнения, селектор полярности, формирователь импульсов, элемент И и элемент неравиозначности, первый вкод которого соединен .с первым входом блока управленйя, третий вход которого .через формирова тель импульсов подключен к втофЬму входу элемента неравнозначности, выход которого соединен с вторым выходом блока памяти и с первым входом элемента И, выход которого под: 5 ключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого через селектор полярности соединен с вторым входом элемента И, четвертый

I и пятый входы блока управления подключены к входам элемента памяти, первый выход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу элемента сравнения, l5 выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход элемента памяти через элемент задержки подключен к второму входу элемента сравнения.

7П Блок регистрации контура содержит блок считывания, блок стирания, блок записи и запоминающую электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с выходами блока считывания, блока стирания и блока записи, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока регистрации контура, выход которого соединен с выходом запоминающей электронно-лучевой трубки.

На чертеде представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит телевизионную камеру 1, блок 2 строчной развертки, З5 блок 3 считывания, элемент памяти 4, блок 5 следящей развертки, блок 6 записи, элемент 7 сравнения, блок 8 дифференцирования, блок 9 управления, селектор 10 полярности, формирователь

40 11 импульсов, элемент неравнозначности 12, элемент И 13,элемент 14 за-: держки, коммутатор 15, ключ 16, интегратор 17, дискриминатор 18, счетный блок 19, первый формирователь импульсов 20, запоминающую электронно-лучевую трубку 21, блок

22 регистрации контура, блок 23 стирания, второй формирователь .24 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Изображение проецируется на телевизионную камеру 1. В режиме поиска импульсы видеосигнала с камеры отсутствуют и устройство работа55 ет как обычная телевизионная система с построчной разверткой изображения, осуществляемой блоком 2 строчной развертки, который управляет блоком 3 считывания. При попадании

Q) электронного луча на перепад яркости на телевизионной камере возникает видеосигнал, который на выходе блока 8 дифференцирования будет представлять собой Прямоугольный импульс, причем при перепаде

1005111 темное - светлое будет положительный

- а при .,перепаде светлое — темное будет отрицательным. После этого импуль поступает на формирователь 11 импульсов, который на вход элемента неравнозначности 12. выдает только однополярные импульсы, независимо от полярности импульсов с блока 8 дифференцирования. На выходе селектора 10 полярности, на вход которого также поступают. импульсы с блока

8 дифференцирования -будут импульсы только в том случае, когда перепад яркости при движении луча был светлоетемное, т.е. перепад фон — .предмет, что соответствует внешнему контуру предмета. При поступлении видеосигнала на первый вход элемента неравнозначности 12 и отсутствии его на втором входе, который является выходом с первого формирователя 20 им15

20 пульсов, на выходе элемента неравнозначности 12 возникает импульсный сигнал, который .поступает иа вход коммутатора 15, переключающего работу блока 2 строчной развертки на ра- 25 боту блока 5 следящей развертки, а значит и работу блока 3 считывания на работу блока 6 записи. Начинается режим непрерывного слежения расфокусированным лучом по границе перепадов яркости и одновременная запись контура на экран запоминающей электронно-лучевой трубки 21 до совпадения координат исходной точки обхода контура, занесенных в элемент памяти 4 и задержанных элементом за35 держки 14 для предотвращения срабатывания элемента сравнения 7 в начальный момент, и координаты конечной точки замкнутого контура. При этом на экране запоминающей электроннолучевой трубки 21 отобразится контур предмета. Эти же сигналы блока следящей развертки поступают через ключ 16, который отпирается элементом И 13, реагирующем .на внешний контур предмета, на интегратор 17, который определяет площадь внешнего

45 контура. Выход интегратора поступает в дискриминатор 18 с выхода которого сигналы поступают в счетный блок 19, который регистрирует распределения по площадям и увеличивает на едини50 цу предыдущее число предметов по сигналам с элемента И 13. После окончания обхода контура выходной сигнал элемента сравнения 7 поступает на вход .коммутатора 15.и происходит переключение на работу строчной развертки и соответственно на работу блока 3 считывания, причем с той же точки, в которой произошла остановка зафикси-.,Я) ровЪнной элементом памяти 4. При дальнейшем сканировании изображения предмета на телевизионной камере и одновременно считывании с запоминающей электронно-лучевой трубки возникают видеоимпульсы с телекамеры и выходные сигналы запоминающей электронно-лучевой трубки, элемент неравнозначности 12 не .срабатывает и процесс сканирования продолжается.

