Телевизионное устройство для измерения площади объектов различной оптической плотности

 

Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит телевизионный датчик 1, генератор 2 тактовых импульсов, два измерительных канала, состоящих из компараторов 3 и 4, элементов И 5 и 6 и счетчиков 7 и 8, блок 9 регистрации измерений и блок 10 формирования оптимальных порогов. Датчик 1 осуществляет координатно-временной опрос яркостного рельефа в плоскости изображения объекта, гистограмма распределения оптической плотности которого содержит два четко разделенных максимума. Это приводит к изменению измеряемых значений площади участков изображений, характеризуемых различными уровнями серого. Измерительные каналы осуществляют измерения площадей двух участков изображения (кадров), имеющих раэличную оптическую плотность (уровень серого). Полученная информация поступает в блок 9 регистрации. Цель достигается введением блока 10 формирования, который на основе анализа амплитудной гистограммы распределения видеосигнала формирует оптимальные уровни двух пороговых напряжений, соответствующие двум минимумам ф-ции распределения оптической плотности, а также осуществляет постоянный контроль значений этих напряжений. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д11 4 Н 04 М 7/18 фЯЯ ДЗНЦ цд п „.;,;; „,„Eking

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4233610/24-09 (22) 22.04.87 (46) 23,09.89. Бюл. Р 35 (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения с опытным производством АН ГССР (72) И.К.Дидебулидзе (53) 621.397.13 (088.8) (56) Приборы для научных исследований, 1984, N - 11, с.56-59. (54) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ ОБЪЕКТОВ РАЗЛИЧНОЙ

ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ (57) Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изоб етения— повьппение точности измерений. Устр-во содержит телевизионный датчик 1, генератор 2 тактовых импульсов, два измерительных канала, состоящих из компараторов 3 и 4, элементов И 5 и 6 и счетчиков 7 и 8, блок 9 регистрации измерений и блок 10 формирования оптимальных порогов. Датчик 1, осущеÄÄSUÄÄ 1510108 А1

2 ствляет координатно-временной, опрос яркостного рельефа в плоскости изоб- ражения объекта, гистограмма распределения оптической плотности которого содержит два четко разделенных максимума. Это приводит к изменению измеряемых значений площади участков изображений, характеризуемых различными уровнями серого. Измерительные каналы осуществляют измерения площадей двух участков иэображения (кад-1 ров), имеющих различную оптическую плотность (уровень се ого) . Полученная информация поступает в блок

9 регистрации. Цель достигается введением блока 10 формирования, который на основе анализа амплитудной гистограммы распределения видеосигнала формирует оптимальные уровни двух пороговых напряжений, соответствующие двум минимумам ф-ции распределения оптической плотности, а также осуществляют постоянный контроль значений этих напряжений. 2 э.п.ф-лы, 5 ил.

1510108

20

40 ка 10 и устройства в целом на фиг.5à . приведена интегральная функция, а на фиг.5б функция распределения оптической плотности анализируемого изображения, совпадающая с амплитудной гистограммой распределения видеосигна- . ла и имеющая. два достаточно хорошо разделенных экстремума (минимума).

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в автоматических телевизионных (ТВ) измерительных системах.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — структурная электрическая схема блока формирования оптимальных порогов, на фиг.3— .структурная электрическая схема блоica сканирования порогов, на фиг.4 и

5 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) содержит ТВдатчик 1, генератор 2 тактовых импульсов, первый и второй компараторы

3 и 4, первый и:второй элементы И 5 и 6, первый и второй счетчики 7 и 8, блок 9 регистрации измерений и блок

10 формирования оптимальных порогов.

Блок формирования оптимальных порогов (фиг.2) содержит блок 11 сканирования 25 порогов, третий, четвертый и пятый компараторы 12-14, третий и четвертый элементы И 15 и 16, третий и четвертый счетчики 17 и 18, блок 19 сравнения кодов, триггер 20, формирователь

21 импульсов, первый и второй блоки

22 и 23 выборки и хранения. Блок сканирования порогов (фиг.3) содержит пятый, шестой и седьмой счетчики 2426, первый, второй и третий цифроана- 35 логовые преобразователи (ЦАП) 27-29.

