DE1966771A1

DE1966771A1 - Verfahren zum berechnen eines parameterwertes

Info

Publication number: DE1966771A1
Application number: DE19691966771
Authority: DE
Inventors: Colin Fisher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-01
Filing date: 1969-05-02
Publication date: 1974-03-14
Also published as: JPS4820931B1; US3751585A; GB1264805A; DE1922302A1; DE1922302B2; US3619494A; DE1966838A1; GB1264807A; FR2007617A1; GB1264806A; GB1264804A

Description

Drying* &*£StK£H?£LD'_:-> Dipl.-!ng. H. 3SRKENmD, Patentanwälte, Köln

& AWenzeidieh . ' ·

a«*ensat*»a» 24»^ September 19⁷? vA. NaitieAAn». Colin Fisher

^l^y^ g -eines Parameterwertes

Die Erfindung- betrifft ein Verfahren zum Berechnen eines Paramei.srwe rtes mit eineffi 1?arameterccrtnpiitGr in einer Schaltung, mit der Merkmale in eine© Bildfeld abge-s-tastet und die dabei entstehenden Videosignale·"analysiert werden«,

6er Definition nach ist ein; Merfcwial die Fläche eines l&rtikels in einem "Bildfeld* der eine imnseiner iiimittelba.re*i öiiigebuftg genügend abweichende Visuell erfaßbare Iagena^rt aufweist« Beispielsweise iist er. heller^ dunkler oder von anderer farbe»-

lift allgemeinen wird das Bildfeld diirGh-©inen Mehtilesk zeilenweise abgetastet» Die von: den. Merfeaalen. hejrriihrejnden Aiderungen in der StMrke des Bildes werden- in ein elektro»iis#es/Signal ait Videoforfii Wfflgewandeit* Öie Amplitude des VidB^Si^nalS ändert sich in Obereinstiwnüng fflit d©n jtoderungeii der ©ptisehen: Stärke» Man verweridet eine Pems^hkatftera und /bei »ik>östopis«:hea Proben ist sie

p des Videosignals der ITerasehfcäüserä antietrt sich

einem -ersi^iH mit eiaen swelteia lert, wenn der tiehtfl^ek eines jBartikeiLs kr.eU2t, IJntfr dtr itonahae fm

Üelligkeit iimerhalfe ^iaes Artikels:: bleibt άϊ& tüde des Videosignals mzt dea zweite%- l#e-rt" ödief ia bis d^r LiehtfI^ek das Itertoal /^rliit« Me iteplilÄe kehrt auf d«n ersteh fert mjrtlek_s welcher der Helligfei* dfer ■des Merkmals entsörieht» ßa der ifeg des Lichtfl&feks; Merkmal m ate gerade tioie ist * feainÄ diese a;fe;Müäe_ Sehne des Merkmals angesehen werde«:· Die loader der vom Mm BiMpunkt herrührenden Änderung der Äplityde ist daher be-I toftstanter. Äbtasfcgeschwiniliffkeit ein Mh¹B für die; lÄnge/der Sehne« .©ntfer der. Bey.-fii Ahnung Rreuzimf? der ^tasteelle init eltieralfertofnal ist daher die fyßhTip ?u verritehen, weldhe dwtröh -den ¥eg: des. Ltehtileisks ?,ym Merkmal 'definiert wird» ^plitiMenartdjertingea. werdea

BADORIG(MAl,

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durch Schwellwertanzeige erfaßt und die so erhaltenen. Impulse , oder Signale, welche den Beginn und d.as Ende 'solcher Impulse anrzeigen, werden als KreutungsImpulse bezeichnete

Schaltungen zum Erzeugen eines ZählImpulses heim Abtasten eines -Merkmals sind unter anderem bus der GB-PS 778_o289 bekannt, Häufig müssen jedoch die einzelnen Merkmale In einen) Feld durch eine Parametermmssung gekennzeichnet werden, wie zum Beisoiel d.eren FIa-ehe, länge, Form-usw„ BIes 1st mir, möglich, wenn ei??. Maß des besonderen Parameters für jedes Merkmal erhältlich 1st,

