Устройство для обнаружения прямолинейной границы раздела двух разных областей изображения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i,739574

Союз CoB9TcKNx

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 1 1.77 (21) 2539903/18-24 (5! )М. Кл, g 06 К 9/13 с присоединением заявки,% !

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05 06.80. Бюллетень ¹21 (53) УДК 621 ° .3 17.799:

:62 1.397.2 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.80

А. А. Лукенюк и В. П. Маринец (72) Авторы изобретения

Г

Г- i ) !;..> т

Физико-механический институт АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОЙ

ГРАНИЦЪ| РАЗДЕЛА ДВУХ РАЗНЫХ ОБЛАСТЕЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено для автоматичес.кого поиска и распознавания протяженных линейных объектов (трубопроводов, 5 кабельных линий и т.п.) и изображений прямых линий, краев и границ на пленочном носителе (треков ядерных час- . тиц, прямых краев объектов, расположенных на морском дне или ландшафте, границ раздела областей разных структур на аэро- и космических снимках). е

Известны устройства для автоматического опознавания прямых линий и граней, is содержащие оптически связанные объектив, блок : развертки . иэображения, фотоэлектрический преобразователь и электронную схему, формирующую сигнал автоматического обнаружения прямой ли- 2о нии или края при попадании их в поле зрения объектива 11), $2).

Недостатком этих устройств является низкая достоверность распознавания прямолинейной границы раздела двух разных областей изображения на многоградационном фоне.

Наиболее близким по технической cymности к изобретению является устройство для обнаружения прямолинейной границы раздела двух разных областей изображения, содержащее оптически связанные объектив, блок развертки изображения, многоэлементый фотоэлектрический преобразователь и каналы предварительной обработки сигналов, каждый иэ которых содержит фильтр верхних частот, вход которого соединен,с кольцевым элементом многоэлементного фотоэлектрического преобразователя и амплитудный

) ограничитель, вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, а выход соединен со входом сумматора, подкйоченного к пороговому элементуЦ3).

Недостатком этого устройства является низкая достоверность автоматического обнаружения границы раздела двух областей в тех случаях, когда

739574 ф на фиг. 1 и фиг. 2 не показан), фильтры верхних частот 4, двухполупериодные выпрямители 5, амплитудные ограничители 6 сумматор 7, пороговый элемент 8 и ин5. дикатор 9.

Устройство работает следующим образом.

Перемещающаяся в направлении Ч граница раздела двух областей проецируется объективом 1 на блок развертки изображения 2. е- В момент пересечения движущейся границей оптической оси устройства и совмещения ее с прямоугольной щелью при вращении последней на выходах преобразователя 3 появятся перепады электрических сигналов. Эти сигналы поступают на фильтры верхних частот 4, где по3, давляется низкочастотная составляющая ле 2О сигнала, вызванная разной абсолютной т- яркостью отдельных участков изображеы ния. На выходах фильтров верхних частот о образуются импульсы, амплитуда которых .определяется величиной и крутизной перепадов электрических сигналов, поступаюе- щих на вход, а полярность — знаком соответствующего перепада. После фильтров сигналы цоступают на выпрямитель 5, где разнополярные сигналы преобразуются в однополярные положительные.

Это устраняет влияние знака перепада яркости на границе раздела двух областей на результат обнаружения этой границы.

55

3 предъявляемое для анализа изображение существенно неоднородно и вдоль прямолинейной границы между соседним участками. двух областей наблюдается перемена знака перепада яркости. Примером отказа работы устройства-прототипа может служить случай анализа изо бражения типа шахматной доски", представлявшего собой чередующиеся по осям

