SU1262539A1 - Устройство дл выделени признаков при считывании изображений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике. Предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть выделение, кодирование и группирование зрительных признаков полутонового изображени  объектов и ввод получаемой информации в ЭВМ. Блок форми 1овани  адреса локального пол  изображени  разбивает поле зрени  (или любую область растра) на лбкальные пол , содержащие исследуемые зрительные признаки, и образует на выходе программируемого депгафратора адреса указанных полей, поступающие на первый вход адресного регистра , по которым блоком распределени  признаков зрительные признаки распредел ютс  на группы по параметру - коду направлени  градиента  ркости, поступающему с выхода блока кодировани  элементов изображени  направлением градиентов  ркости на второй вход адресного регистра, в котором СЛ С образуетс  адрес данного из массива . признаковой информации формируемого в блоке пам ти за врем  одного полукадра стандартной телевизионной развертки и считываемого после обработки всех локальных полей в оперативную пам ть вычислительной машины. Устройство предназначено дл  выполнени  предварительной обработки изображени  в технической системе зрени  робота. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  вьщелени , кодировани  , группировани  зрительных признаков полутонового изображени  об7зектов и ввода получаемой информации в ЭВМ. Устройство ориентировано дл  использовани  в технических системах зрени  адаптивных роботов.

Цель изобретени  - повьппение точности и быстродействи  устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 считывани , аналого-цифровой преобразователь 2 элементы задержки 3 - О, сумматоры 1.1 - 14, блоки 15 и 16 вычитани  , блоки 7 и 18 вьгчислени  модул  сумматор 19., блок 20 сравнени , блок 21 кодировани , блок 22 развертки, блок 23 формировани .адреса локального пол  изображени , который состоит из первого элемента И-НЕ 24, делител  25 частоты, второго элемента И-НЕ 26, первого счетчика 27, генератора 28 тактовых импульсов, второго счетчика 29 и программируемого дешифратора 30. В устройство входит также блок 31 распределени  признаков, который состоит из адресного регистра 32, блока 33 пам ти, счетчика 34 и узла 35 управлени .

Дл  св зи с ЭВМ служит блок 36 приема и передачи информации.

Устройство работает следующим ofjразом .

При готовности к работе ЭВМ формирует на регистрах блока 36 приема и передачи информации границы локальных полей, пороговое значение градиента  ркости и сигнал пуска устройства . Прин в .сигнал пуска, который поступает на второй вход элемента И-НЕ 24j устройство ожидает по вление кадрового синхроимпульса на первом выходе блока 22 развертки. При по влении кадрового синхроимпульса на втором входе элемента И-НЕ 24, сигнал с выхода указанного элемента поступает на вход делител  25 частоты, выполн ющего деление частоты на два, что соответствует выборке дл  обработки одного полукадра телевизионного растра . Элемент И-НЕ 26 срабатывает при по влении строчного синхроимпульса на выбранном полукадре, который поступает с второго выхода синхроблока 22 развертки на первый вход элемента

.И-НЕ 26, и сигнала с выхода делител  25 частоты, который поступает на второй вход элемента И-НЕ 26. Сигнал с выхода элемента И-НЕ 26 запускает генератор 28 тактовых импульсов, а также поступает на вход счетчика 29, -который формирует номер (троки (координата текущего элемента изображени  по оси ОХ). Сигнал с выхода генератора 28 тактовых импульсов поступает на вход счетчика 27, который формирует номер элемента в строке (координата текущего элемента изображени  по оси ОУ). Координаты текущего элемента изображени  поступают с выходов счетчиков 27 и 29 соответственно на первый и второй входы программируемого дешифратора 30, который определ ет принадлежность элемента изображени  одному из локальных полей и формирует адрес этого локального пол .

Устройство работает с дев тью локальными пол ми на которые разбиваетс  весь растр (256 х 256 элементов) или люба  область на растре. Разбиение осуществл етс  пр моугольной решеткой , Границы локальных полей пос .тупают с второго выхода блока 36 приема и передачи информации на третий вход программируемого дешифратора 30, Адрес локального пол  поступает с выхода программируемого дешифраторн на первый вход адресного регистра 32.