Die Erfindung sieht daher einen- Paremetercomputer für ■die" Verwen— dung in einer Blldanalyslerschaltuiig mit Zeilenabtastung. Tor, In der am Ende der Äbtastimg jedes Merkmals ein 7.RhIInTDuIs erzeugt wird» Damit wird die Aufgabe gelöst, durch. Vldeoslgrialanalyse Parameter zu erhalten, au.« den^n sich unmittelbar auf Eigensch?ftfm der Merkmale, wie Flache,, Tange, Form usw. schl-IeR°"n laßt» Zur; Lösung dieser iiufr-abP¹ sind, die Im Anspriich 1 Merkmale vorgesehen»

Αϊϊϊ" Beispiel der,In der Zeichnung geEelgten Schal wird d3".e Erfindung; rmn Iw einzelnen beschrieben, Tn..der Zeichnung

Fig«; ■ 1 ein Blockschaltbild ?ura Erzeugen eines einzelnen Zähl Impulses nach dem Abtasten eines Merkmals, . . ■ .

FIg, 2 ein ¥ortspeicher, bei welchem Daten in digitaler Form eintreten und. beliebig ler.g festgehalten werden, bevor -ein zweites Wort ankommt, um zu den ersten ¥ort mit beliebiger ■ . Zeatverzögerimg addiert zu werden, bevor das;Ausgangsslg-, nal benotigt trlrd» . ■= '..---■ ... -

Ein.Teil.der Schaltung von FIg, 1 dient τ-ιπ Erzeugung, eines Signals zur'.Freigabe eines ZHhUmPLiIsPS fi-r- -ged.es Merkmal ans Kreu— zungslmpulsen, die durch Abtasten und, Schv/pll-wertdlKkrlminierurf des, Videosignal is erhalten werden. Die Kreusun^simmilse werden dem Punkt 10 zugeführt und jed.er Impuls "di^n+·; als Stel 1 signal fiir ei-

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ne bistabile Einrichtung 12,'die einen;modifizierten Videoimpuls V^r erzeugt. Die modifizierten Videoimpulse werden einer Koinzidenz- Verzögerungseinrichtung 14,4ζυτη Beispiel einer Verzögerungsleitung, zugeführt, welche eine der Zeilenabtastperlode T äquivalente Verzögerung einführte Die Kreuzungsimpul.se werden einem Eingang eines Wed'er-Noch-Tores -16 (Neither-Gate) zugeführt und die verzögerten modifizierten Videoimpulse VT der. Verzögerungseinrichtung 14 v/erden dem anderen Eingang dieses Tores 16 zugeführt. Die Anordnung ist so getroffen, dsß_t wenn kein Signal, einen Impuls enthält, das Tor 16 ein Rückstellsignal zum Zurückstellen der bistabilen Einrichtung 12 erzeugt« Ein modifizierter Videoimpuls V^f beginnt beim ersten Eintreffen-eines Kreuzungsimpulses am Punkt 10 und endet am Ende dieses Impulses oder am Ende eines koinzidenten Impulses aus der vorhergehenden Zeile, je nachdem, was später eintritt. Die Wirkung¹ besteht darin, große Schattenbereiche zu überhängenden hinteren Kanten von Merkmalen zu addieren.

