Устройство определения координат объекта

 

Изобретение относится к технике цифровой обработки изображений (И) и может использоваться в системах технического зрения. Цель изобретения - повышение точности определения координат объекта. Устройство определения координат объекта содержит блок памяти (БП) 1 сигнала сглаженного И, БП 2 сигнала эталонного И, БП 3 и 4 сигнала текущего И, блок 5 адресации, БП 6 весовой ф-ции, БП 7 пороговых ф-ций, блоки 8, 9 и 11 коммутации сигналов, блок 10 вычисления разности сигналов текущего и эталонного И, умножитель 12, блок 13 управления, блок 14 вычисления сигналов координат объекта и блок 15 координатных регистров. Данное устройство позволяет повысить точность определения координат объекта, т.к. в качестве эталонного И при его смене используется не текущее И объекта, а сглаженное И, на котором сигнал от объекта отфильтрован от искажающих его аддитивных шумов. Использование весовой ф-ции эталонного И позволяет повысить точность определения координат объекта на сложном фоне, т.к. при вычислении разностной корреляционной ф-ции не будут использоваться эл-ты эталонного И, не относящиеся к искомому объекту. В устр-ве в качестве эталона выбирается сглаженное И объекта, в формировании которого участвует большое число кадров. В этом случае значения ошибок дискретизации И объекта в текущем и сглаженном И можно считать независимыми, если за период сглаживания объект перемещается на расстояние в несколько дискрет. Поэтому при таком периодическом обновлении эталона не будет накопления ошибки оценки координат объекта. Для случая медленного перемещения объекта в устройстве используется алгоритм обновления эталона, основанный на сравнении разностной ф-ции с порогом, который также не вызывает быстрого накопления ошибок в оценке координат объекта. В устройстве производится анализ перемещения объекта за период в L кадров, и в зависимости от его величины выбирается тот или иной алгоритм обновления эталона. Это позволяет повысить точность определения координат объекта. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Д1) Н 04 N 7/!8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

j(21) 4373608!24-О (?2) 01.02,88 (46) 07.05.90, Бюл. К - 17 (72) Б.А. Алпатов, П.A. Бакут, И.Э. Ворновицкий, А.А. Селяев, А.И. Степашкин и С.!О, Хлудов (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 110469?, кл. Н 04 N 7/18, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ

ОБЬЕКТА (57) Изобретение относится к технике циЬровой обработки изображений. (И) и может использоваться в системах технического зрения. Цель изобретения— повышение точности определения координат объекта. Устр-во определения координат объекта содержпт блок памяти (БП) 1 сигнала сглаженного И, БП 2 .сигнала эталонного И, БП 3 и 4 сигнала текущего И, блок 5 адресации, БП 6 весовой Ф-ции, БП 7 пороговых ф-ций, блоки 8, 9 и 11 коммутации сигналов, блок 10 вычисления разнос-. ти сигналов текущего и эталонного И, умножитель 1?, блок 13 управления, „„Я0„, 156298О A 1 блок !4 вычисления сигналов координат объекта и блок 15 координатных регистров. Данное устр-во позволяет повысить точность определения координат объекта, т.к. в качестве эталонного И при его смене используется не текущее И объекта, а сглаженное И, на котором сигнал от объекта отАильтрован от искажающих его аддитивных шумов.

Использование весовой Ь-ции эталонноГО И пОзволяет пОвысить тОчнОсть определения координат объекта на сложном Аоне, T,ê. при вычислении разностной корреляционной A-ции не будут использоваться эл-ты эталонного

И, не Относящиеся к искомому объекту.

