Устройство для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1ц 59077 9

Йовз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.76 (21) 2409228/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 13.02.78 (51) М. Кл з G 06К 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР пе делам изобретений и открытий (53) УДК 621.391.19 (088.8) (7 2) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. С. Черепаха и В. Г. Воронов

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) УСТРОИ СТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

В ИЗОБРАЖЕНИЯХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к технике автоматического анализа изображений, и предназначено для использования в устройствах автоматизации производственных процессов, кибернетических аппаратах, контролирующих приборах и др.

Известны устройства, осуществляющие анализ изображений объектов без применения сканирования (1).

Наиболее близким по технической сущности к данному является устройство для автоматического обнаружения неоднородностей в изображениях объектов (2), содержащее оптически связанные объектив, разделитель светового потока, первый фотоприемник, второй фотоприемник и блок вычитания, входы которого соединены с выходами фотоприемников.

Однако такое устройство имеет сложную конструкцию.

Цель изобретения — упрощение устройства для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов.

Это достигается тем, что в известное устройство дополнительно вводят регулируемый светофильтр, установленный перед объективом, пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, а выход — с регулируемым светофильтром, и нелинейный преобразователь изображения, вход которого оптически связан с разделителем светового потока, а выход — с входом второго фотоприемника.

На чертеже представлена схема устройства для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов.

Устройство содержит размещенные на одной оптической оси регулируемый светофильтр

1, объектив 2, разделитель 3 светового пото10 ка. С первым выходом разделителя светового потока оптически связан первый фотоприемник 4, выход которого подсоединен к входу порогового элемента 5.

С вторым выходом разделителя светового

15 потока оптически связан нелинейный преобразователь 6 изображения, а с его выходом — второй фотоприемник 7. К выходу фотоприемника 7 подключен первый вход блока

8 вычитания, второй вход которого подсоеди20 нен к выходу фотоприемника 4. Выход блока

8 вычитания служит выходом устройства.

В качестве нелинейного преобразователя 6 изобр ажения используют, например, катодный преобразователь оптического изображе25 ния (электронно-оптический преобразователь) с нелинейной зависимостью яркости свечения выходного экрана от освещенности соответствующих участков входной поверхности фотокатода. Такую зависимость имеют катод30 ные преобразователи оптического изображе590779

ЗО

60

3 ния с люминофором экрана типа К-595 или преобразователи с промежуточным экраномкатодом, работающим со вторичной эмиссией

«на прострел» и др.

Работает устройство следующим образом.

Поток излучения испускаемый анализируемой поверхностью, проходя через регулируемый светофильтр 1 и объектив 2, поступает на разделитель 3 светового потока. Часть потока излучения, пропускаемая первым выходом разделителя 3, пространственно интегрируется фотоприемником 4. При этом выходной сигнал фотоприемника 4 пропорционален потоку излучения, проходящему регулируемый светофильтр 1. Выходной сигнал фотоприемника 4 поступает на вход порогового элемента 5. Выходной сигнал порогового элемента управляет пропусканием регулируемого светофильтра 1.

Регулируемый светофильтр 1, фотоприемник 4, пороговый элемент 5 образуют следящую систему, которая при достаточном общем усилении поддерживает неизменным регулируемый параметр — поток излучения на выходе регулируемого светофильтра с заданной точностью.

Часть потока излучения, пропускаемая вторым выходом разделителя 3, формирует на входной поверхности нелинейного преобразователя 6 изображение анализируемой поверхности.

Интегр альный поток излучения. поступающий на входную поверхность нелинейного преобразователя 6 изображения, не зависит от потока излучения, поступающего на вход регулируемого светофильтра 1, и поддерживается неизменным с помощью следящей системы. При этом в случае отсутствия на анализируемой поверхности темных пятен, соответствующих инородным включениям, входная поверхность нелинейного преобразователя изображений освещена равномерно. Режим работы нелинейного преобразователя изображений выбран так, чтобы при равномерном освещении входной поверхности потоком излучения заданного уровня существующая освещенность входной поверхности соответствовала значению освещенности в точке перегиба кривой, отображающей зависимость яркости свечения экрана от освещенности входной поверхности (экстремум втоd В рой производной —, где  — яркость

d& свечения экрана; Š— освещенность входной поверхности).

При появлении изображения, например, в виде темных пятен на анализируемой поверхности освещенность светлых участков входной поверхности преобразователя 6 изображения увеличивается, а темных — уменьшается, причем интегральный поток излучения остается неизменным. Освещенность светлых участков входного окна нелинейный преобразователь изображения трансформирует в яркость выходного экрана, причем ограничению сверху подвергнуты светлые участки изобра>кения. При этом интегральный поток излучения, испускаемый выходным экраном нелинейного преобразователя изображения, меньше интегрального потока излучения, получаемого в случае отсутствия изображения на анализируемой поверхности.

Поток излучения, испускаемый выходным экраном нелинейного преобразователя изображения, пространственно интегрируется фотоприемником 7 излучения. Выходные сигналы фотоприемников 4 и 7 поступают на входы блока 8 вычитания. Разностный сигнал на выходе блока вычитания в случае отсутствия неоднородностей в изображении анализируемой поверхности равен О. Разностный сигнал служит выходным сигналом устройства. Появление разностного сигнала сигнализирует о появлении неоднородностей в изображении анализируемой поверхности. Этот сигнал может быть использован для подачи звуковых и световых сигналов, для автоматического закрывания подачи стекломассы и т. д..

Предложенное устройство для автоматического обнаружения изображений отличается от известных простотой, дешевизной, высоким быстродействием благодаря одновременности анализа и может найти применение не только для контроля состояния поверхности расплава стекла, но и в кибернетических аппаратах, устройствах контроля, осуществляющих анализ изображения и др.

Фор мул а изобретения

Устройство для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов, содержащее оптически связанные объектив, разделитель светового потока, первый фотоприемник, второй фотоприемник и блок вычитания, входы которого соединены с выходами фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит регулируемый светофильтр, установленный перед объективом, и пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, а выход — с регулируемым светофильтром, и нелинейный преобразователь изображения, вход которого оптически связан с разделителем светового потока, а выход — с входом второго фотоприемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ельство СССР

1, Авторское свидет № 149513, кл. G 06К 9/00, 1961.

2. Полоник В. С. Телевизионные автоматические устройства.,М,, «Связь», 1974, с. 164, рис. 64.

590779

Заказ 3178/8 Изд. И 162 Тираж 818

НГ10 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Верховский

Редактор И. Грузова Тсхред А. Камышникова Корректоры: Е. Хмелева и Л. Котова