Телевизионное устройство для обнаружения движущихся объектов

 

Использование: изобретение относится к области телевидения и может быть использовано для автоматического обнаружения и регистрации движущихся объектов. Осуществление: телевизионное устройство для обнаружения движущихся объектов содержит телевизионный датчик 1 блок памяти 2, блок запуска 3, блок сравнения 4, блок управления запуском 5, блок регистрации 6. 5 ил.

Изобретение относится к телевизионно-вычислительной технике и может быть использовано для автоматического обнаружения и регистрации движущихся объектов.

Известно устройство по патенту ФРГ N 3841387 G 01 P 13/00, содержащее узел ввода изображения, блок памяти для текущего изображения, блок памяти для опорного изображения объекта, дальномер, блок управления, сигнализатор.

Недостатком данного устройства является его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является телевизионное устройство для обнаружения движущихся объектов авт.св. СССР N 1385331 МКИ Н 04 N 7/18. Устройство содержит ТВ-датчик, компаратор, формирователь адресных сигналов, блок памяти, блок запуска, блок сравнения.

Сущность работы устройства заключается в том, что телевизионный сигнал преобразуется в бинарный, запоминается в блоке памяти и используется затем для сравнения с текущим бинарным сигналом.

При несовпадении текущего и считываемого с блока памяти бинарных сигналов формируется сигнал регистрации движения объекта.

Недостатком данного устройства является низкая достоверность обнаружения объекта.

Задачей предлагаемого изобретения является создание телевизионного устройства, обладающего повышенной достоверностью обнаружения.

Для этого в устройство, содержащее телевизионный датчик, блок памяти, блок запуска и блок сравнения, введены блок управления запуском и блок регистрации, причем первый вход блока регистрации соединен с вторым выходом блока запуска, второй вход с выходом блока сравнения, третий вход с синхровыходом телевизионного датчика, а выход с первым входом блока управления запуском, второй вход которого соединен с синхровыходом телевизионного датчика, а выход с первым входом блока управления запуском, второй вход которого соединен с синхровыходом телевизионного датчик и четвертым входом блока регистрации, а выход с третьим входом блока запуска.

Введение новых блоков и связей свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".

Заявляемое устройство имеет изобретательский уровень, т.к. оно явным образом не следует из уровня техники.

Заявляемое устройство является промышленно применимым, т.к. оно может быть использовано в системах контроля за движущимися объектами, например для охранных целей.

Структурная схема устройства приведена на фиг.1.

Устройство содержит телевизионный датчик 1, блок памяти 2, блок запуска 3, блок сравнения 4, блок управления запуском 5 блок регистрации 6.

Информационный выход телевизионного датчика 1 соединен с первыми входами блока запуска 3 и блока сравнения 4. Синхровыход телевизионного датчика 1 соединен с синхровходами блоков 2, 3, 5 и 6. Выход блока памяти 2 подключен к второму входу блока сравнения 4, выход которого подключен к первому входу блока регистрации 6. Выход блока регистрации подключен к входу блока управления запуском 5, выход которого соединен с вторым входом блока запуска 3. Первый выход блока запуска 3 соединен с управляющим входом блока памяти 2. Второй выход блока запуска 3 соединен с информационными входами блоков 2, 4 и 6. Третий выход блока запуска 3 подключен к третьему входу блока 4 сравнения.

На фиг.2 приведена структурная схема блока памяти 2.

Блок памяти 2 содержит делитель 7 и 8, счетчики 9 столбцов и строк, а также элемент памяти 11. Входы делителей 7, 8 и установочные входы счетчика 9 являются синхровходами блока памяти 2. Выходы делителей 7, 8 подключены к счетным входам соответствующих счетчиков 9, 10, выходы которых соединены с адресными входами элемента памяти 11.

Вход управления режимом запись-чтение является управляющим входом блока памяти 2, а информационный вход элемента памяти 11 информационным входом блока памяти 2.

На фиг. 3 приведена структурная схема блока 3 запуска. Блок 3 содержит первый триггер 12, второй триггер 13 и третий триггер 14, элемент ИЛИ 15 и элемент И 16.

Счетные входы триггеров соединены между собой и являются синхровходом блока запуска 3. Установочный вход триггера 12 является установочным входом (входы запуска) блок запуска 3, а вход элемента И 16 является информационным входом блока запуска 3. Выход элемента ИЛИ 15 является управляющим выходом блока запуска 3, а инверсные выходы триггеров 12, 13, 14 являются информационными выходами блока запуска 3.