В устр — ве в качестве эталона выбирается сглаженное И объекта, в Ьормировании которого участвует большое чис— ло кадров. В этом случае значения ошибок дискретизации И объекта в текущем и сглаженном И можно считать независимыми, если за период сглаживания объект перемещается на расстояние в несколько дискрет. Поэтому при таком периодическом обновлении эталона не

1562980 будет накопления ощибки оценки координат объекта. Для случая медленного перемещения объекта в устр-ве используется алгоритм обновления эталона, основанный на сравнении разностной ф-ции с порогом, который также не вызывает быстрого накопления олибок в

Изобретение относится к цифровой обработке изображений и может быть использовано в системах технического

3Pf. ния °

Цель изобретения — повьппение точности определения координат объекта,.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства определения коорди- 0 пат объекта; на фиг. 2 — блок адресации; на фиг. 3 — блок вычисления разности сигналов текущего и эталонного изображений, блок памяти пороговых функций, блок вычисления сигналов координат. объекта, блок координатных регистров„ на фиг. 4 — блок памяти весовой функции и умножителя; на фиг. 5 — ; на фиг.6— временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения координат объекта (фиг.1) содержит блок 1 памяти сигнала сглаженного изображения, блок 2 памяти сигнала эталонного изображения, первый блок 3 памяти сигнала текущего изображения, второй блок 4 памяти сигнала текущего изображения, блок 5 адресации, блок 6 памяти весовой, функции, блок 7 памяти 40 пороговых функций, первый блок 8 коммутации сигналов, второй блок 9 коммутации сигналов, блок 10 вычисления разности сигналов текущего и .эталонного изображений,. третий блок 11 коммутации сигналов, умножитель 12, блок 13 управленйя, блок 14 вычисления сигналов координат объекта и блок

15 координатных регистров. Блок 5 адресации (фиг.2) содержит первый 16 и второй 1,7 формирователи

50 адресов (ФА1 и фА2), блок 18 постоянной пBMBTH (БПП) блока адресации, мультиплесор 19 блока адресации,.блок

20 оперативной памяти (БОП) блока адресации, формирователь 21 на три состояния блока адресации,.первый 22 и второй 23 сумматоры, регистр 24, иинный формирователь (И@) 25, первый оценке координат объекта. В устр-ве производится анализ перемещения объекта за период в L кадров, и в зависимости от его величины выбирается тот или иной алгоритм обновления эталона.

Зто позволяет повысить точность определения координат объекта. 6 ил.

26 и второй 27 четырехканальные приемопередатчики (ПП1 и ПП2), триггер ?8 блока адресации, первый 29, второй 30, третий 31, четвертый 32 элементы НЕ блока адресации, первый 33, второй 34, третий 35 счетчики блока адресации, первый 36, второй 37 элементы ИЛИ блока адресации, компаратор 38 цифровых кодов.

Блок 10 вычисления разности сигналов текущего и эталонного изображений (фиг.3) содержит БПП 39 блока вычисления разности сигналов, первый 40, второй 41 и третий 42 регистры. блока вычисления разности сигналов, формирователь 43 на три состояния блока

I вычисления разности сигналов. Блок 7 памяти пороговых функций (фиг.3) содержит БПП 44 блока памяти пороговых функций, регистр 45 блока памяти пороговых функций. Блок 14 вычисления сигналов координат объекта (фиг.3) содержит микропроцессор 46, первый 47, второй 48 и третий 49 элементы НЕ блока вычисления сигналоз координат объекта, мультиплексор 50 блока вычисления сигналов координат объекта и регистр 51 блока вычисления сигналов координат объекта. Блок 15 координатных регистров (фиг.3) содержит первый

52 и второй 53 регистры блока координатных регистров.

Блок 6 памяти весовой функции (фиг.4) содержит регистр 54 блока памяти весовой функции, БОП 55 блока памяти весовой функции и ИФ 56 блока памяти весовой функции, Блок 13 управления (фиг.5) содержит формирователь 57 адресов микрокоманд (ФАИ), блок 58 репрограммируемой памяти (БРП), регистр 59 микрокоманды, первый 60 и второй 61 элементы И блока управления, триггер 62 блока управления и элемент И-НЕ 63.

Устройство определения координат объекта работает следующим образом.

5 15

Сигнал А! (фиг.бв) открывает эле- мент И 61, на вход которого поступает внешний сигнал тактовой частоты А2 типа меандр (фиг,ба), задающий частоту работы синхронизируемых элемеH тов устройства. На выходе элемента

И 61 формируется сигнал АЗ (фиг.бб).