Die untere rechte Ecke jedes Merkmals wird durch einen im unteren Teil der Figur 1 dargestellten Antikoinzidenzstromkreis erfaßt», der aus einer Differenzierstufe 18 und einem Gleichrichter 20 besteht. Diese erzeugen einen Impuls, der dem Ende jedes modifizierten Videoimpulses in jeder Zeile entspricht. Der Impuls φs Gleichrichters 20 wird über ein Tor 22 geleitet, das durch eine bistabile Einrichtung 24 gesteuert wird. Diese schließt das Tor bei Koinzidenz, das heißt, wenn ein Kreuzungsimpuls aus der laufenden Zeilenabtastung und ein modifizierter Videoimpuls aus der vorhergehenden Zeilenabtastung zusammenfallen«, Die bistabile Einrichtung 24 wird durch ein Signal eines Und-Tores 26 eingestellt und durch ein Signal des Tores 16 zurückgestellt. Das Und-Tor 26 hat zwei Eingänge, denen die verzögerten modifizierten Videoimpulse von der Koinzidenz-Verzögerungseinrichtung 14 und die laufenden Kreuzungsimpulse vom Punkt 1Q zugeführt werden. Die bista- , bile Einrichtung wird daher nur unmittelbar nach dem Ende eines modifizierten Videoimpulses V¹ zurückgestellt und das-Tor 22 geöffnet, wenn sich auf der laufenden Abtastzeile kein'diesem Merkmal entsprechender Kreuzungsimpuls befindete'Auf diese Weise geht · ein.Ende des Merkmalsimpulsesi-ntir" an der unteren rech'tsseitigen

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Ecke der modifizierten Form des Merkmals durch das Tor 22 durch. Dieser Impuls wird Antikoinzidenzimpuls oder kurz ACP genannt.

' Der übrige Teil der Schaltung stellt einen Parametercomputer zum Berechnen eines aus den Charakteristiken des Videosignals öder eines anderen synchronen Signals abgeleiteten Parameters dar, der den Wert in Verbindung mit dem jeweiligen Merkmal /bewahrt. Der Parametercomputer enthält ein erstes Modul C, dem die laufenden Kreuzungsimpulse vom" Punkt 10 zugeführt werden* Das Modul C erzeugt den besonders interessierenden Parameter synchron zu dem augenblicklichen Kreuzungsimpuls, wie zum Beispiel sein Vorhandensein, seine Länge, seine Stellung in der Abtastung, den Wert irgendeines anderen zugeordneten Signals Usw. Ein zweites Modul B-empfängt und hält das Signal von'einer zugehörigen Parameter-Verzögerungseinrichtung 28,. welches dem Wert des Parameters entspricht, der bis zur und einschließlich der vorhergehenden Zeilenabtastung berechnet wurde. Das dritte Modul A nimmt diese beiden Werte auf und'berechnet einen.neuen Wert, um die Information aus der laufenden Zeilenabtastung zu berücksichtigen. Dieser Neuwert wird'im Modul A zur Abgabe an die Verzögerungseinrichtung 28 bereitgehalten. Das Eingangssignal für eine Differenzierstufe 32 wird aus Jedem modifizierten Videoimpuls V* abgeleitet und das differenzierte Signal wird einem Gleichrichter 34 zugeführt. Die Differenzier- und Gleichrichterstufen 32, 34 erzeugen dadurch am Ende jedes modifizierten Videoimpulses V* einen Impuls. Dieser Impuls dient zum Öffnen des Tores 30 zu einem Zeitpunkt, welcher dem Ende eines modifizierten Videoimpulses entspricht, so daß das Ausgangssignal des Moduls A zu diesem Zeitpunkt der zugehörigen Parameter-Verzögerungseinrichtung 28i unmittelbar zugeführt wird, Das Ausgangssignal des Gleichrichters 34 dient zum Zurückstellen der Module A, B, C und der zugehörige Parameter, welcher in der Verzögerungseinrichtung 28 gespeichert ist, wird am Ende des Merkmals durch Öffnen eines Tores 36 freigegeben, .

Verschiedene Schaltungen der logischen Module A', B und C können nützliche Ausgangscharakteristiken ergeberu Mißt beispielsweise das- Modul C= die Länge der Sehne in der laufenden Zeilenabtastung und addiert das Modul A die Ausgangssignale von B und C, gibt der

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zugehörige Parameter die Fläche des Merkmals aft. Ähnlich können die Höhe, die Breite oder-der umfang "bestimmt "werden* Der zugehörige Parameter kann daher einen großen dynamischen-. Bereich haben und die zugehörige Parameter-Verzögerungseinrichtung 28 muß eine große Informationsverarbeitungskapazität aufweisen. Modulierte Trägersysteme und/oder Mehrfach-Verzögerungseinrichtungen zum Verarbeiten paralleler binärer digitaler Daten sind anwendbar..

