Устройство для считывания изображений микрообъектов Советский патент 1985 года по МПК G06K9/36 

1 Изобретение относится к автомати ке и технической кибернетике, в час ности к устройствам для считывания и анализа изображений микроструктур Известно устройство для считьгеания изображений микрообъектов, соде жащее оптическую систему с фотоприемными элементами, причем каждый фотодиод линейки электрически связан через соответствующий ключ с регистром сдвига, вход которого электрически связан с выходом генератора блока развертки, а выходной разряд регистра сдвига подключен к блоку смены строки Однако это устройство характеризуется невысокой точностью из-за неодинаковой чувствительности фотодиодов. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок развертки изображений, соединенный с первым реверсивньо4 счетчиком, подключенном через первый дешифратор к фотоприемным элементам выходы которых через аналого-цифровой преобразователь подключены к сумматору, другой вход которого сое динен с блоком памяти, первую группу элементов И, входы которых подключены к блоку развертки изображений, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к элементу задержки, соединен ному с входом первого реверсивнйго счетчика, а вьссоды подключены к второму дешифратору, соединенному с блоком памяти, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выходами первого реверсивного счетчика, и к одному входу первого элемента И, соединенного с логическим блоком С2 I- . ...., ., Недостатком известного устройства является его невысокая точность. Цель изобретения - повьгаение точности устройства. Поставленная цель достигает.ся те что в устройство, содержащее первый реверсивный счетчик, входы которого соединены с блоком развертки изображений и с первым элементом задержки, а выходы подключены KjKepвому дешифратору, соединенному с фотоприемными элементами, первую, 0 группу элементов И, входы которых подключены к блоку развертки изображений, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к выходу первого элемента задержки, а выходы соединены с входами второго дешифратора, генератор тактовых импульсов, подключенный к одному входу первого элемента И и к одним входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выходами первого реверсивного счетчика, сумматор, входы которого подключены к блоку памяти, соединенному с выходом дешифратора, и к аналого-цифровому преобразователю, вход которого подключен к вьпсоду фотоприемных элементов,введены третья группа элементов И, входы которых соединены с выходами второго реверсивного счетчика и с генератором тактовых импульсов, элемент ИЛИ, один вход которого подключен к первому элементу И, соединенному с выходом второго реверсивного счетчика, а выход подключен к первому элементу задержки, инвертор, вход которого подключен к выходу первого элемента И, и последовательно соединенные второй элемент И, входы которого подключены к выходам элементов И второй и третьей групп, а выход подключен к другому входу элемента ИЛИ, третий элемент И, другой вход которого подключен к выходу инвертора, второй элемент задержки, выход которого подключен к второму входу блока памяти, и четвертую группу элементов И, другие входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы соединены с третьим входом блока памяти. На фиг I представлена блок-схема предлага емого устройства; на фиг.2 диаграммы,поясняющие работу устройства. Устройство содержит фотоприемные элементы 1, выполненные в виде фотодиодной линейки (ФДЛ), блок 2 развертки изображений, содержащий узел 3 дискретной развертки и .узел 4 формировзиия скайируамого поля,первый 5 и второй 6 реверсивные счетчики, 7 и второй 8 дешифраторы, первую 9 вторую 10, третью 11 и четвертую 12 группы элементов И, nepst 13, второй 1Л и третий 15 эле|Мемты И,генератор t6 тактовых импульсов, блок 17 памяти, сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы задержки, элемент ИЛИ 21, инвертор 22 и аналого-цифровой преобразователь На чертеже также, условно показано поле 24 изображения. Устройство работает следующим образом. В поле изображения ABCD (фиг.2) вдоль направления строки устанавливают фотодиодную линейку 1 так, что до начала сканирования последний элемент фотодиодной линейки граничит с первым элементом считьгеаемого поля 24 изображения, а строчную развертку осуществляют путем дискретного перемещения поля изображения.При перемещении поля изображения с шагами, равными размеру еди ничного фотодиода и соблюдения усло вия, что длина: строки сканирования (число шагов) в 2 раза больше, чем длина (число фотодиодных элементов) фотодиодной линейки 1, то каждый элемент поля изображения будет последовательно проецироваться на фотодиоды. Когда поле АВСВ займет положение А В С D , то окажется, что каждый элемент поля изображения будет просмотрен всеми фотодиодами фотодиодной линейки, т.е. каждый элемент изображения будет столько раз преобразовьгеаться в электричес кий сигнал, сколько фотодиодов соде жится в фотодиодной линейке. Причем положение фотодиодов, т.е. адреса ф тодиодов для каждого элемента поля изображения в процессе строчной раз вертки изменяются по арифметической прогрессии При дтом число фотодиодов, одновременно участвующих в преобразовании элементов поля изображения до момента полного нахождения их в поле изображения, также определяется арифметической прогрес сией. Учитывая это, при дискретном перемещении поля изображения на каждо шаге, если опросить последовательно фотодиоды, находящиеся в поле изобра-50 та И

жения, и идентифицировать их соответственно по координатам сканируемого поля, по которым регистрируются в памяти элементы поля изображения, то суммируя сигналы фотодиодов, с соответствующими сигналами регистрируемых в памяти, в конце строчной развертки будут сформированы сигнатогда, когда коды счетчиков 5 и 6 отличны от нуля, при этом текущий код сканируемого поля счетчика 6 должен быть меньше или равен коду адреса последнего элемента строки, регистрируемой в блоке 17.