Устройство работает следующим образом.

ТВ-датчик 1 осуществляет координатно-временной опрос яркостного рельефа в плоскости изображения обь- . екта, гистограмма распределения опти- ческой плотности которого содержит два четко разделенных максимума, что приводит к изменению измеряемых зна. чений площади участков изображений, характеризуемых различными уровнями серого. При этом на первом выходе

ТВ-датчика 1 формируется аналоговый видеосигнал U (фиг.4а), в котором уровню белого соответствует фонизображения, а на втором выходе формируют" ся импульсы кадровой синхронизации

KCH (фиг.5в).

Первый и втоРой измерительные ка- 55 налы устройства осуществляют измере- ния площадей двух участков изображения (кадров), имеющих различную оптическую плотность (уровень серого), и состоят соответственно из первых компаратора 3, элемента И 5 и счетчика 7 и из вторых компаратора 4, элемента И 6 и счетчика 8. Первый и второй компараторы 3 и 4 осуществляют сравнение U соответственно с первым и вторым пороговыми напряжениями

U u U, которые формируются блоком

10. При этом на инверсном выходе первого компаратора 3 формируется сигнал разрешения счета первого измерительного канала (фиг.4б), а сигнал синверсного выхода второго компаратора

4 (фиг.4в) совместно с сигналом прямого выхода первого компаратора 3 формируют сигнал разрешения счета второго измерительного канала (фиг.4г) °

Генератор 2 работает в непрерывном режиме (фиг.4д), формируя счетные импульсы частоты F, которые по т командам разрешения счета первого и второго измерительных каналов подаются через первый и второй элементы

И 5 и 6 на счетные входы первого и второго счетчиков 7 (фиг.4е) и 8 (фиг.4ж), формируя за время одного кадра Т„ на их выходах сигналы, являющиеся мерой площади участков изображения (S 1 и Б„, фиг.5а), характеризующихся разными уровнями серого (более темные в первом измерительном канале, менее темные во втором из- мерительном канале).

В конце каждого очередного кадра по команде с второго выхода ТВ-датчика 1 (фиг.5в) осуществляется регистрация информации с выходов первого и второго счетчиков 7 и 8 в бло" ке 9 и сброс первого и второго счет.чиков 7 и 8.

Для пояснения принципа работы блоНа основе анализа амплитудной гистограммы распределения видеосигнала блок 10 формирует оптимальные уровни пороговых напряжений U, и U, соответствующие первому и второму минимумам функции распределения оптйческой плотности, т.е. точкам минимальной крутизны интегральной функции..

5 1510108 6

Для этого по сигналу кадрового синхронизирующего импульса на управляющем входе блок 11 осуществляет цикличное покадровое сканирование порогов срабатывания третьего, четвертого и пятого компараторов 12-14 с постоянным шагом сканированиМ так, что в каждом i-м кадре цикла (Т

Ц время одного цикла) им. соответствуют 10 значения U .,, U;, U;+ „где i 1...

: и U, Ä--U;=U U,,- u (ЛП Ф0).

При этом в каждом i-м кадре цикла сканирования порогов на выходах пятого, шестого и седьмого счетчиков 24- 15

26 (фиг.3) устанавливаются коды чисел (i-1), i, (i+1), а на выходах первого, второго и третьего ЦАП 2729 — значения напряжений П;,, U; и

U1+ q соответственно ° .20

Сигналы с выходов третьего, четвертого и пятого компараторов 12-14 управляют работой третьего и четвертого элементов И 15 и 16, разрешая прохождение F на счетный вход третьего счетчика 17, когда U (U а,С

1 - 1 (U., и на счетный вход четвертого

1 счетчика 18, когда U; < U U;+„формируя за время координатно-временного опроса Т на их выходах сигналы N . 30 и И;,, соответствующие значениям соседних отсчетов амплитудной гистограммы распределения видеосигнала (фиг.5б) .