Аналого-цифровой преобразователь 2 запускаетс  тактовыми импульсами генератора 28, которые поступают на управл ющий вход аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 2. Сигнал с вьпсода АЦП 2 направл етс  в схему пространственного дифференцировани  функции  ркости, вьшолненную на основе восьми элементов задержки 3-10, четырех сумматоров 11 - 14 и двух блоков 15 и 16 вычитани . На выходе первого и второго блоков вычитани  15 и 16 сформированы соответственно производные функции  ркости по координатам X и У. Указанные производные вычисл ютс  и темпе стандартной развертки изображени  при сканировании растра локальньо окном 3x3 элементов. Полученные значени  производных функ .ции  ркости поступают соответственно на входы первого и второго блоков 17 и 18 вычислени  модул . Сумматор 19 вычисл ет модуль градиента  ркости как сумму абсолютных значений производных функции  ркости, поступающих на его входы с выходов блоков 17 и 18 вычислени  модул . Значение модул  градиента  ркости поступает с выхода блока 19 на первый вход блока 20 сравнени , в котором сравниваетс  с пороговым значением, поступающим на второй вход блока 20 сравнени  с третьего выхода блока 36 приема и передачи информации. Если сформ 1рованное значение модул  градиента  ркости равно или превышает порог, то сигнал.с выхода блока 20 сравнени  поступает на управл ющий вход блока 21 кодировани , который выполн ет ко дирование выделенного элемента изображени  кодом направлени  градиента  ркости, в противном случае - код маскируетс . Блок 21 кодировани  фор мирует код.направлени  градиента  ркости на основе значений компонентов градиента - производных функции  ркости по координатам X и У, поступаю щих с выходов блоков 15 и 16 вычитани  на информационные входа блока 21 кодировани . Код направлени  с выхо да блока кодировани  поступает на второй вход адресного регистра 32. Блок 31 распределени  признаков выполн ет построение гистограммы рас пределени  кодированных элементов по направлени м градиентов  ркости в ло кальных пол х. Основна  операци  ука занного блока состоит в добавлении элемента с соответствующим кодом направлени  градиента к группе ранее обнаруженных элементов из данного локального пол . Выполнение операции осуществл етс  в том случае, если на выходе блока 20 сравнени  возникает сигнал, поступающий на второй вход узла 35 управлени . В этом случае узел 35 управлени  генерирует управл ющие сигналы, фазиру  во времени элементы операции, т.е. считывание данных по адресу, содержащемус  в адресном регистре 32, из блока 33 пам ти на счетчик 34, подачу сигнала на счетный вход счетчика 34, считывание полученного значени  с последнего в блок пам ти по тому же самому адресу. Адрес в регистре 32 образуетс  путем объединени  в единое слово адреса локального пол  (старшие разр ды), поступающего с выхода прог раммируемого дешифратора 30 на первый вход адресного регистра 32, vi кода направлени  градиента  ркости (младшие разр да), поступающего с вы 394 хода блока 21 кодировани  на второй вход адресного регистра 32. После обработки всех-элементов растра изображени  за врем  одного полукадр.а в блоке пам ти устройства сформированы гистограммы распределени  элементов контурного изображени  по направлени м градиентов  ркости дл  каждого из дев ти локальных полей. Узел 35 управлени  формирует на своем третьем выходе сигнал готовности к считьгоанию в ЭВМ массива признаковой информации . Дальнейший анализ структуры изображени  осуществл етс  в ЭВМ на основе сформированных гистограмм в локальных пол х. Моды указанных гистограмм соответствуют лини м - коллинеарным перепадам  ркости с одинаковым направлением градиента, а фазовые отношени  между модами могут со- ответствовать вершинам, определ емым по углу между выделенными перепадами  ркости в данном локальном поле. Абсолютное положение мод инвариантно к переносам изображени  в поле зрени , а фазовые отношени  сохран ютс  при поворотах изображени . По адресам локальных полей извлекаетс  информаци  о пространственных отношени х между выдел емыми зрительными признаками. Работа устройства с вычислительной машиной носит фазовый характер, ЭВМ формирует границы локальных полей , пороговое значение модул  градиента  ркости и передает указанные параметры в устройство. В течение одного полукадра устройство выполн ет предварительную обработку полутонового изображени  и формирует в блоке пам ти массив признаковой информации , подготовленньпЧ дл  ввода в ЭВМ. Вычислительна  машина вводит указанный массив данных, перевод  устройство в состо ние ожидани  новых значений параметров, при которых осуществл етс  последующа  обработка изображени . После анализа полученного массива признаковой информации ЭВМ вычисл ет новые значени  параметров и передает их в устройство, ожиа  следующих данных и т.д. Исходное олутоновое изображение на растре 56 X 256 элементов при 16 градаци х ркости содержит примерно 32 Кбайт нформации. В результате предвариельной обработки данных на выходе