Одновременно единичный уровень сигнала Аl поступает ня вход R-триггера 62 и первый вход элемента И вЂ” HF, 63, на второй вход которого подается внешний кадровый синхроимпульс А4 (фиг.бд), Единичный уровень очередного кадрового синхроимпульса устанавливает триггер 62 в единичное состояние. В результате этого на выходе триггера 62 формируется сигнал Аб (фиг.бг), который открывает элемент И 60 и разрешает прохождение управляющих сигналов

Уl — У4 на первый управляющий вход формирователя 57 адреса микрокоманд. С этого момента устройство для определения координат объекта на изображении начинает работать в соответствии с микропрограммой, хранящейся в блоке 58 репрограммируемой памяти, Его работа организована таким образом, что в течение времени одного кадра производится запись текущего кадра в один из блоков памяти сигнала текущего изображения и одновременно с этим вычисляются координаты объекта в предыдущем кадре, записанном в другом блоке памяти сигнала текущего изображения.

Для синхронизации записи текущего кадра используются внешние синхронизирующие сигналы: сигнал тактовой .частоты А7 типа меандр (фиг.бз), задающий частоту дискретизации отсчетов входного цифрового видеосигнала А5, кадровый синхроимпульс А4 (фиг. бд), строчный синхроимпульс А8 (фиг.бж) видеосигнала А5 и шестиразрядный сигнал А24.

Эти сигналы управляют счетчиками

ЗЗ и 35, формирующими десятиразрядный адресный сигнал А9 (фиг.бр), элементом ИЛИ 36, который формирует нулевой сигнал записи А10=-А7ЧА4ЧА8ЧА12 (фиг.бк), счетчиком 34 и цифровым компаратором 38. Счетчик 34, на счетный вход которого поступает строчный синхроимпульс А8, а на вход обнуле— ния — сигнал А22 (фиг.бм), и цифровой компаратор 38, сравнивающий цифровые значения сигнала А25 (фиг.бн), снимаемого с выхода счетчика 34, и сиг62980 6 няня А24, предс гявляющего коэфф1»пн » г прореживания строк ply формируют сигнал Аl l (фиг.бл), который появляется на выходе компяраторя 38 в момент ра5 ненства цифровых значений сигналов

А25 и А?4. Сигнал Al?=Al l разрешает запись каждой строки изображения датчика видеосигнала, кратной m в блок

3 или 4. Сигнал А22 появпяется ня втором выходе цифрового компаратора 38 в случае, когда цифровое значе— ние сигнала А25 больше значения сигнала А24.

Счетчик 33, на счетный вход которого поступает сигнал А10, а на вход установки в нуль — сигнал А23=А12VA8, формирует адреса отсчетов сигнала А5 в строке текущего кадра (пять младших

20 разрядов сигнала А9 (А9-1-А9-5), а счетчик 35, упрявгяемый по входам установки в нуль и счстному входу сигналами А4 и А12, формирует адрес строки текущего кадра (пять старших

25 разрядов сигнала А9 (А9-6-А9-10)).

Передачу сигналов А9, А10 на управляющие входы блока 3 или 4 памяти сигнала текущего изображения, выбранного для записи очередного телевизион30 ного кадра, осуществляет четырехканальный приемопередатчик 27 путем коммутации канала В с каналом А или С.

Подключение входа выбранного блока памяти текущего изображения к информационному входу устройства осуществляется с помощью блока 9. Очередностью записи в блоки 3 и 4 последовательно поступающих кадров телевизионного изображения управляют сигналы

А15 (фиг.би) и Аlб, Сигнал А15 формирует триггер 28, на счетный вход которого поступает инвертированный кадровый синхроимпульс А4. Сигнал А15 и сигнал Аlб, который образуется путем

45 инвертирования сигнала А15, управ.ляют приемопередатчиком 27 и блоком 9.

При нулевом уровне сигнала А15 канал

В приемопередатчика 27 коммутируется с каналом А, а канал Х с каналом С, канал В блока 9 коммутируется с каналом Х, а канал С вЂ” с каналом А. При единичном уровне сигнала AI5 все выполняется наоборот, Канай A блока 9 является информа—

55 ционным Входом vcTpoHcTBG для Опреде ления координат на изображении.