Bei begrenzter Kapazität kann eine brauchbare Anordnung erhalten werden, indem das Modul C nur anspricht, wenn die Sehne in der Richtung der laufenden Zeilenabtastung länger ist als ein vorherbestimmter Wert. Die Module A, B setzen dann lediglich diese Tatsache wieder in Umlauf und nur ein Bit Information ist erforder- ™ lieh... Der zugehörige Parameter zeigt, ob das Merkmal eine Sehne in Abtastrichtung enthält, die langer oder kurzer als der vorherbestimmte Wert ist. Auf diese Weise werden Merkmale nach ihrer Größe auf der Basis der längsten Sehne in der Äbtastrichtung diskriminiert ohne Gefahr, daß wieder eintretende Merkmale falsch gezählt werden. - ■ '

Fig«, 1 zeigt zwei Verzögerungseinrichtungen, nämlich die Verzögerungsleitungen 1 4 und 28. Die Koinzidenz-Verzögerungseinrichtung und die zugehörige Parameter-Verzögerungseinrichtung können aber zu einer einzigen Verzögerungseinrichtung beispielsweise durch Verwendung von Zeitmultiplex-Modulation zusammengefaßt werden* g

Die drei Module A, B und C der Figur 1 sollen sehr rasch arbeiten. Die Art des erforderlichen Systems wird häufig ein Wortrechner sein, in welchen die Daten digital eintreten und während einer beliebigen Zeitperiode festgehalten werden, bevor ein zweites Wort ankommt, um mit einer anderen beliebigen Zeitverzögerung zu dem ersten Wort addiert zu werden» bevor das -Ausgangssignal benötigt wird, Fig. 2 zeigt hierfür eine schnelle und einfache Schaltung.

Es werden übliche logische Zählstufen 40, 42 und 44 mit -je zwei Eingängen a, b und zwei Ausgängen s und c verwendet, welche die "Summen-" bzw«, die "Übertragbits" darstellen,. Der Summenausgang s

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jeder Zählstufe 40, 42 und 44 ist direkt mit einem ihrer eigenen Eingänge b verbunden. Die ankommende Information wird den anderen Eingängen zugeführt. Die Eingangsinformation weist eine festgesetzte, genau mit der Ansprechzeit der logischen Zählstufen übereinstimmende Impulslänge d auf, die vom Eingang zum Summenausgang s berechnet ist,- In Ruhe befinden sich die logischen Zählstufen in einem vorher eingestellten Zustand. Bei einem Eingang a = Null ist der Ausgang s gleich dem ,Eingang b. Bei der Ankunft eines von Null verschiedenen Signals erzeugt die Zählstufe zu einem späteren Zeitpunkt d eine neue ^r Summe s. Durch die Wahl der Zeitverzögerung d wird dieses Signal sofort dem Eingang b zugeführt, gera~ de wenn der Eingang a wieder auf Null abnimmt, so daß der ursprüngliche Stabilitätszustand beim neuen Summensignäl hergestellt ist₀

Eine ähnliche Behandlung gilt für die "Übertragbits"¹¹· Die logische Zählstufe braucht eine Zeit t, um nach der Ankunft eines neuen Eingangssignals ein Übertragsignal zu erzeugen. Um sich dieser Zeitverzögerung anzupassen, ist der Eingang der logischen Zählstufe der nächsthöheren Größenordnung um eine ähnliche Zeit t verzögert. Im allgemeinen empfängt daher oede logische Zählstufe ein neues Eingangssignal und gleichzeitig ein neues Übertrageingangssignal, deren beider Dauer d der Verzögerung bis zum Ausgang s entspricht. Beide Übertrag- und Wort-Eingänge entfallen^ wenn die Summe am Eingang b erscheint, um die logische Zählstufe in dem neuen Zustand zu halten»