устройства содержит не более 288 байтов (в каждом из дев ти локальных полей кодируетс  не более 32 направлений градиентов  ркости, а число элементов с конкретным кодом направлени  не превышает 256).

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство дл  выделени  признаков при считывании изображений, содержащее последовательно включенные блок считывани , аналого-цифровой преобразователь, первый и второй элементы задержки, последовательно соединенные третий и четвертый элементы задержки, последовательно включенные п тый и шестой элементы задержки, последовательно соединенные седьмой и восьмой элементы задержки, п ть сумматоров два блока вычитани , первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и четвертого сумматоров , вторые входы - к выходам третьего и второго сумматоров, а выходы к входам первого и второго блоков вычислени  модул , выходы которых соединены с входами п того сумматора, выход которого подключен к первому входу блока сравнени , блок кодировани , входы которого соединены с выходами блоков вычитани , управл ющий вход которого подключен к выходу блока сравнени , блок развертки, выходы которого соединены с входами блока считывани , блок приема и передачи информации, первый выход которого подключен к второму входу блока сравнени , причем выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с входом третьего элемента задержки, с первым входом первого сумматора и третьим входом четвертого сумматора, выход первого элемента задержки подключен к входу п того элемента задержки и второму входу четвертого сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго элемента задержки и третьим входом третьего сумматора , второй вход которого подключей к выходу седьмого элемента задержки , выход восьмого элемента задержки соединен с первым входом третьего сумматора и третьим входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу шестого элемента задержки, а первый вход - к выходу четвертого элемента задержки и тоетьему входу первого су матора, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, отличающеес  -тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  устройства, оно содержит блок расцределени  признаков и блок формировани  адреса локального пол  изображени , первый, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока развертки, второму и третьему выходам блока приема и передачи информации , первый выход блока формировани  адреса локального пол  изображени  соединен с управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , первый, второй, третий и четвертый входы блока распределени  признаков подключены соответственно к первому и второму выходам блока формировани  адреса локального пол  изображени  и выходам блоков кодировани  и сравнени  , а выходы блока распределени  признаков соединены с входами блока приема и передачи информации.
2. 2.Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что блок формировани  адреса локального пол  изображени  содержит первый счетчик и последовательно включенные первый элемент И-НЕ, делитель частоты, второй элемент И-НЕ, генератор тактовых импульсов, второй счетчик и программируемый дешифратор, выход которого  вл етс  вторым выходом блока, выход второго элемента И-НЕ соединен с входом первого счетчика, выход которого подключен к.одному из входов программируемого дешифратора, управл ющими вход которого  вл етс  четвертым входом блока, первым входом которого  вл етс  один из входов первого элемента И-НЕ, другой вход которого  вл етс  третьим входом блока, вторым входом которого  вл етс  соответствующий вход второго элемента И-НЕ.
3. 3.Устройство по п.1, отличающеес  тем, что блок распределени  признаков содержит адресный регистр, блок пам ти, счетчик и узел управлени , входы которого  вл ютс  первым и четвертым входами блока, вторым и третьим входами которого  вл ютс  входы адресного регистра , выход которого подключен к первому входу блока пам ти, второй вход которого соединен с первым выходом

   узла управлени , второй выход которого подключен к первому входу счетчика , второй вход и выход которого соединены соответствен«о с выходом и

   1262539

   третьим входом блока пам ти, выход которого и третий выход узла управле ки  подключены к входам блока приема и передачи информации.