Ня фнг.б показаны временные диаграммы сиг»алов, поясняющие момент начала рябогы устройства и процесс

1562980 записи видеосигнала текущего кадра, например, н блок 3. Диаграммы сигна,lIoB носят качественный характер, при этом считалось, что m=61, а размерность текущего кадра 8"8 элементов.

Диаграммы разрядов А9-4, А9-5, А9-9, А9-10 сигнала А9 на фиг.б не показаны, поскольку они имеют нулевое значение.

В самом первом с начала работы кад. ре производится только запись телевизионного изображения н блок памяти сигнала текущего изображения, например блок 3. ормирование исходного эталонного изображения объекта, за*" лись его в блок памяти сглаженного иэображения происходят во время записи второго кадра в блок 4. В качестве эталонного иэображения выбирается центральный участок первого кадра, хранящегося в блоке 3, Вычисление координат объекта в первом кадре не производится. Начиная с третьего кадра устройство для определения коорди- нат объекта на изображении кроме за" писи очередного кадра в блок 3 обрабатывает записанный в блоке 4 предыдущий (второй) кадр, Период обработки второго и нсех следующих кадров можно 30 разбить на несколько этапов.

Первый этап. Вычисление разностной корреляционной функции и определение координат ее минимума.

Второй этап. Сглаживание иэображения объекта.

Третий этап. Обновление эталонного изображения объекта.

Четвертый этап. Вычисление весовой функции эталонного изображения» 40

На первом этапа вычислений н устройстве определяются координаты объекта на изображении, записанном в одном иэ блоков памяти текущего изображения, Для эToго производится нычисле 45 ние разностной корреляционной функции, М-f ф-1

Р(1,Р)= X I) gji+<,)+1 1-ЬИ j)l) ЕИ.Й)

-o ji0 где (i.+ 4, j+ р ) — элементы текущего изображения объекта

С размерностью N

Ь(1,1) — элементы эталонного изображения объекта Н размерностью

ИхМ точек, 7(i 1 ) — элементы весовой функции Z размерностью М"М точек;

g, p=0, N-М+1, Значения 9= », р = р", минимизирующее выражение (1), принимаются за координаты объекта на текущем иэображении. Так как в эталонном изображении Н присутствуют как изображение объекта, так и участки Лона, то сравнение этого эталонного изображения с участками текущего изображения может привести к ошибкам в определении координат объекта. Введение функции

Е, вэвеиивающей значения межэлементных Разностей эталона Н и текущего кадра С, позволяет ослабить влияние участков фона, присутствующих в эталонном изображении Н, на точность определения координат объекта. В идеальном случае элементы весовой функции 7., соответствующие элементам объекта в эталоне Н, должны иметь значение "1", а элементы весовой функции, соответствующие. участкам фона в эталоне Н, должны иметь значение

"О". Тогда участки фона, присутствующие н эталонном изображении Н, не окажут никакого влияния на точность вычисления координат объекта по алгоритму (1).