При наличии кадрового синхроимпульса на входе разрешения блок 19 формирует на входах R u S триггера

20 сигнал установки "0" (фиг.5г), когда N;->r N или сигнал установки "1" (фиг.5д), когда N „

По положительным перепадам (фронтам) сигнала на выходе три"гера 20 (фиг.5е) формирователь 21 поочередно формирует импульсы на первом (фиг ° 5ж) и втором (фиг.5з) выходах, осущест- 45 вляя запись соответствующих значений

U с второго вых ода блока 11 в первый и второй блоки 22 и 23 таким образом, что в них оказываются записанные оптимальные значения U и Б, соответствующие первому и второму экстремумам (минимумам) амплитудной гистограммы распределения видеосигнала (фиг.5б).

По окончании действия импульса на втором выходе блока 21 (фиг.5з) на вы- 5 ходах блока 11 устанавливаются начальные (минимальные) значения пороговых уровней и начинается очередной цикл сканирования порогов так, что блок 10 осуществляет постоянный конTpQJIb значений U H U °

За счет автоматической установки и поддержания оптимальных значений пороговых напряжений первого и второго измерительных каналов (соотвествующих пикам-минимумам гистограммы распределения оптической плотности) устройство позволяет автоматизировать процесс измерения и повысить его точность

Ф о р м у л а- и з о б р е т е н и я

1. Телевизионное устройство для измерения площади объектов различной оптической плотности, содержащее телевизионный датчик, первый выход которого соединен одновременно с первыми входами первого и второго компараторов, при этом второй выход телевизионного датчика соединен одновременно с входами обнуления первого -и второго счетчиков и с управляющим входом блока регистрации измерений, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, счетные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых объединены и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, при этом вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсными выходами первого и второго компараторов, а третий вход второго элемента И соединен с прямьм выходом первого компаратора, о т л л— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введен блок формирования оптимальных порогов, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами телевизионного датчика, а также с выходом генератора -тактовых импульсов, при этом выходы первого и второго пороговых напряжений блока формирования оптимальных порогов соединены соответственно с вторыми входами первого и второго компараторов.

2 ° Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования оптимальных порогов содержит третий, четвертый и пятый компараторы, первые входы которых объ динены и являются первым входом блока форми 1510108 рования оптимальных порогов, при этом вторые входы третьего, четвертого и пятого компараторов соединены соответственно с первым, вторым и третьим 5 выходами блока сканирования порогов, управляющий вход которого является вторым входом блока формирования оптимальных порогов и объединен-. с входами обнуления третьего и четвертого счетчиков, а также с входом управления блока сравнения кодов, первый и второй информационные входы которой соединены соответственно с выходами третьего и четвертого счетчиков, 15 счетные входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых объединены и являются третьим входом блока формирования оптимальных 20 порогов, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямыми выходами третьего и четвертого компараторов, а третьи входы третьего и четвертого эле- 25 ментов И соединены соответственно с инверсными выходами четвертого и пятого компараторов, первый и второй выходы блока сравнения коцов соединены соответственно с входами установки ЗО единицы и нуля триггера, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, первый и второй выходы ко торого соединены соответственно с управляющими входами записи первого и второго блоков выборки и хранения, выходы которых являются соответственно выходами первого и второго пороговых напряжений блока формирования оптимальных порогов, при этом информационные входы первого и второго блоков выборки и хранения объединены и соединены с вторым выходом блока ска-, нирования порогов, установочный вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов.

3. Устройство по пп.1 и 2,,о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сканирования порогов содержит пятый, шестой и седьмой счетчики, выходы которых соединены соответственно с вхо,дами первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выходы которых являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока сканирования порогов, при этом счетные входы пятого, шестого и седьмого счетчиков объединены между собой и являются установочным входом блока ска- . нирования порогов, управляющим входом которого являются объединенные между собой входы предварительной записи пятого, шестого и седьмого счетчиков, на информационные входы которых поданы соответственно двоичные коды чисел ноль, один и два.

Рпр Ь 1510108

0Н

Редактор Е.Папп

Заказ 5830/57

Тираж 626

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

О

И ф

Ц!

) C0

t г

Составитель В.Землянухин

Техред Л.Олийнык . Корректор В,Кабаций\/