Способ измерения координат центра тяжести изображения и устройство для его осуществления
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3-.явлено 28.01.80 (21) 2876750/18-09 с присоединением заявки ЙоРЦМ К,й з Н 04 N 7/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет Опубликовано 070283. Бюллетень М 5 (33) УДК 621. 397 (088 8) Дата опубликования описания 070283 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к радиотехническим измерениям с помощью телевизионных методов, в частности для автоматических измерений парак бтров изображений. Известен способ измерения координат центра тяжести изображения, заключающийся в интегрировании первых и строк телевизионного сигнала первым интегратором, а последующих строк — вторым интегратором,н сравнении их напряжения, начиная с n=1. Строка, на которой значение напряжения на первом интеграторе сравняется или превысит напряжение на втором интеграторе, является вертикальной координатой центра тяжести изображения. :На этой строке аналогично (только с использованием не строчных, а такто» вых импульсов) определяется горизон» тальная координата центра тяжести изображения. Устройство, осуществляющее данный способ, содержит передающую телевизионную трубку» генераторы строчной и кадровой разверток, блок управления, четыре интегратора, переключаемые коммутаторами, управляемыми напряжением с выходов блоков сравнения, к которому подключены выходы интеграторов, синхрогенератор и генератор строба 1.1 . Недостатком известного способа и устройства является большое время определения центра тяжести изображения. Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения координат центра тяжести изображения, заключающийся в определении вертикальной координаты центра тяжести изображения путем подсчета числа строк от начала кадра до превьхаения видеосигналом порогового уровня, после чего строки считают через одну до окончания ви.деоимпульса от изображения. Строка, полученная в результате суммирования этих подсчетов, является вертикаль20 .ной координатой центра тяжести. На этой строке для определения горизонтальной координаты центра тяжести подсчитывают количество тактовых им. пульсов до превышения вищвосигналом порогового уровня и «опичество тактовых импульсов через рдин до окончания видеоимпульса изоб- ретения. Результат суммирования этих подсчетов является горизонтальной координатой центра тяжести. 995377 УстРойство для осуществления указанного способа содержит передающую телевизионную трубку, к входам кото рой подключены выходы генераторов строчной и кадровой разверток, первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, пороговый блок, генератор тактовых импульсов, элемент И, первый и второй счетчики 52). Недостатком указанных способа и устройства является невысокая точность при измерении координат центра тяжести малоконтрастных изображе» ний. Цель изобретения - повыщение точности измерения координат центра тяжести малоконтрастных изображений. для достижения указанной цели согласно способу измерения координат центра тяжести изображения, заключаю щемуся в определении вертикальной координаты центра тяжести изображения путем подсчета количества строк в прямом направлении развертки от начала кадра до достижения видеосигналом порогового уровня и в определении.горизонтальной координаты центра тяжести изображения путем подсчета стижения порогового уровня, считаю количество тактовых импульсов через разность между количеством тактовых импульсов, приходящихся на половину строки, и результатом подсчета, изменяют направление развертки, интегрируют телевизионный сигнал до момення.и.вычитают количество строк через 40 одну, полученйое при обратном направлении развертки, из первоначально Ф подсчитанного количества строк при прямом направлении развертки, результат при этом является вертикальной координатой центра тяжести изображения, далее считают тактовые импульсы через один до окончания строки, суммируют первоначально подсчитанные тактовые импульсы и тактовые импульсы, подсчитанные при обратном направ- -"О ленин развертки, результат при этом является горизонтальной координатой центра тяжести изображения. В устройство для измерения координат центра тяжести изображения, 55 содержащее передающую телевизионную трубку, к входам которой подключены выходы генераторов строчной и кадровой разверток, первые входы которых . соединены с первым выходом блока управления, генератор тактовых импульсов, элемент И, первый и второй счетчики, введены первый и второй триггеры, интегратор, компаратор, третий счетчик, первый н второй коммутаторы и регистр памяти, при этом к выходу передающей телевизионной трубки подключены последовательно соединенные интегратор, компаратор и первый счет-. чик, первый выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, а второй выход — к первому входу блока управления и первому входу вто- рого коммутатора, первый выход кото- рого соединен с вычитающим входом О,третьего счетчика, второй выход - с суммирующим входом третьего счетчика, а второй вход — с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого подключен к выходу первого триггера, соединенного также с первым входом элемента И, второй вход которого под. ключен к второму выходу генератора строчной развертки, соединенному также с вторым входом блока управления, вторым входом первого коммута20 тора, первый выход которого непосредственно, а второй через второй триггер подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика, и первым входом 25 первого триггера,,второй вход которого подключен к выходу компаратора, а выход элемента И соединен с вторытактовых импульсов в строке, осущест- ми управляющими входами генераторов вляют интегрирование телевизионного . строчной и кадровой разверток и упсигнала с начала кадра до момента до- .