Для сокращения числа вычислительных операций в устройстве для определения координат объекта используется метод последовательных испытаний, согласно которому вы4исление разностной функции (1) для какого-то участка текущего кадра с координатами 4, р производится до тех пор, пока текущее значение разностной функции остается меньще некоторой пороговой функции R(k) зависящей от числа k элементарных разностей, вычисленных к этому моменту, При этом вычисление функции (1) целесообразно начинать с центральных элементов эталонного изображения Н, заведомо принадлежащих объекту, Если после вычисления k элементарных разностей значение суммарной разностной функции превысило пороговую величину R(k), то вычисление функции (1) для данного участка текущего кадра с координатами 1, р прекращается. Запоминается число испытаний 1с и величина функции (1}, вычисленной по этому моменту. После этого производится вычисление функции (1) для других значений il и р, Б ка9 1"!62080 !с> чес-ве коорд!1нлт объекта принимаются (J6FIIJÐJIЕ11И!! ЭТ:IJ!ОI1Л, 1!С <.11; Г)1О г;!! . такие значения с!- 4», гс =гс»,, 1ля кото- t ч Р! т В е Р т ый э т л 111! Вы ч и Г! F 1! I I Й В! >! ! < ! ! рЫХ ЧИСЛО ИСПЫтя!гнй 1. б1!Лг! НЛИбОЛЬШИМ. ЮтСя Л1!ШЬ ЧЕРЕЗ КжС!!1!Е 1, К !!!!!О!!. !!С"1!1Если для нескольких плр значений чиня иерис>дл обновления этс!. !!л и 1,! число испытаний k было одинаковым, выбирлется такой, чтобы зл 1, клдто за координаты объекта принимаются ров не могло произойти сус!естнс-.1! и !х те из этих значений qt, 1с, при которых изменений изображения объeKòtt. В уст вычисленная величина рлз1!остнс!й функ- ройстве для определения коорд!1нлт ции F(4, ð,k) 6!UI IFIFIFIFI «hFtoFI. Hoporo-1!) объекта !!спользуется следующ1!!! ллговые функции К(1с) для различных значе- ритм обновления эталонного изобрлжений 1< вычисляются заранее и записы- ния объекта. Если в те«ен11е последвяются в блок памяти пороговых функ- «и:с L кадров объект переместился ций, представляющий собой блок по- ня расстоян!!е, превышающее величину стояиной памяти, ри этом значение 15 интервала дискретизации изображения, дисперсии аддитивных помех,присутст- то производится обновление этялонновующих нл изображении, считается по- го изображения, в качестве которога стоянным и известным. выбирается изображение объекта, г!!I;tHa втором этапе вычислений г!роиз- женное по алгоритму (2), Если зя I, водится сглаживание изображения объек- 20 кадров перемещение объекта не превыта в соответствии с алгоритмом межкад- сило величины одного дискретл, то ровой фильтрации производится сравнение значения рлзГ 1 (x г + + t t- г!Остнои с!!ункции (! ) р Вы«и сленнои IJ точке координат объекта 1!", !сс", с (2) 25 пороговой величиной, хранящейся в где сг (1.,j 1 — значение сглаженного бпоке пороговых Аункгсийс, Если вычисизображения объекта в ленное значение F(g+, at!} превышает и-м кадре; пороговую величину, то считается, р — параметр экспоненциаль- что изображение объекта изменилось ного сглаживания, выби- Зр и в клчестве нового эталонного изобряемый в диапазоне ражения выбирается сглаженное изоб0<8

Сглаженное изображение объекта превысило пороговой величины, то зтлпредставляет собой сумму большого . лонное изображение объекта не меняетчисла изображений объекта, взятых с

35 ся. Необходимо заметить что коэффи% монотонно убывающим весом. Тяк как циент сэ В алгоритме сглаживания (2) каждое изображение объекта взято из должен выбираться таким, чтобы высоответствующего (n-1)-го кадра отно- полнялось соотношение сительно найденных в нем координат ./ - 1+Д объекта Я, р»,, то суммирование 4О !

1- !1- с

1.х2

1-л изображений объекта в соответствии с выражением (2) приведет к уменьше- . На четвертом этапе вычислений на нию дисперсии аддитивной некоррелиро- сглаженном изображении производится ванной помехи в (1+ 8) / (! p) раз, а выделение множества Q точек, принад— также к сглаживании ошибок дискрети- 45 лежащих объекту. Поскольку длитель —. зации и квантования В различных кад- ность переходного процесса на выходе рах. Другое положительное следствие . экспоненциального сглаживающего данного алгоритма сглаживания сигна- с!!Ильтра с коэс!!фициентом зкспоненлов от объектов, выделенных из после- иилльного сглаживания р равна довательности кадров, заключается в gg 1+/3

=2 — кадрам, то четвертый этап том, что вследствие движения объекта 1-,6 уменьшается контрастность посторон- выполняс тся начиная с (Ь4-1}-го кадра, них неподвижных объектов, попадающих Весовая лу!1кссия 7(, j J, используемая в область эталона. цля вы-и!еленин Аункции (1) в первых

