Быков Р.Е. Телевидение (1988) (1142167), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

Таким образом, измерение длительности временного интервала тс приводит к определению длины отрезка 1, прн заданных скорости Развертки ои и коэффициенте увеличения оптической системы. Не- 235 трудно видеть, что часть площади 5; объекта в строке сканирования 1 составляет 5,=1,да=о„дет„где аа — ширина строки (расстояние между смежными строками). Площадь всего объекта может быть и опРеделена как 5=и„де ''У~то гДе 1 —.-1 — стРока, соответствУющаЯ 1 з-! пересечению сканирующим элементом исследуемого объекта; и— полное число строк растра, перекрывающих этот объект. Следовательно, измерение координат и длины прямолинейных отрезков в направлении сканирования, а также площадей объектов сводится к измерению длительно«п1 сти сигналов изображения в нага правлении сканирования.

Измерение координат и длины прямолинейных отрезков в направлении вертикальной развертки (оси у) сводится к определению числа строк растра, перекрывающих сори«. 10.5. Функниональная схема ответствующий линейный отрезок, измерения размеров Рассмотренные принципы из- мерений могут быть реализованы с помощью функциональной схемы, показанной на рис. )0.5. Сигналы изображения и(1) поступают на пороговое устройство (П)„ формирующее двоичный сигнал, соответствующий заданному уровню коэффициента отражения д, и далее на схему выбора (СВ) измеряемого фрагмента изображения.

При измерении размеров эта задача решается с помощью генератора Г, прямоугольных импульсов, фиксирующих на экране видеоконтрольного устройства строку (например 1, как показано на рис. 10.4) и ориентировочные координаты измеряемого отрезка, а при измеренви площадей — «зону интереса», охватывающую весь интересующий исследователя объект. Выбранная указанным способом последовательность прямоугольных импульсов при измерении горизонтальных размеров и площадей сопоставляется в логической схеме И с последовательностью калиброванных по частоте следования счетных импульсов, поступающих с выхода генератора Гз.

Таким образом число импульсов, поступающих на счетчик (Сч) импульсов, оказывается пропорциональным длине измеряемого отрезка 1; или плошади 5 выбранного фрагмента изображения. При построении измерительных систем решающее значение приобретают вопросы обеспечения требуемой точности измерений. Топологическне характеристики. Топологнчсскими называются свойства, инвариантные к так называемым резинообразным преобразованиям.

Если представить плоскость изображения в виде резиновой пленки и после формирования на ней изображения подвергнуть пленку деформации, то топологические характеристики объектов и всего изображения не должны изменяться независимо от вида деформации. Очевидно, что такие характеристики, как размеры, 236 расстояния, углы, площади, не могут быть отнесены к топологическим. К топологическим относятся такие характеристики, как число объектов в заданном поле сканирования, связность и соответствующее число одно-, двух-, трехсвязных и т.

д. объектов, число пересечений и др. Важнейшей топологической характеристикой является связность. В теории распознавания образов связным компонентом множества считают такое его подмножество, в котором любые две точки могут быть соединены кривой, целиком принадлежащей подмножеству. По принципу снязности фактически формируется представление об отдельном объекте в поле изображения. В подмножестве связных компо- а нентов могут быть объединены эле- 1 менты изображения по признаку пре-;ет вышения заданного порога яркости;,г (формируются изоденсы — линии рав- уеэ ной яркости), по признаку равной цвет.

т+в ности и т. д. В качестве примера на г'+5 рис. 10.6 представлено изображение с объектами, сформированными из трех СВЯЗНЫХ КОМПОНЕитпа; а, )Ь И С (фпи). ~во Цб врвв"вву объектов Если выделенное подмножество включает другие связные компоненты, то их называют дырами этого подмножества; любой элемент дыры находится внутри выделенного подмножества. Если выделенное подмножество связное и не имеет дыр, его называют односвязным; при наличии дыр подмножество называют многосвязным.

Топологические характеристики используются при описании объектов в качестве признаков для их классификации, в системах распознавания образов и др. Для решения указанных задач топо- логические характеристики используются совместно с метрическими, а в некоторых случаях — и с динамическими.

