SU1173427A1 - Статистический анализатор изображений - Google Patents

Abstract

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащий расположенные последовательно на оптической оси первый источник света, коллиматор, рассеиватель , полупрозрачное зеркало, линзу, транспарант и зеркало, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  времени анализа изображений , в него введены первый диск Нипкова , установленный непосредственно за транспарантом, центральный и периферийные фотодатчики, расположенные в фокальной плоскости линзы, усилитель сигналов центрального фотодатчика, сумматор и усилитель сигналов периферийных фотодатчиков, второй источник света, второй диск Нипкова , установленный на одном механическом валу с первым диском Нипкова, электропривод , кинематически св занный с механическим валом, диафрагма.видеокамера и видеоконтрольный блок, при этом выход центрального фотодатчика через усилитель сигналов центрального фотодатчика подключен к электрическому входу первого источника света , выходы периферийных фотодатчиков подключены к соответствующим входам сумматора , выход которого через усилитель сигналов периферийных фотодатчиков подключен к входу второго источника света, оптический выход которого через второй диск Нипкова и диафрагму оптически св зан с (О входом видеокамеры, котора  своим выходом подключена к видеоконтрольному блоку, пе (Л риферийные фотодатчики размещены на окружности , центром которой  вл етс  пересечение оптической оси с фокальной плоскостью линзы, а центральный фотодатчик размещен в центре этой окружности. 00 4 ГчЭ

Description

Изобретение относитс  к технической кибернетике, в частности к устройствам автоматической сегментации изображений, и может быть использовано при выделении в изображени х областей с различными статическими свойствами.

Цель изобретени  - сокращение времени анализа изображений.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого анализатора.

Устройство состоит из Первого источника 1 света, коллиматора 2, рассеивател  3, полупрозрачного зеркала 4, линзы 5, транспаранта 6 (с записью анализируемого изображени ), первого диска 7 Нипкова (с отверсти ми), расположенного непосредственно за транспарантом 6, зеркала 8, механического вала 9, электропривода 10, центрального фотодатчика 1 1, расположенного на оптической оси устройства в фокальной плоскости 12 линзы 5, усилител  13 сигналов фотодатчика 1 1, управл ющего  ркостью источника I света, набора периферийных фотодатчиков 14, радиально расположенных относительно оптической оси устройства в фокальной плоскости 12 линзы 5, сумматора 15, усилител  16 сигналов периферийных фотодатчиков, второго источника 17 света, второго диска 18 Нипкова (с отверсти ми ), расположенного за источником 17 света, диафрагмы 19, видеокамеры 20 и видеоконтрольного блока 21.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 через коллиматор 2 поступает на рассеиватель 3, расположенный в фокальной плоскости линзы 5, создающей с помощью полупрозрачного зеркала 4 параллельный пучок лучей от каждой точки рассеивател  3. Вследствие этого транспарант 6, на котором записано анализируемое изображение, освещаетс  диффузным светом. Непосредственно за транспарантом 6 в оптическую схему устройства введен вращающийс  диск 7 Нипкова с квадратными отверсти ми, расположенными по спирали. Размер отверстий в диске устанавливаетс  таким, чтобы значение вычисл емой в этом окне автокоррел ционной функции было статистически значимым.

В статистическом состо нии световой поток проходит через транспарант 6, отверстие диска 7 и, отража сь от зеркала 8, снова проходит через отверстие диска 7 и транспарант 6. Так как транспарант 6 освещаетс  диффузным светом, то световые лучи, прощедщие через каждую точку транспаранта 6, идут в различных направлени х. После отражени  от зеркала 8 и прохождени  через отверстие диска 7 лучи, параллельные оптической оси устройства, попадут в те же точки транспаранта 6, из которых они вышли. Лучи, которые идут под углом к оптической оси, попадут в другие точки транспаранта 6, сдвинутые относительно исходных точек транспаранта. Величина

сдвига тем больще, чем больще угол, под которым идут лучи.

Таким образом, формируетс  сдвиг участка изображени , выделенного отверстием диска 7. Лучи, прошедщие в обратном направлении транспаранта 6, параллельные оптической оси и соответствующие нулевому сдвигу, фиксируютс  линзой 5 в плоскости 12 на оптической оси устройства. Отраженные от зерканала 8 и прощедщие через отверстие диска 7 и транспаранта 6 наклонные лучи фокусируютс  линзой 5 в плоскости 12 в различных точках. В результате в плоскости 12 формируетс  автокоррел ционна  функци  участка изображени , .выделенного отверстием диска 7. Максимум функции автокоррел ции, соответствующий нулевому сдвигу, находитс  всегда в центре (на оптической оси) независимо от положени  отверсти  диска 7. Удаление точек автокоррел ционной функции от оптической оси пропорционально сдвигу .

Диск 7 на валу 9 приводитс  во вращение электроприводом 10. В результате этого отверсти  диска перемещаютс  по полю изображени , записанного на транспаранте, выдел   поочередно участки анализируемого изображени . Следовательно, при вращении диска автокоррел ционна  функци  будет измен тьс . В центре фокальной плоскости 12 линзы 5 расположен фотодатчик 11, сигнал от которого усиливаетс , преобразовываетс  в усилителе 13 и управл ет интенсивностью излучени  источника I света (оптического коррел тора) таким образом, чтобы освещенность в центре автокоррел ционной функции была посто нной. Этим обеспечиваетс  нормировка автокоррел ционной функции на энергию изображени  в отверстии , котора  равна значению автокоррел ционной функции в нуле.