Зо равляющнм входом интегратора, причем первый выход блока управления подключен также к второму входу первого счетчика, а второй выход — к входу регистра памяти, выход которого объединен с суммирующим входом тРетьего счетчика. На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения коорта достижения того же порогового уров- динат центра тяжести изображения. Устройство содержит передающую телевизионную трубку 1, генератор 2 строчной развертки, генератор 3 кадровой развертки, блок 4 управления, генератор 5 тактовых импульсов, первый, второй и третий счетчики 6-8, элемент И 9, первый и второй триггеры 10 и 11, интегратор 12, компаратор 13, первый и второй коммутаторы 14 и 15, регистр 16 памяти. Способ измерения координат центра тяжести изображения осуществляется следующим образом. Две координаты центра тяжести изображения, не содержащего "пустот", пятна — измеряются в одном кадре с изменением направления развертки. В прямом направлении развертки с начала .кадра интегрируют телевизионный сигнал и считают количество К всех строк подряд до момента превиаения о интегрируемым сигналом порогового уровня, выбираемого примерно равным интегралу от видеосигнала всего пятна. Как только этот момент наступит, интегрирование прекращают и считают тактовые импульсы через один до окон995377 у =К+- И. ит а с х Ь- -+и,ò 2 2 65 чания текущей строки. Эта величина соответствует половине расстояния g от конца видеоимпульса пятна до конца строки. Далее вычисляют разность между из.вестным количеством тактовых импульсов через один в строке,.т.е. коли.чеством тактовых импульсов в половине строки b и подсчитанным количеством тактовых импульсов через один-от момента окончания интегрирования до окончания строки: р — -O После этого меняют направление. развертки на противоположное и вновь интегрируют телевизионный сигнал, вычитают из первоначально подсчнтайного количества строк К половину строк, пройденных от начала интегрирования в обратном направлении до момента превышения интегрируемым сигналом того же установленного порогового уровня, т.е. половину строк, приходящихся на пятно М. Это вычитание можно осуществлять одновременно с интегрированием, вычитая каждую вторую строку. Результат вычитания соответствует вертикальной координате центра тяжести пятна После окончания интегрирования до конца строки считают количество тактовых импульсов через один, соответствующее половине расстояния-Cот конца видеоимпульса пятна до кон-, ца строки при обратном направлении развертки. Горизонтальная координата центра тяжести определяется суммированием устройство для измерения координат центра тяжести изображения работает следующим образом. Но сигналам с выходов блока 4 управления включаются генераторы 2 и 3 строчной и кадровой. разверток, а содержимое регистра 16 переносится в третий счетчик 8. В регистр 16, йсходя из требуемой точности, заранее записывается количество тактовых импульсов частоты f, соответствующее половине времени развертки строки,. С момента начала кадра телевизионный. сигнал с выхода передающей телевизионной трубки интегрируется в интеграторе 12, при этом с выхода генератора 2 строчной развертки импульсы в конце каждой- строки через первый выход первого коммутатора 14 поступают на суммирующий вход второго счетчика-7. В результате считаются ace строки подряд. При срабатывании компаратора 13 импульс с его выхода переводит первый триггер 10 в сбстояние логической единицы на его выходе. Этот импульс также устанавливает первый разряд первого счетчика 6 в единичное состояние. Сйбнал с выхода первого разряда первого счетчика 6 поступает на первый управляющий -вход первого коммутатора, 14, вызывая соединение его входа с вторым выходом, т;е. с входом второго триггера. Сигнал с выхода первого триггера . 10 запускает генератор 5 тактовых импульсов. Частота генератора 5 выбрана в два раза меньше частоты импульсов, записанных .в регистре 16. Импульсы проходят через второй коммутатор 16 на вычитающий вход третье- го счетчика 8, в котором происходит вычитание импульсов генератора из 15 первоначально записанного их моличества иэ регистра 16. Третий счетчик вычитает как бы каждый второй импульс той частоты f, которая использовалась при измерении длины полустроки. Щ Подсчет тактовых импульсов происходит до момента. окончания строки, который определяется импульсом с выхода генератора 2 строчной развертки, проходящим через элемент И, открытый единичным потенциалом выхода первого триггера 10, на вторые управляющие входы генераторов 2 и 3 строчной и кадровой раэверток и управляющий вход интегратора 12. Генераторы 2 и 3 переключаются таким образом, что направление развертки меняется .на противоположное, а в интеграторе осуществляется сброс напряжения. После этого первый триггер 10 переводится . в нулевое состояние и процесс обработ« ки телевизионного сигнала повторяется. Импульсы окончания строк поступают с выхода генератора 2 на второй выход первого коммутатора 14, т.