На фиг. 4 приведена структурная схема блока управления запуском 5. Блок управления запуском 5 содержит ключи управления, элемент И 17 и элемент И 18, элемент ИЛИ 19, счетчик 20. Счетный вход счетчика 20 является синхровходом блока 5, управления запуска И 17 информационным входом блока сравнения запуском 5. Выходом блока управления запуском 5 является выход элемента ИЛИ 19.

На фиг. 5 приведена структурная схема блока регистрации 6. Блок регистрации 6 содержит элемент И 21, первый 22 и второй 23 задатчики порогов 22, 23, первый 24 и второй 25 счетчики, первый триггер 26 и второй триггер 27, схему сравнения 28, индикатор 29.

Первый вход элемента И 21 и установочные входы счетчика 27 и триггера 28 являются синхровходами блока регистрации 6. Второй вход блока регистрации и установочные входы счетчика 26 и триггера 27 являются первым и вторым входами блока регистрации 6. Элемент И 21, счетчик 21, схема сравнения 28, триггер 26 и счетчик 25 соединены последовательно. К схеме 28 подключен задатчик 23. К счетчику 25 подключен задатчик 22. Выход счетчика 26 соединен с вторым установочным входом триггера 27, выход которого соединен с индикатором 29 и является выходом блока регистрации 6.

Устройство работает следующим образом. Телевизионный датчик 1 формирует двухградационный (бинарный) сигнал, поступающий на блоки запуска 3 и сравнения 4. Датчик 1 формирует также импульсы кадровой (КСИ), строчной (ССИ) синхронизации и импульсы дискретизации вдоль строки, поступающие на соответствующие входы блока памяти 2 (фиг.2). С помощью делителей 7, 8, а также счетчиков столбцов и строк 9, 10 телевизионный растр разбивается на прямоугольные участки, каждый из которых имеет свой адрес, соответствующий ячейке памяти блока памяти 2. Управление режимом запись/чтение блока памяти 2 и полярностью информационного сигнала, поступающего на информационный вход блока памяти 2, производится от блока запуска 3 (фиг.3).

В исходном состоянии триггеры 12, 14 блока запуска 3, образующие регистр сдвига, сброшены в ноль. При поступлении от блока 5 сигнала запуска на вход блока 3 в его первый триггер 12 заносится лог. 1. При приходе КСИ лог.1 из первого триггера 12 переносится во второй триггер 13, а первый триггер 12 сбрасывается в ноль. В результате с инверсного выхода второго триггера лог.0 поступает через информационный выход блока 3 на информационный вход элемента памяти 11 блока памяти 2, а лог.0 с прямого выхода второго триггера 13 через элемент ИЛИ 15 блока запуска 3 поступает на вход Е блока памяти 2, переводят его в режим записи. В результате в течение одного кадра производится очистка блока памяти 2. Одновременно лог.0 поступает на блок сравнения 4, запрещая прохождение через него сигнала от телевизионного датчика 1, и на блок регистрации 6 для установки счетчика 25 и триггера 27 в исходное состояние.

С приходом очередного КСИ лог.1 переписывается из второго триггера 12 в третий триггер 14, а во второй триггер 13 заносится 0.

В результате этого разрешается прохождение сигнала от телевизионного датчика 1 через элемент И 16 и элемент ИЛИ 15 на выход блока запуска 3. Одновременно лог.1 с инверсного выхода триггера 13 поступает на выход блока запуска 3, связанный с информационным входом блока памяти 2.

Таким образом, в блок памяти 2 заносятся лог.1 только в те ячейки, которые соответствуют изображениям объектов как движущихся, так и неподвижных.

Во время записи в блок памяти сигнал с инверсного выхода триггера 14 запрещает прохождение бинарного сигнала с телевизионного датчика 1 через блок 4 сравнения.

С приходом следующего КСИ триггер 14 устанавливается в ноль, запрещая прохождение сигнала через элемент И 16. Таким образом, в течение последующих кадров блок памяти переводится в режим чтения.

Сигнал с инверсного выхода триггера 14 разрешает прохождение бинарного сигнала от телевизионного датчика 1 через блок сравнения 4 на блок 6 регистрации. Одновременно на блок сравнения 4 поступает бинарный сигнал, считываемый с блока памяти 2, запрещающий прохождение текущего бинарного сигнала с выхода телевизионного датчика 1.

В результате через блок сравнения 4 проходит сигнал межкадровой разности (МКР) текущего изображения и опорного изображения, хранящегося в блоке памяти.

Сигнал МКР кроме полезного сигнала о движущихся объектах может также содержать случайную составляющую, вызванную, например, шумами датчика.

Для повышения достоверности обнаружения движущегося объекта сигнал МКР поступает на блок регистрации 6.