Если трудности, возникающие прн измерении метрических характеристик, при определении топологических параметров снимаются полностью (например, влияние нелинейности сканирования) или существенно снижаются (например, влияние нелинейности амплитудных характеристик системы), то возникают значительные проблемы, связанные непосредственно с самой природой дискретности растра как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении (в случае использования двумерной дискретизации изображения), При сканировании изображения от каждого выделенного по связности объекта формируется несколько импульсов сигнала изображения (в различных строках). Число этих сигналов определя. ется соотношением размера объекта и шага разложения.

Большинство известных методов счета объектов основаны на использовании принципа распознавания сигнала «первой встречи» разлагаю. щего элемента с объектом и автоматического счета этих сигналов, число которых оказывается равным числу объектов в поле изображения. Для объектов сравнительно простой формы (круглых, овальлых, прямоугольных и т. п.) задача решается путем сопоставления временного положения видеоимпульсов в смежных строках, Равенство с заданной точностью моментов начала и конца видеоимпульсов свидетельствует о том, что эти сигналы порождены одним объектом и могут быть исключены из счета.

Сигнал «первой встречи» разлагающего элемента с объектом распознается по признаку отсутствия сигнала с близкой по значению координатой (во временной области) в предыдущей строке. Такой сигнал подается на счетчик. Изложенное иллюстрирует рис. !0.6, где сигналы изображения, соответствующие строкам ~', !+ ), (+2, ..., условно показаны штриховыми линиями. Сопоставление сигналов строк ! и )+1 свидетельствует об отсутствии корреляции во временном положении импульсов смежных строк (в этом случае сигнал поступает на счетчик импульсов).

Сопоставление сигналов последующих смежных строк )+ ! и 1+2; !+2 и !+3, ... показывает существенную корреляцию во временном положении видеоимпульсов, что свидетельствует о принадлежности этих сигналов одному объекту (такие сигналы счетчиком не регистрируются). Таким образом, счетчиком импульсов регистрируется только сигнал «первой встречи», т. е. каждый объект в поле изображения. Для формирования одновременных сигналов смежных строк в системах с построчной разверткой используют цифровое запоминающее устройство с емкостью, соответствующей числу элементов изображения в одной строке.

Измерение динамических характеристик. К динамическим характеристикам относят скорости перемещения объектов в поле изображения, направления перемещения и траектории движения объектов, распределение скоростей в потоках движущихся объектов, динамику изменения размеров фрагментов, а также окраски объектов и др. С изучением динамических характеристик связан анализ движущихся объектов как черно-белых, так и цветных изображений. Примерами таких изображений и задач измерения их динамических характеристик могут служить: изучение скоростей и траекторий движения кровотока в микрососудах, измерение скоростей и взаимных траекторий перемещения транспортных средств, перемещения участков отдельных органов в рентгенодиагностике и др. Ряд методов, используемых в сканирующих системах для измерения скоростей движущихся объектов, основан на корреляционных принципах измерения.

Эти методы явились естественным развитием принципов измерения, использовавшихся в одномерных устройствах. В системах, основанных на измерении взаимокорреляционной функции, путем стробирования сигналов изображения исследуются два фрагмента изображения, расположенные один за другим в направ- 238 ленин перемещения изучаемых объектов в поле сканирования (! и 2 на рис. 10.7, а). Сигналы и,(!) и ив(!), соответствующие выбранным фрагментам, поступают на коррелятор, который вычисляет взаимную корреляционную функцию К (т) = — ~ и, (! — т) и, (!) И, 1 т, о где т — время задержки сигнала и~ (!). Если сигналы и1(!) и ив(!) соответствуют стационарному случайному процессу, то максимум взаимной корреляционной функции тмвк=с(7и, где с( — расстояние между выбранными фрагментами; и — скорость движения потока объектов (или поверхности объекта) (рис.

(0.7, б). Таким образом, измерение величины тм„приводит к определению скорости движения одиночного объекта или потока частиц в выбранном направлении. а! Рис. !0.7. К принципу измерении скоростей осъектов Методы, аналогичные рассмотренному, используются в устройствах для измерения скорости потока крови в микрососудах. В случае измерения текущих значений скоростей и направлений движения квазиоднородных потоков могут быть использованы взаимокорреляционные методы измерения с тремя выбранными фрагментами стробирования (! — 3 на рис.

Характеристики

Список файлов книги