Затем происходит переключение на следящую развертку. Сигнал с выхода . блока 5 следящей развертки не проходит в интегратор. 17 йз-за того, что ключ 16 заперт, так как с выхода се лектора 10 полярности не поступает на вход элемента И 13. В этом случае не увеличивается и счет предметов, но внутренний контур отображается на экране запоминающей электронно-лучевой трубки 21 и дальнейшая работа устройства продолжается до следующего предмета или до окончания скани-, рования всего кадра. При окончании сканиронания кадра второй формирователь 24 импульсов запускает работу блока 23 стирания и выдает сигнал об окончании очередного счета в счетный блок 19, а блок 2 строчной развертки переводит сканирующий луч в исходное состояние и начинается новый цикл работы устройства.

Устройство позволяет производить счет предметов при наличии в них визуальных отверстий, что невозможно сделать в известном устройстве, так как обход контуров происходит не на самом изображении, а на выделенных линиях контраста, что не позволяет отделить внешний контур предмета от визуальных отверстий. Данное устройство также обеспечивает увеличение скорости подсчета предметов в два раза по сравнению с известным за счет совмещения операций выделения контура и его обхода.

Формула изобретения

1. Устройство для подсчета плоских предметов, содержащее телевизионную камеру, входы котОрой соединены с первыми выходами блока .строчной развертки и блока следящей развертки, блок управления, первый и второй выходы которого через коммутатор подключены к первым входам блока строчной развертки и блока следящей развертки, интегратор, выход которого через дискриминатор соединен с первым входом счетного блока, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены формирователи импульсов, ключ, блок дифференцирования и блок регистрации контура, выход которого через первый формирователь импульсов соединен с первым входом блока управления, четвертый выход которо1005111

ro подйлючен к второму входу блока следящей развертки, первый выход которого соединен с вторым входом блока; управления и с первым входом ключа, выход которого подключен к входу интегратора, выход телевизионной камеры соединен с третьим входом блока следящей развертки и через блок дифференцирования — с третьим входом блока управления, третий выход которого .подключен к второму входу клю- ® ча первый и второй выходы блока строчной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым входа" ми блока управления, третий выход блока строчной развертки подключен к IS первому входу блока регистрации контура и к входу второго формировате-. ля импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации контура и с третьим входом счет- gQ ного блока,"второй выход блока следящей развертки подключен к третьему входу блока регистрации контура.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что. блок уп- 25 равления содержит элемент памяти, элемент задержки, элемент сравнения, селектор. полярности, формирователь импульсов, элемент Й и элемент неравнозначности, первый вход которого соединен с первым входом блока управления, третий вход которого через формирователь импульсов подключен, к второму входу элемента неравно-. значности, выход которого соединен с вторым выходом блока памяти и с первым входом элемента И, выход которого подключен к третьему выходу блока управления, третий вход которого через селектор полярности соединен с вторым входом элемента И, четвертый и пятый входы блока, управления подключены к входам элемента памяти, первый выход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход элемента памяти через элемент задержки подключен к второму входу элемента сравнения.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок. регистрации контура содержит блок считывания, блок стирания, блок записи и запоминающую электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с выходами блока считывания, блока стирания и блока записи, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока регистрации контура, выход которого соединен с выходом запоминающей электронно-лучевой трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 229590, кл. G 06 М 11/02, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

9 433518, кл. G 06 M 11/02, 1972 (прототип ) ..

1005111

Составитель Г. Усачев

Редактор К.. Волощук Техред С.Иигуйова Корректор В.Бутяга

Заказ 1904/б7 Тираж 704 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская"наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4