Следовательно, значение автокоррел ционной функции в нуле будет посто нным, независимым от оптической плотности выдел емого отверстием участка изображени  или от оптической плотности транспарантов при их смене.

Дл  оценки щирины автокоррел ционной функции в фокальную плоскость 12 введен набор фотодатчиков 14, радиально расположенных относительно оптической оси устройства . Удаление каждого датчика от оптической оси может измен тьс  и устанавливатьс  по минимально возможной дл  данного класса анализируемых изображений щирине автокоррел ционной функции. Сигнал от каждого из датчиков 14 поступает на сумматор 15, суммарный сигнал с которого усиливаетс  усилителем 16. Суммирование сигналов от радиально расположенных датчиков 14 позвол ет усредн ть возможные флуктуации и асимметрию автокоррел ционной функции в различных направлени х и оценивать ее ширину, котора  пропорциональна сигналу на выходе сумматора 15. Таким образом, при движении отверстий диска 7 по строкам изображени  в плоскости 12 формируетс  непрерывно измен юща с  автокоррел ционна  функци . Значение автокоррел ционной функции на оптической оси посто нно, а ее ширина определ етс  статистическими свойствами анализируемого в данный момент участка изображени . Чем больше нормированна  ширина автокоррел ционной функции, тем больше освешенность в месте расположенна  фотодатчиков 14 и тем больше сигнал на выходе сумматора 15. Значению этого сигнала в каждый момент времени соответствует признак выделенного участка изображени . Следовательно , непрерывному перемещению отверстий диска 7 по полю изображени  соответствует непрерывный сигнал на выходе сумматора 15, значение которого в каждый момент времени соответствует признакам последовательно выдел емых участков. Дл  преобразовани  непрерывно мен ющегос  во времени сигнала в двумерное поле признаков в устройстве используетс  второй диск 18 Нипкова, установленный на том же валу 9, что и диск 7. Размер отверстий диска 18 существенно отличаетс  от размера отверстий диска 7 и равен рассто нию между строками. Оба диска синх ронно врашаютс  электроприводом 10. Отверсти  диска 18 освещаютс  источником 17 света , на который поступает усиленный сигнал с сумматора 15. За диском 18 расположены видеокамера 20, на фотокатоде которой формируетс  изображение двумерного по л  признаков, и диафрагма 19, ограничивающа  поле изображени  так, чтобы в каждый момент времени в поле изображени  находитс  только одно отверстие диска 18, так как оба диска движутс  синхронно и синфазно, то центры отверстий дисков 7 и l имеют одинаковые координаты и скорости перемещени  по полю изображени . Световой поток, проход щий через отверстие диска 18, пропорционален сигналу на выходе сумматора 15. Таким образом, диск 18 осуществл ет построчное формирование изображени  двумерного пол  признаков. За один оборот дисков 7 и 18 формируетс  один кадр. Частота вращени  дисков 7 и 18 выбираетс  такой, чтобы при анализе сформированного изображени  операторам не было заметно мелькани  кадров. Сформированное построчное изображение двумерного пол  признаков воспроизводитс  на экране видеоконтрольного блока 21. Дл  хранени  информации может быть подключен видеомагнитофон . Полученное на экране видеоконтрольного устройства изображение содержит информацию об изменении статистических ствойств по полю анализируемого изображени . Еси в нем имеетс  область, внутри которой татистические свойства текстуры посто нны, о  ркость элементов на экране видеоконрольного устройства внутри этой области удет также посто нна. Област м изобраени  с различными статистическими свойтвами будут соответствовать области разичной  ркости на экране видеоконтрольноо устройства.

Claims (1)

1. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащий расположенные последовательно на оптической оси первый источник света, коллиматор, рассеиватель, полупрозрачное зеркало, линзу, транспарант и зеркало, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени анализа изображений, в него введены первый диск Нипкова, установленный непосредственно за транспарантом, центральный и периферийные фотодатчики, расположенные в фокальной плоскости линзы, усилитель сигналов центрального фотодатчика, сумматор и уси- литель сигналов периферийных фотодатчиков, второй источник света, второй диск Нипкова, установленный на одном механическом валу с первым диском Нипкова, электропривод, кинематически связанный с механическим валом, диафрагма,видеокамера и видеоконтрольный блок, при этом выход центрального фотодатчика через усилитель сигналов центрального фотодатчика подключен к электрическому входу первого источника света, выходы периферийных фотодатчиков подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через усилитель сигналов периферийных фотодатчиков подключен к входу второго источника света, оптический выход которого через второй диск Нипкова и диафрагму оптически связан с а входом видеокамеры, которая своим выходом . ® подключена к видеоконтрольному блоку, пе- f риферийные фотодатчики размещены на ок- V ружности, центром которой является Пересе- f чение оптической оси с фокальной плоскостью линзы, а центральный фотодатчик с размещен в центре этой окружности. ⁼

   117342 <!

   >