На третьем этапе вычислейий произ- 5 с. клдрлхм берется равной единице для водится обновление эталонного изоб- з 1г а е н и й! (i., j ), ражения объекта. В устройстве для Межклдровос сглаживание изобрлжеопредепения координат нл изображении ния объс ктл по алгоритму (2) позволяреализован алгоритм периодического, ет г!с11!! !с1!.! t. отношение сигнал/г!!ум кяк

r та окончания очередного кадрового синхроимпульса А4 формирователем 57 адреса микрокоманд. Таким моментом является переход значения сигнала А4 из единичного в нулевое. Для этого инвертированный сигнал А4 и сам сигнал А4 подаются соответственно на первый и второй входы мультиплексора 50 кода условия, выход которого соединен с вторым управляющим входом <АМ 57, Определение момента окончания кадрового синхроимпульса А4 выполняет микропрограмма фиксации момента начала записи нового кадра, со-тоящая из двух) микрокоманд. Под управлением первой микрокоманды осуществляется фиксирование единичного уровня сигнала А4.

Если сигнал А4 имеет единичный уровень, то микрокоманда выполняется и течение одного периода тактового сигнала А 3, если нет, то микрокоманда будет повторяться до тех пор, пока сигнал А4 не примет единичного значения, после этого управление передается второй микрокоманде, идентичной по инструкции (У)-У4) первой микрокоманде, но фиксирующей нуленой уровень сигнала А4. После выполнения второй микрокоманды, что определяет конец кадрового синхроимпульса А4 и начало записи очередного нового текущего кадра, управление устройством в соответствии с инструкцией, хранящейся в поле (Уl-У4) второй микрокоманды, передается первой микрокоманде микропрограммы, осуществляющей выполнение первого этапа.

Блбк адресации предназначен для

Аормиронания адресов элементов текущего, эталонного, сглаженного изображений, а также для Аормирования адресов значений пороговых Аункций, хранящихся в блоке 7 и для Аормирования адресов значений весовых коэАфициентов, хранящихся в блоке 6. Формирование адресов элементов эталонного, сглаженного изображений и адресов значений весовой и пороговой функций осуществляется с помощью ФА 16, БПП

18, мультиплексора 19, БОП 20, Аормирователя 21 и ШФ 25.

Формирование адресов элементов обрабатываемого текущего кадра осуществляется с помощью ФА 17, сумматоров 22, 23 и внутреннего регистра

RG0 приемопередатчика 27.

Блок 1 памяти сигнала сглаженного изображения предназначен для хране)1 l (2980 по отношении к аддитивным помехам, так и по отношению к посторонним объектам, попадающим в область эталона.

Это позволяет путем пороговой обработки выделить множество (точек, 5 принадлежащих объекту. Множество Q точек используется для Аормирования

Моной весовой функции 7, эталонного йзображения, элементы которой принима-10 значение "l", если соответствующий элемент сглаженного изображения принадлежит множеству Я, или значение "0 в противном случае, Работой устройство для определения координат объекта на изображении уп1 анляет блок управления, который является микропрограммируемым блоком управления, Каждому этапу обработки текущего кадра соответстнует опреде- 20 ленная микрокоманда или ряд микрокоманд, составляющих микропрограмму реализации данного этапа. Все значения управляющих сигналов, входящих в состав микрокоманды записаны в блок 58 25

,репрограммируемой.памяти. Это позво ляет на предлагаемой структуре устройства путем замены одной группы микрокоманд другой группой, а также путем добавления новых микрокоманд выпол- 30 нять этапы обработки текущего кадра с помощью различных алгоритмов.и вводить новые этапы вычислений в процесс обработки текущего кадра. Адрес микрокоманды генерируется формирователем 57 адреса микрокоманды, При подаче соответствующего адреса на адресный вход блока 58 препрограммируемой памяти происходит считывание выбранных значений управляющих сигналов, 0 которые затем переписываются сигналом АЗ в регистр 59 микрокоманды.

Иикрокоманда, Аормируемая блоком управления, имеет следующий формат.

Сигналы Уl-У12 составляют поле микро45 команды, отведенное для.упранления генерацией адреса следующей микрокоманды, сигналы У13-У20 составляют второе поле микрокоманды, используемое н качестве поля данных, которые требуеются в процессе обработки информации, сигналы У21-У98 составляют третье поле микрокоманды и управляют операционной частью устройства.