Während dieses Vorgangs wird ein Übertragsignal abgegeben. Infolge der Asymmetrie der inneren Konstruktion der logischen Zählstufe wird der Übertragausgang in einigen Fällen nicht die gleiche Impulslänge d wie das Eingangs-Wort aufweisen. PUr kurze Wort-Längen (das heißt wenige Bits) wird diese Nichtübereinstimmung nicht wichtig sein, Wenn es aber wichtig istv kann die Länge der Übertragimpulse zwischen den logischen Zählstufen durch einen entsprechenden Stromkreis eingestellt werden, so daß diese mit. der Impulslänge des Eingangs-Wortes genau übereinstimmen.

Das vorstehend beschriebene Rechensystem beruht auf der Wiederin-

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umlaufSetzung der Information-rund-um eine Verzögerungseinrichtung« Es ist wichtig, daß die Information während der Wiederinumlaufsetzung in-Amplitude_f Phase oder Gleichlauf nicht verschlechtert wird,und zwei nicht dargestellte Schaltungen werden hierfür vorgeschlagen,

Bei dem ersten Verfahren mit einer Verzögerungsleitung wird das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung durch einen üblichen, mit einem Taktgeber synchronisierten Analog-Digitalwandler umgewandelt. Zur Eingabe in die Verzögerungsleitung wird das Signal dann wieder in die Analogform umgewandelt»

Damit wird das Signal bei"jedem Durchgang durch die Leitung wieder geformt, und wenn seine ..Änderung infolge von Änderungen in den Parametern der Schleife kleiner ist als eine Einheit des Analog-Digitalumsetzers oder als eine Einheit des Taktgebers, wird dieser Fehler bei jedem Durchgang eliminiert.

Bei dem zweiten Verfahren, welches ebenfalls eine Verzögerungsleitung verwendet, wird ein Standard-Signal während irgendeiner regelmäßig wiederkehrenden toten Periode in die Verzögerungsleitung übertragen. Gewöhnlich wird dies während des Zeilenrücklaufs sein. Der Verstärkungsfaktor, die Phase und die Gleichlauf Verzögerungen der auf die Verzögerungsleitung folgenden Schaltung werden während dieses Signals automatisch gesteuert, so daß sich ein einheitlicher Verstärkungsfaktor und eine Synchronisation rund um den ganzen Kreis ergibt. Während des restlichen Teils der Zeilenperiode ist diese auf diesem Wert festgelegt, um während des nächsten Steuerintervalls erforderlichenfalls wieder eingestellt zu werden·

Obwohl die Hauptstromkreiselemente in den in den Zeichnungen gezeigten Anordnungen veranschaulicht worden sind, wurden einige Elemente der Deutlichkeit halber weggelassen. So sind Einrichtungen, die kurze Verzögerungen bewirken und die gewöhnlich eingeschaltet werden, um das sogenannte Durchgehen zu verhindern, nicht dargestellt»

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In der vorstehenden Beschreibung sind die Bezeichnungen Verzögerungseinrichtung oder Signalspeichereinrichtung und dergleichen verwendet worden, um einen Speicher für irgendeine festgelegte
Wiederauffindungsperiode zu bezeichnen, wie zum Beispiel ein Magnetband, eine Magnettrommel, abgetastete Oberflächen, zur Schleife geschaltete Verzögerungsleitungen und Schieberegister.

Obwohl die Bezeichnung Zählimpuls verwendet wurde, um den neuartigen Impuls zu Tjeschreiben, der am Ende des Abtastens ,jedes
Merkmals erzeugt wird, ist diese Bezeichnung nicht auf Impulse
beschränkt, welche tatsächlich gezählt werden, sondern umfaßt=3eden zum Zählen verwendeten Impuls.