По импульсу элемента И 15 сигнал, поступает с блока 17 на шину считы504ЛЬ элементов изображений в каждом из которых участвовали все фотодиоды линейки. Накопление информации на сумматоре в зависимости от выполненых шагов приведено на фиг. 26. Сигнал с блок. 2 поступает на входы счетчика 5, где устанавливается код равный максимальному числу фотодиодной линейки. Одновременно этот же код поступает на одни входы элементов И 9, на вторые входы которых поступает код из узла 4 блока 2 о текущей координате сканируемого поля. Код текущей координаты сканируемого поля через элементы И 9 по каждому импульсу дискретной развертки устанавливает на счетчике 6 начальньй код элемента поля изображения. По этим кодам дешифраторы 7 и 8 устанавливают адреса, соответствующие номеру считываемого фотодиода фотодиодной линейки 1 и адрес ячейки памяти, тем самьм подготавливая начальные условия для формирования элементов изображения . При появлении на выходе триггеров счетчиков 5 и 6 кодов (отличных от нуля ), элементы И 10 и 11 в момент поступления на их вторые входы импульсов генератора 16 вьщают сигналы. Поступающие соответственно на первые и вторые входы элемента И 14, на выходе которого появляются импульсы тактового генератора 16. Эти импульсйпроходят только тогда, когда коды счетчиков одновременно отличны от нуля. При этом частоту генератора 16 импульсов определяют из условия опроса всех фотодиодов линейки 1 за время меньшее,чем время появления следующего импульса единичного шага из блока 2. Импульсы с выхода элемента И 14 поступают на первый вход элемента И 15, на второй вход поступают инвертированные импуЯьсы с тактового генератора 16 и со счетчика 6. Таким образом, на выходе элемен15 появляются импульсы только вания и содержимое блока 17 по адресу, установленному на дешифраторе 8, суммируется на сумматоре 18 со значением кода, установленном на АЦП 23 преобразующем электрические сигналы фотодиода в цифровой код. При этом код су1Ф1атора 18 через элементы И 12 поЬтупает на вход блока 17 и записывается по адресу, установленному н дешифраторе 8 при поступлении сигнала через элемент 20 задержки. Сигнал с выхода элемента 14 и через элемент ИЛИ 21 и элемент 19 задержки поступает на счетчийи 5 и 6, -уменьшая код адреса на 1 . В случае сигнала переполнения Счетчика 6 и прихода тактового импульса с генератора 16 элемент И 13 вьаает сигнал на вход элемента ИЛИ 2 который через элемент, 19 задержки уменьшает код счетчиков 5 и 6 на еди ницу. В результате дешифратор 8 на фотодиодной линейке устанавливает но мер фотодиода, координата которой соответствует координате предьщущего элемента изображения. В момент появления на выходе элемента И 15 следующего импульса генератора 16 происходит суммирование сигнала АЩ1-23 с содержимым предьщу. щего элемента памяти и результат заисывается по адресу этого же элемена изображения, причем в счетчиках и 6 после этого опять по сигналу элемента И 14 коды адресов уменьшатся на единицу и цикл повторится/ Указанный цикл повторяется до тех пор, пока на счетчиках 5 или 6 код адреса фотодиода или считываемого элемента не станет равным нулю. В момент, когда код на счетчике 5 или 6становится равным нулю, элемент И 14 блокирует импульсы генератора 16 до тех пор, пока из блока 2 не ( поступит импульс о смещении поля изоб-. ражения по строке на единичный шаг, устанавливающий снова на счетчиках 5 и 6 коды соответствующих максималь ному номеру фотодиода линейки и текущей координате сканируемого поля,, и весь цикл повторится. На фиг.2 представлен порядок считывания фотодиодов линейки на примере сканирования поля с длиной строки 18 элементов и длиной фотодиодной линейки, равной девяти элементам. Введение новых узлов и элементов, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить точность предлагаемого устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ МИКРООБЪЕКТОВ, содержащее первый реверсивный счетчик,входы которого соединены с блоком развертки изображений и с первье4 элементом задержки, а выходы подключены к первому дешифратору, соединенному с фотоприемными элементами, первую группу элементов И, входы которых подключены к блоку развертки изображе. НИИ, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к выходу первого элемента задержки, а выходы соединены с входами второго дешифратора, генератор тактовых импульсов, подключенный к одному входу первого элемента И и к одним входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выходами первого реверсивного счетчика, сумматор, входы которого подключены к блоку памяти, соединенному с выходом дешифратора, и к аналого-цифровому преобразователю, вход которого подключен к выходу фотоприемных элементов, о тлича. ющееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит третью группу элементов И, входы которых соединены с выходами второго реверсивного счетчика и с генератором тактовых импульсов, элемент ИЛИ, один вход которого подключен к первому элементу И, соединенном с выходом второго реверсивного счетчика, а выход подключен к первому элеменКЛ ту задержки, инвертор, вход которого подключен к выходу первого элемента И, и последовательно соединенные второй элемент И, входы которого подключены к выходам элементов И второй и третьей групп, а выход подключен к другому входу элемента ИЛИ,третий элемент И,другой вход которого а подключен к выходу инвертора,второй о элемент задержки,выход которого под4:: ключен к второму входублока памяти,и сл четвертую группу элементов И, другие входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы соединены с третьим входом блока памяти.

Фи.

N