Синхронизация работы блока управления, управляющего выполнением этапов обработки очередного кадра с процессом записи входного си. пала А5, обеспечинается путем Аиксации моменl3

1562980 ния сглаженного изображения объекта, блок памяти сигнала эталонного изображения предназначен для хранения цифрового сигнала эталонного изображения, блок памяти пороговых Аункций

5 предназначен для хранения значений пороговых Аункций, блок памяти весовой Аункции предназначен для хранения весовых коэфАициентов.

Блок 8 коммутации сигналов предназначен для коммутации инАормационных входов-выходов блока 2, входа блока 10, шин КК, MH между собой.

Блок 9 коммутации сигналов предназначен для коммутации входов-выходов блоков 3 и 4 с инАормационным входом устройства и шиной данных КК.

Блок 10 вычисления разности сигналов текущего и эталонного изображе- 20 ний предназначен для вычисления модуля разности величин 8(i+v j+p3 и

hb. 1 1, поступающих с шины данных

КК и с канала C блока Я. В БПП 39, блока 10 записаны значения модуля выражения

p I j+ „1, j+ р)-h C i, j ) (3) для всех возможных комбинацйй pfi+ v, j+p .1 и h li ). Значение модуля величины (3>, считываемое из БПП 39, записывается в регистр 42 и одновременно поступает на вход формирователя 43.

Блок 11 коммутации сигналов предназначен для коммутации первого входа умножителя 12, входа-выхода блока 6, шин данных КК, DD между собой и для хранения информации во внутренних регистрах. 40

Умножитель 12 предназначен для ум— ножения двух 8-разрядных величин, одна из которых поступает с канала В блока 11 или с выхода блока 6 на первый вход умножителя, вторая поступает 45 с шины данных MM на третий вход умножителя,Блок 14 вычисления сигналов координат объекта предназначен. для обработки 16-разрядных величин,, поступающих на первый вход микропроцессора 46 с шины данных DD.

Блок 15 координатных регистров предназначен для записи и хранения координат объекта. Входы регистров 52 и 53 подключены к разрядам шины DD.

Выходы регистров являются информационным выходом устройства для определения координат объекта на изображении.

Устройство позволяет повысить точность определения координат объекта, так Kàк в качестRе эталонного изобраl жения при его смене используется не текущее изображение объекта, а сгла— женное изображение, на котором сигнал от объекта отфильтрован от искажающих его аддитивных шумов.

Испопьзование весовой Аункции эталонного изображения позволяет повысить точность определения координат объекта на сложном Лоне, так как при вычислении разностной корреляционной

Аункции не будут использоваться элементы эталонного изображения, не относящиеся к искомому объекту. В устройстве в качестве эталона выбирается сглаженное изображение объекта, в Аормировании которого участвует большое число кадров. В этом случае значения оиибок дискретизации изображения объекта в текущем и сглаженном изображениях можно считать независимыми, если за период сглаживания объект перемещается на расстояние в несколько дискрет. Поэтому при таком периодическом обновлении эталона не будет накопления ошибки оценки координат объекта. Для случая медленного перемещения объекта в устройствЕ HCпользуется алгоритм обновления эталона, основанный на сравнении разно" стной Аункции с порогом, который также не вызывает быстрого накопления ошибок в оценке координат объекта, В устройстве производится анализ перемещения объекта за период в L кадров и в зависимости от его величины выбирается тот или иной алгоритм обновления эталона, Это позволяет повысить точность определения координат объекта. Предлагаемое устройство о6ладает также большей помехоустойчивостью по отношению к случайным сбоям, которые могут произойти при Аормнровании нового эталонного изображения. Структурная схема предлагаемого устройства позволяет осуществлять разJI H I III-Ip коммутации B ходо в- выходо B 6JI0 ков устройства путем изменения программы работы устройства, записанной в БРП микрокоманд блока управления.