е. на вход второго триггера, а с его 40 выхода - на вычитающий вход второго счетчика 7. Второй триггер 11 явля,— ется делителем частоты импульсов с коэффициентом. деления, равным 2. Таким образом, из первоначально подсчитанного количества строк, полученного в процессе интегрирования телевизионного сигнала при прямом направлении развертки и записанного во втором счетчике 7, вычитаются строки через 5О одну при интегрировании с обратным направлением развертки. Подсчет происходит до прихода сигнала с выхода компаратора 13. В этот молв.нт второй разряд первого счетчика устанавливается s единичное состояние и вызывает 55 переключение- вторым коммутатором 15 выхода генератора 5 на суммирукиций вход третьего счетчика. По этому же сигналу с- компаратора 13 первый триггер 40 вновь устанавливается в единичное состояние и запускает генератор 5 тактовых импульсов „который поступает на суммирующий вход третьего счетчика, где суммируется-с резуль татом первоначального подсчета. С приходом импульса окончания строки 995377 первый триггер 10 перебрасывается, генератор 5 отключается и подсчет прекращается. Блок 4 управления сигналом с первого выхода переключает генераторы 2 и 3 в исходное состояние и сбрасывает в "0" разряды первого счетчика 6. Результирующее число, записанное .во втором счетчике 7, соответствует вертикальной координате центра тяжести изображения, а число, записанное в третьем счетчике 8, — горизонтальной ; координате центра тяжести изображе -" ния. Точность измерения при малоконтрастных изображениях повышается за счет обнаружения видеосигнала путем его интегрирования до сравнения с порогом, а не непосредственного сравнения с порогом. Формула изобретения 1. Способ измерения координат центра тяжести иэображения, заключающийся в определении вертикальной координаты центра тяжести изображения путем подсчета количества строк в прямом направлении. развертки от начала кадра до достижения видеосигналом порогового уровня и в определении горизонтальной координаты центра тяжести изображения путем подсче та тактовых импульсов в строке, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения координат центра тяжести малоконтрастных изображений, осуществляют интегрирование телевизионного сигнала с начала кадра до момента достижения порогового уровня, считают количество тактовых импульсов через один до окончания строки и определяют разность между количеством тактовых импульсов, приходящихся на половину строки, и результатом подсчета, изменяют направление развертки, интегри.руют телевизионный сигнал до момента достижения того же порогового уровня, вычитают количество строк через одну, полученное при обратном найравлении развертки., из первоначальн0 подсчитанного количества строк при прямом направлении развертки, результат при этом является вертикальной координатой центра тяжести изображения, далее считают тактовые импульсы через один до окончания строки, суммируют первоначально подсчитанные тактовые импульсы с тактовыми импульсами, подсчитанными при обратном направлении развертки, резуль. тат при этом является горизонтальной координатой центра тяжести изображе» ния. 2. Устройство для измерения координат центра тяжести иэображения, содержащее передающую телевизионную трубку, к входам которой подключены выходы генераторов строчной и кадровой разверток, первые входы которых соединены с первым выходом блока управления, генератор тактовых .импуль о сов, элемент И, первый и второй счетчики, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения координат центра тяжести мапоконтрастных изображений, введены 15 третий счетчик, первый и второй триггеры, интегратор., компаратор, первый и второй коммутаторы и регистр памяти,. при этом к выходу передающей телевизионной трубки подключены после20 довательно соединенные интегратор, компаратор и первый счетчик, первый выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, а второй выход — к первому входу блока управд ления и первому входу второго коммутатора, первый выход которого соеди- нен с вычитающим входом третьего счетчика, второй выход — с суммирую.щим входом третьего счетчика, а втоЗО рой вход — с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого подключен к выходу первого триггера, соединенного также с первым входом элемента И,.второй вход которого подключен к второму выходу генератора строчной развертки, соединенному также с вторым входом блока управления, вторым входом первого коммутатора, первый выход которого непосредственно, а второй через второй триггер 40 подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика,.и первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу компаратора, а выход. 45 элемента, И соецинен с вторыми управляющими входами генераторов строчной и кадровой разверток и управляющим входом интегратора, причем первый выход блока управления подключен такgg же к .второму входу первого счетчика, а второй выход — к входу регистра памяти, выход которого объединен с суммирующим входом третьего счетчика, Источники информации, принятые во внимание при экспертиее 1 ° Авторское свидетельство СССР Р 426144, кл. H 04 N 7/02, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Р 530,476, кл. Н 04 М 5/36, 1972 (прототип). Ф Составитель В.Максимова Редактор С.Вско Техред Т.Фанта Корректор А. Ференц Заказ 673/48 Тираж 675 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