Х и У белые и черные поля, на вертикальных стьвах которых появляются гра нины, I, g, щ раздела областей бело черное. По оси У перепады яркости меж ду соседними областями меняют последо вательно знак на противоположный, При сканировании такого изображения в направлении Х линейкой светочувствитель ных элементов, состоящей иэ набора изо лированных друг от друга ячеек (1, 2,,4 ...n), на выходе каждой ячейки пос фильтрации и ограничения появятся элек рические сигналы, временные диаграмм которых приведены на фиг. 2. Как видн йэ диаг и&м электрические импульсы принимают,. знак, "плюс" или "минус в завйсййости от последовательности п рехода ячейки с белого поля на черное или с черного на белое. При сложении импульсов от всеХ каналов на сумматоре получим сигнал близкий к О, т.е. значительно ниже порога срабатывания устройства,. и следовательно, в этом слу

В ) чае граница раздела двух разных облас тей не будет обнаружена. Аналогичные ситуации могут возникать при анализе 35 фотоснимков, например,при поиске гра ниц разных полей (пашня, лес, луг и

T. д.) .

Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения прямолинейной 4О ,границы двух разных областей.

Эта цель достигается введением в каждый канал предварительной обработки сигналов известного устройства двухполупериодного выпрямителя, вход которого 45 подключен к выходу фильтра верхних частот, а выход соединен со входом амплитудного ограничителя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — линейка светочувствительных элементов, изображение типа "шахматной доски и временные диаграммы.

Устройство содержит объектив 1, блок развертки иэображения 2, многоэлементный фотоэлектрический преобразователь 3, (кольцевой элемент которого

Для устранения влияния на работу устройства абсолютной величины перепада сигнала эти сигналы ограничиваются по минимальному уровню амплитудными ограничителями 6. На выходах амплитудных ограничителей в сигналах присутствует информация только о наличии перепада яркости между соседними элементарными участками изображения. Нормированные по амплитуде сигналы со всех каналов одновременно поступают на сумматор 7. С выхода сумматора сигнал, пропорциональный количеству поступив ших на его входы однополярных импульсов, поступает на пороговый элемент 8.

При превышении сигналом выставленного порогового уровня устройство выдает сигнал наличия пряМолинейной границы раздела двух областей в поле зрения объектива устройства, Этот сигнал приводит к срабатыванию индикатора 9. В реальных условиях поиска границ уровень срабатывания порогового элемента должен устанавливаться, исходя из статистических характеристик обследуемых

5 739574 6 полей, т.е. граница поиска может быть )дый из которых содержит фильтр верхпоражена пространственными помехами, них частот, вход которого соединен с что приводит к пропаданию импульсов кольцевым элементом многоэлементного в отдельных каналах предварительной об- фотоэлектрического преобразователя, и работки сигналов. амплитудный органичитель, выход которого

Предлагаемое устройство по сравне- соединен со входом сумматора, подключеннию с прототипом позволяет значительно ного к пороговому элементу, о т л и — повысить достоверность обнаружения ч ающеес я тем, что, сцельюпопрямолинейных гранйц раздела двух раз- вышения достоверности обнаружения пряных областей. Устройство может быть, )o молинейной границы двух разных облас эффективно использовано при автомати- тей, оно содержит в каждом канале предзации процесса обследования больших пло- варительной обработки сигналов двухполущадей или большого объема фотоматериа- периодный выпрямитель, вход которого ла для обнаружения контурных линий, изо- подключен к выходу фильтра верхних бражений краев объектов и границ разде- 15 частот, а выход соединен со входом ла областей с разной структурой.. амплитудного ограничителя.

Формула изобретения го

Устройство для обнаружения прямолинейной границы раздела двух разных областей изображения, содержащее оптически связанные объектив, блок развертки изображения, многоэлементный Фото- 2s электрический преобразователь и каналы предварительной обработки сигналов, кажИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 336673, кл. G 06 К 9/13, 1972.

2. Авторское свидетельство СС(;Р

% 205895, za G06 К 9/13Я 05 В 7/ОО, - 1966.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2415581/18-24; кл. G 06 К 9/13, 1976 (прототип).

739574о

+4 е е °

Y У

Составитель О. Пос юков

Редактор Л. Утехина Техред Ж. Кастелевич Корректор М. Шароши

Заказ 2927/44 Тираж 75 1 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

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

Филиал ЙПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4