Это дает возы жность реализовывать различные «лгоритмы обработки изображений без изменения структуры устройства. благ >ларя чему предлагаемое

15 1 6 29 8< 1 () f Г " р О <1 < Т В О О 6Х1 яд я е Т Й ОЛ е Р J!J И р 0 К11МИ и p p JJ h(P входы- JJ h(х о, (ы и (1 р Н 0 Г О 11 11 Т о р 0 функциОнальными возможноГтя!!и ИО сряв е 0 блоко(JJ

НРНИЮ С ИЗ БЯ(:T Hh(M изобРЯжРJIHB 00 <Ди нены соот JJPò сТ JJÐJ(<110рмуля изобретения

Устройство определения коорцинат объекта, содержащее первый и второй

6 !бки памяти сигналов текущего изображения, блок памяти сигнала эталонно! о изображения и блок управления„ первый выход которого соединен с перв(.1(((входом блока памяти сигнала эталоНного изображения, о т л и ч я ю— щ е е с я тем, что с целью повьп((ения то<(ности определения координат объекта, введены блок памяти сигналя сглаженного изображения, блок адресации, .блок памяти весовой функции, блок памя ги пороговых функций, первый, вто- 2О с рой и третий блоки коммутации сигналов, блок вычисления разности сигна— лов текущего и эталонного изображений умножитель 6пок Вычисления сиг нялов координат обьекта, блок коорди- 25 натных регистров, причем второй входвыход блока памяти сигнала эталонного изображения соединен с. первым входом-выходом йервого блока коммутации сигналов, третий вход блока памяти сигнала эталонного изображения соединен с вторым выходом блока адресации и с вторыми входами блока памяти весовой функции и блока памяти пороговых функций, второй »ход блока памяти сигнала сглаженного изображения соединен с вторым выходом блока управления, я третий вход подключен к второму выходу блока адресации, третий выход которого соединен с вторым входом пер- о наго блока памяти сигнала текущего иэображения, четвертый выход подключен к второму входу второго блока памяти сигнала текущего изображения, пятый выход подключен к пятому входу 5 второго блока коммутации сигналов, второй вход соединен с третьим выходом блока управления, а первый входвыход соединен с первым входом и вторым входом-выходом третьего блока ком- 50 мутации сигналов, с первым входом блока координатных регистров, с первым входом H Г. первым выходoM 6,пока вь!числения <-игнялов координат объек— та, с четв< ртым выходом блока управления и с первыми выходами блока вычисления разности сигналов текущего и эталонного и:306ражений, блока памяти .лоро!Овых функций и умножителя, но с первым и JJ J îð(.(h(входами-выхо— дами второго блока коммутации сигналов, первый вход-выход блока памяти весовой функции соединен с четвертым выходом третьего блока коммутации сигналов и с первым входом умножителя, третий вход блока памяти весовой функции соединен с пятым выходом блока управления, иесгой выход которого подключен к первому входу 6лока памяти пороговых функций, второй вход-выход первого блока коммутации сигналов соединен с вторым входом блока вычисления разности сигналов текущего и эталонного изображений и с третьими входами-выходами второгс и третьего блоков коммутации сигналов, третий вход-выход первого 6лока коммутации сигналов соединен с первым входом-выходом 6лока памяти сигнала сглаженного изображения,,с третьим входом умножителя и с вторым выходом блока вычисления разности сигналов текущего и эталонного изображений, четвертый вход первого блока коммутации сигналов соединен с седьмым выходом блока управления, а чет- вертый выход первого блока коммутации сигналов соединен с первым входом блока вычисления разности.сигналов текущего и эталонного изображений, третий вход которого соединен с восьмым выходом блока управления„ девятый выход которого подключен к нестому входу второго блока коммутации сигналов, десятый выход соединен с четвертым входом третьего блока коммутации сигналов, одиннадцатый выход соединен с вторым входом умножителя, двенадцатый выход соединен с вторым входом блока координатных регистров, тринадцатый выход соединен с вторым входом бпока вычиспения сигналов координат объекта, второ! выход которого подключен к первому входу, блока управления, второй вход которого является перВым управляющим входом устройства, третий вход блока адресации является вторым управляющим входом устройсгва, четвертый вход второго блока коммутации с((гналов является информационным входом устройства, а выход блока координатных регистров является информационным выходом устройства, 1эб29 80

1 5629БО и а 32 egg уу у

А3 УП УГР

1562480

Составитель А, Цветков

Зайцева Техред Л.Олийнык Корректор О.Цикле

Редактор Л.

Заказ 1068 Тираж 534 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг; роч, ул. Гагарина, 101