Способ и устройство обработки оптической информации Российский патент 2020 года по МПК G06K7/12 G06T7/90 

Изобретение относится к способу и устройству обработки оптической информации в оптическом АЛУ с применением вычислительных комплексов, основанных на использовании предпочтительно данных оптического типа.

Наиболее близким по технической сущности является «устройство считывания изображения и способ обработки данных изображения» (патент RU №2471230 С1, 2012), в частности, настоящее изобретение относится к устройству считывания изображения и способу обработки данных изображения для корректировки аномального изображения, вызванного потерей четкости (смазывания) при считывании изображения посредством оптического сканирования оригинала изображения, что позволяет эффективно корректировать потерю четкости (смазывания), не увеличивая затраты и не ухудшая производительность.

Недостатком данного устройства и способа является применении системы описания цвета - RGB. Это система, которая характеризует сигнал цветного изображения с помощью естественных каналов: Красный, Зеленый, Синий, которые формируются при первичном цветоделении изображения в процессе сканирования. В этой системе по каждому каналу сигнал характеризуется уровнем, выраженным в относительных единицах двоичной системы, а именно значениями от 0 до 255. Соответственно, цвет изображения определяется соотношением величин сигналов по этим трем каналам.

Недостатки такого выражения:

1) неоднозначность системы координат RGB и аппаратная зависимость;

2) неясное представление о цвете на основе соотношения этих сигналов.

Воздействие на один из каналов приводит к изменению цвета, которое трудно предсказать. В настоящее время система коррекции с системой такого отображения сигнала еще широко используется. Однако недостатки этой системы приводят к постепенному переходу к отображению информации в колориметрической системе координат.

Задача изобретения - разработать способ и устройство, обеспечивающие устранение этих недостатков.

Это решение достигается тем, что предлагаемый способ основан на том, что из оптического сигнала пикселя выделяют семь световых потоков с длинами волн соответствующими основным цветовым сигналам колометрической шкалы, полученные с выхода фотоэлектрических преобразователей сигналы субпикселей подвергают электрическому усилению, калибровке, масштабированию, пропускают через АЦП и схему доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера, связанного с периферийным устройством, например ЭВМ, для дальнейшей обработки. Благодаря введению первичного цветоделения в обработку информации, в частности изображений, обработку оптической информации производят не в аппаратно-зависимой системе RGB, а в колометрической, что позволяет повысит точность при обработке информации.

Проведенный поиск в известной научно-технической литературе не выявил наличие подобных технических решений.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 представлено схематичное изображение процесса выполнения взаимосвязанных действий способа обработки оптической информации.

На Фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1) световод;

2) фотоэлектрический преобразователь сигнала субпикселя;

3) УНП-усилитель нормирующий программируемый цвето-светового сигнала субпикселя от датчика определенной длины волны соответствующей одному цвету;

4) КД-модуль калибратора датчика приемника;

5) М-Б-модуль масштабирования или балансировки цвето-светового сигнала субпикселя от датчика определенной длины волны соответствующей одному цвету;

6) АЦП-модуль аналого-цифрового преобразователя;

7) II/I-схема доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера;

8) магистраль системного интерфейса микроконтроллера;

9) микроконтроллер;

10) управляемый источник подсветки исследуемого объекта;

11) исследуемый объект;

12) внешнее устройство, например ЭВМ.

Способ обработки оптической информации, вводимой датчиком изображения, включающим в себя часть испускания света, часть фотоэлектрического преобразования, в которой множество фотоэлектрических преобразователей каждый из которых настроен на прием цвето-световых сигналов субпикселей определенной длины волны, содержащий этапы:

для данных изображения, вводимых датчиком изображения, параллельного получения значений яркости от первого компонента цвета до седьмого компонента цвета, соответствующих субпикселям определенной длины волны (распределение пикселей и субпикселей на плоскости исследуемого объекта представлено на Фиг. 2);

получение величины корректировки (калибровка) для значения яркости соответствующих каждому из компонентов цвета по тестовым шаблонам из части испускания света и каждому из фотоэлектрических преобразователей из-за разности их характеристик;

масштабирование сигналов субпикселей в соответствии с заданным внешним устройством алгоритмом обработки оптической информации;

корректировку значения яркости данных изображения, полученных с выхода АЦП микроконтроллером в соответствии с принятой структурой данных, записываемых в память микроконтроллера.