Блок регистрации 6 (фиг.5) работает следующим образом. Сигнал МКР поступает на элемент И 21, где производится его заполнение импульсами тактовой частоты, поступающими с выхода датчика 1. Счетчик 24 производит счет импульсов заполнения в течение каждого кадра изображения. Результат счета сравнивается на схеме сравнения 28 с заданным задатчиком 23 кодом порога. Код порога может задаваться, например, с помощью переключателей.

При превышении значения порога схема сравнения 28 вырабатывает сигнал, включающий триггер 26. Таким образом, триггер 26 включается лишь при достаточно больших изменениях в сюжете, причем пороговое значение изменения регулируется задатчиком 23.

Сигнал с выхода триггера 26 поступает на вычитающий вход счетчика 25, в который предварительно по входу заносится код с задатчика 22. Величина кода определяет количество кадров, в которых происходят изменения сюжета. Значения кода заносятся по сигналу, поступающему от блока запуска 3, во время очистки блока памяти. Если изменения в сюжете происходят в течение заданного числа кадров, то вырабатывается сигнал переноса счетчика 25, включающий триггер 27.

Триггер 27 предварительно устанавливается в исходное состояние по сигналу от блока запуска 3.

Таким образом, если изменения в сюжете превышают заданный порог и происходят, по крайней мере, в течение заданного числа кадров, то они регистрируются триггером 27 и поступают на индикатор 29. В качестве индикатора 29 в простейшем случае может использоваться, например, светодиод.

Сигнал с выхода триггера 27 является также выходным сигналом блока регистрации 6, поступающим на блок 5 (фиг.4) управления запуском. Выходным сигналом блока управления запуском 5 является сигнал запуска, поступающий на блок запуска 3 и запускающий цикл работы устройства, который в соответствии с приведенным выше описанием состоит из следующих временных интервалов: 1 кадр очистка блока памяти, 1 кадр запись в блок памяти опорного изображения кадров сравнение текущего изображения со считываемым с блока памяти опорным изображением и обнаружение движущегося объекта.

Блок управления запуском 5 позволяет осуществлять следующие режимы записи: 1 ручной запуск устройства при нажатии кнопки "Ручн.", 2 автоматический при включении кнопки "Автомат", разрешается через элементы ИЛИ 18, 19 периодический запуск устройства через N-кадров, задаваемых счетчиком 20, 2 повторный при включении кнопки "Повтор", разрешается через элементы ИЛИ 17 и 18 повторный запуск устройства от сигнала с блока регистрации 6.

Таким образом, при повторном запуске устройства обновление информации, записываемой в блок памяти 2, производится только при обнаружении движущегося объекта, в то время как при автоматическом обновлении происходит независимо от обнаружения.

Периодически автоматическое обновление информации позволяет, например, отстроиться от медленных изменений фона.

Режим повторного обновления информации дает возможность убедиться в наличии движения объекта в течение нескольких циклов контроля.

Рассмотренные выше режимы работы, а также установка значений порогов с помощью задатчиков 22, 23 могут использоваться в зависимости от тактики работы устройства, повышая достоверность обнаружения движущегося объекта.

Формула изобретения

Телевизионное устройство для обнаружения движущихся объектов, содержащее телевизионный датчик, блок памяти, блок запуска и блок сравнения, причем информационный выход телевизионного датчика соединен с информационными входами блока запуска и блока сравнения, выход кадрового синхроимпульса (КСИ) и выход строчного синхроимпульса (ССИ) телевизионного датчика подключены к соответствующим входам блока памяти, выход ССИ телевизионного датчика подключен к соответствующему входу блока запуска, выход сигнала "Запись-считывание" которого подключен к входу сигнала "Запись-считывание" блока памяти, дополнительный информационный вход которого соединен с дополнительным информационным входом блока сравнения и дополнительным информационным выходом блока запуска, выход опорного сигнала которого подключен к входу опорного сигнала блока сравнения, вход бинарного сигнала которого подключен к соответствующему выходу блока памяти, отличающееся тем, что введены блок управления запуском и блок регистрации, причем выход дополнительной информации блока запуска подключен к соответствующему входу блока регистрации, а информационный выход блока сравнения подключен к соответствующему входу блока регистрации, вход синхронизации которого подсоединен к выходу КСИ телевизионного датчика, а выход бинарного сигнала блока регистрации подключен к соответствующему входу блока управления запуском, синхровход которого подключен к выходу ССИ телевизионного датчика и соответствующему входу блока регистрации, а выход сигнала запуска блока регистрации подключен к соответствующему входу блока запуска.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5