Patentansprüche

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Claims

Diving. E. BERKENFElB - DipMiig. M, ^£«iCfiMF€i©, Patemimmoiim, KoJa

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Anlage Aktenzeichen - . - ,

*ur Einsähe vom 2&. September 1973' vA, ;N_Omed.Anm. Colin Fi slier -P---A TE fJ T A NSP RUCBE

(li Verfahren zum Berechnen eines Parameters fürjedes Merkmal aus einer Anzahl von Merkmalen in "einem Feld mit Erzeugen ei— -nes Videosignals durchZeilenabtastung und Erzepgeaa eines Zählimpulses am Ende der Abtastung jedes Merkmals»

dadurch gekennzeichnet, ' -"

daß während oder am Ende eines Ereuzungsiinpulses ein Jnformationssignal erzeugt wird, das eine Funktion der den Kreuzungs— impuls erzeugenden Abtastzeilenkreuzung darstellt, daß jedes Informationssignal mit einem Signal kombiniert wird, das eine Speicherung von InformationsSignalen aus vorhergehenden Abtastzeilenkreuzungen des gleichen Merkmals darstellt, um dadurch das gespeicherte Signal mit jedem neuen Informationssignal zu modifizieren, daß das modifizierte angesammelte Signal von einer Zeilenabtastung bis zur nächsten gespeichert wird und daß bei der Freigabe' des Zählimpulses für ein Merkmal das endgültige modifizierte gespeicherte Signal für das Merkmal freigegeben wird» ■

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß die Größe jedes Informatiqnssignals der Dauer des Kreuzungsimpu!-* ses entspricht und dadurch ein Maß für die Iiäpge dieser Ab*- ■ tastzeilenkreuzung des Merkmals gibt,

3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Informations signal aus jeder Äbta&zeilenkreuzuiig mi"b einem Merkmal zu vorhergehenden, sich aus dem Merkmal ergebenden InformationsSignalen addiert wird, um dadurch ein Signal zu erzeugen, dessen Gesamtgröße der Fläche des Merkmalsentspricht. ■.-■'■ ^=

4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Kreuzungsimpuls ein einzelner Impuls erzeugt wird und daß jeder einzelne Impuls zu der Summe vorhergehendeer ein-

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SAOORfGfNAL

zelner, von gleichen Merkmal' abgeleiteter Impeulse addiert wird, um dadurch ein Signal zu erzeugen, dessen Größe die Länge des Merkmals senkrecht zur Zeilenabtastrichtung anzeigt.

5, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Informationssignal von einem analogen Videosignaliinpuls abgeleitet wird, der die Kreuzung des Merkmals darstellt.

6, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignale von Zeile zu Zeile in einer Verzögerungsleitung gespeichert werden...

7, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignale von Zeile zu Zeile in einem Schieberegister gespeichert werden.

8· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verzögerte Analogsignal in ein Digitalsignal umgewandelt und dieses in ein Analogsignal zurückverwandelt wird, sowie daß die beiden Umwandlungen synchronisiert sind und das neue Analogsignal verzögern,

9» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verzögerte Analogsignal verstärkt wird und " das verstärkte Signal auf den Eingang der Verzögerungsleitung gegeben wird, daß Signale in der durch die Verzögerungsleitung und den Verstärker gebildeten Schleife' wieder in Umlauf gesetzt werden, daß ein Standard-Signal während Perioden (wie zum Beispiel Zeilenrücklaufperioden) erzeugt wird, in denen kein -Videosignal auf die Verzögerungsleitung einwirkt, sowie daß die Parameter jedes Standard-Signals nach dem Durchgang durch die Verzögerungsleitung mit dem Parameter des Signals vor dessen Durchgang durch die Verzögerungsleitung verglichen werden und daß die tibertragfunktion der Verstärkereinrichtung so eingestellt wird, daß eine Veränderung im Parameter des verzögerten Standard-Signals reduziert wird.

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