Первичная обработка оптической информации осуществляется устройством под управлением микроконтроллера (9 фиг. 1). Данные после обработки записываются в память микроконтроллера. Для представления значений яркости одного пикселя отводится восемь восьмибитовых байт по числу субпикселей (1-7) плюс служебный байт. Разряды 0-6 (0 разряд младший) субпикселя содержат значение яркости, с учетом защитных интервалов, в пределах минус 120 до плюс 120 (7 разряд знаковый). Данные могут обрабатываться микроконтроллером в позиционных и непозиционных системах счисления (например в системе остаточных классов), в зависимости от вида информации представленной в исследуемом объекте. Это может быть цифро-буквенная информация, звуковой ряд или цветное изображение представленные цвето-световыми сигналами.

Изобретение относится к способу и устройству обработки оптической информации. Техническим результатом является повышение точности при обработке информации. Способ обработки оптической информации заключается в том, что вводят данные изображения датчиком изображения, включающим в себя часть испускания света, часть фотоэлектрического преобразования, в которой множество фотоэлектрических преобразователей, причем из оптического сигнала пикселя фотоэлектрическими преобразователями выделяют семь световых потоков с длинами волн, соответствующими основным цветовым сигналам колориметрической шкалы, полученные с выхода фотоэлектрических преобразователей сигналы субпикселей подвергают электрическому усилению, калибровке, масштабированию, пропускают через АЦП и схему доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера, связанного с периферийным устройством. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки оптической информации, заключающийся в том, что вводят данные изображения датчиком изображения, включающим в себя часть испускания света, часть фотоэлектрического преобразования, в которой множество фотоэлектрических преобразователей, отличающийся тем, что из оптического сигнала пикселя фотоэлектрическими преобразователями выделяют семь световых потоков с длинами волн, соответствующими основным цветовым сигналам колориметрической шкалы, полученные с выхода фотоэлектрических преобразователей сигналы субпикселей подвергают электрическому усилению, калибровке, масштабированию, пропускают через АЦП и схему доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера, связанного с периферийным устройством.

2. Устройство обработки оптической информации по способу, изложенному в п. 1, содержащее управляемый источник подсветки исследуемого объекта, световод, фотоэлектрические преобразователи, отличающееся тем, что в него введены фотоэлектрические преобразователи цветосветовых сигналов субпикселей на разные длины волн, каждый из которых соответствует одному цвету, усилитель нормирующий программируемый, модуль калибровки, модуль масштабирования, модуль аналого-цифрового преобразователя, схема доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера для каждого субпикселя, а также магистраль системного интерфейса микроконтроллера и микроконтроллер, причем фотоэлектрические преобразователи цветосветовых сигналов субпикселей установлены перед световодом, выход фотоэлектрического преобразователя каждого субпикселя подключен ко входу усилителя нормирующего программируемого каждого субпикселя, выход усилителя соединен со входом модуля калибровки каждого субпикселя, выход модуля калибровки каждого субпикселя соединен со входом модуля масштабирования каждого субпикселя, выход которого соединен со входом модуля аналого-цифрового преобразователя каждого субпикселя, выход модуля аналого-цифрового преобразователя соединен со входом схемы доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера каждого субпикселя, выходы схем доступа к магистрали интерфейса микроконтроллера для каждого субпикселя подключены к магистрали системного интерфейса микроконтроллера, соединенного с микроконтроллером, а выход микроконтроллера является выходом устройства.