Устройство для ввода изображений в электронную вычислительную машину Советский патент 1986 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к промышленности средств связи, может быть использовано, например, в устройствах преобразования изображения -для систем отображения и обработки ин- формации и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 728121.

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

На чертеже показана функциональ- ная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электроннолучевую трубку 1, блок 2 управления сканированием, интенсивностью и апертурой электронного луча, блок 3 оптического преобразования, блок 4 анализа изображения, блок 5 фотоэлектронных умножителей, блок 6 преобразования напряжения н код, блок 7 умножения, блок 8 оперативной памяти, сумматор 9 и генератор 10 синхроимпульсов. Для повышения быстродействия путем форсирования процесса установления тока в катушке управления фокусировкой устройство содержит бло 1I управления режимом перестройки апертуры, включающий 12 сравнения и два ключа 13 и 14, соединенные последовательно, формирователь 5 управляющих сигналов, вход которого подключен к выходу усилителя 16, а два выхода - к входам управления ключей 13 и 1Д, два регулируемых источника 17 и 18 постоянног о тока, подключенные к выводам двухпозицион- него переключателя 19, выход которого соединен с выходом блока 1 и соответствующим .вьшодом фокусирующей системы, подключенным к катушке управления фокусировкой, к которому подключен емкостной шунтирующий элемент 20, причем один вход схемы 12 сравнения соединен с cooтвeтcтвi oIЦИм выводом фокусирующей системы (вывод с резистора обратной связи не показан) , включенного последовательно с катушкой управления фокусировкой, а другой вход схемы I2 сравнения и входы усилителя 16 и переключателя 9 соедш1ены с выходом формировате- лей 21 сигналов, управляющих перестройкой апертуры, в блоке 2. На схеме обозначены также отклоняющая система 22, фокусирующая система 23 управляющий электрод 24. ЭЛТ,шины 25 подключения к унравляюи(им и информационным выходам ЭВМ. Емкостной шунтирующий элемент 20 может быть вы

20

25

j

tO 5к ,, 55 30

35

40

45

342

полней в виде конденсатора, величина емкости которого выбирается в соответствии с требуемор длительностью процесса перестройки апертуры. Ключи 13 и 14 могут быть вьтолнены в виде диодно-транзисторных ключей двусторонней проводимости, включенных бстречно-последовательно, точка соединения которых между собой подключена к средней точке выходной обмотки схемы 15, в качестве которой может быть в простейшем случае использован трансформатор. Емкостной шунтирующий элемент 20 может быть подключен параллельно ключам 13 и 14, или между выходом блока 11 и общей шиной устройства.

Устройство для ввода изображений в электронную вычислительную машину работает следующим образом.

При поступлении на первый вход блока 2 управления кодовой информации от ЭВМ на экране электронно-лучевой трубки 1 фиксируется определенное положение светового-пятна. Его изображение проектируется с помощью блока 3 на фотоноситель в блоке 4 анализа изображения. Световой поток проходит через изображение на фотоносителе в блоке 4 (высвечивается в нем точка) и поступает на блок 5 фотоэлектронных умножителей, сигнал которого подается далее на блок 6 преобразования напряжения в код. На блока 6 появляется сигнал, пропорциональный фотографической плотности изображения на фотоносителе в данной точке кадра. На первьш вход блока 2 подается сигнал по некоторой начальной апертуре, задаваемый с выхода ЭВМ. Кодовая информация с выхода блока 6 поступает на первый вход блока 7 умножения. Весовые коэффициенты задаются на стадии предварительной настройки устройства для данного класса обработок и типов изображений либо с пульта первоначальной настройки (не показам) при помощи блока 8, либо от ЭВМ. На вход генератора 10 синхроимпульсов также поступает запускающий .сигнал (либо внешний, либо с выхода ЭВМ) и на его выходе появляется управляющее напряжение, определяющее начальное состояние блоков 7-9. Кодовая информация, преобразованная в блоке 7, подается на блок 8 оперативной памяти,, а также 1епосредственно на сумматор 9. При поступлении следующего запускающего импульса (например, от ЭВМ) на вход генератора 10 синхроимпульсов на его выходе появляется управляющий сигнал, задающий новое состояние блоков 7-9 и соответственно перестраивается апертура светового пятна под действием сигнала на втором входе блока 2. Величина выходного сигнала от блока 6, соответствующего этой же данной точке кадра, изменяется. Блок 7 производит преобразование (умножение на весовой коэффициент) этого сигнала также с измененным весовым коэффициентом, определяемым новым состоянием блоков 7 и 8 (под действием управляющего сигнала с выхода блока 10). Затем для этой же точки кадра цикл повторяется, но с другой апертурой, и, таким образом, анализируется видеосигнал в каждой точке поля изображения.

По окончании нескольких циклов в ходе анализа элемента изображения в каждой точке кадра обработанный видеосигнал, соответствующий уже не исходному, а обработанному (методом такой электронно-оптической фильтрации) изображению, вводится в цифровой форме по заключительной команде от блока 10 к сумматору 9, а с выхода этого сумматора.- в ЭВМ. Это позволяет уменьшить загрузку ЭВМ операциями по осуществлению процесса перестройки апертур и.приема данных, вследствие чего упрощается математическое (программное) обеспечение ЭВМ и повьппается производительность процесса обработки информации

Блоки 7-10 позволяют выполнить операции по перестройке апертуры электронного луча с высоким быстродействием, не загружая ими ЭВМ. Обработка информации существенно облегчается.

Однако, несмотря на высокое быстродействие выполнения операции в блоках 7-10, скорость процесса перестройки апертуры оказывается ограниченной вследствие того, что процесс нарастания тока в катушке управления фокусировкой происходит медленно, инерционно, с определенной постоянной времени. Поэтому при отсутствии в устройстве блока 11, несмотря на быстрое изменение управляющего си1- нала, подаваемого от блока 2 на вход узла перестройки апертуры, рабочий реж11м этого узла устанавливается мед26434

ленно, т.е. время установления рабочего режима увеличиваете. Все это не позволяет практически существенно повысить быстродействие устройст- 5 ва и снижает производительность процесса обработки информации.

При наличии в устройстве блока 1I управления режимом работы узла перестройки апертуры,.включающего эле10 менты 12-20, сигнал на установку одной величины апертуры, например, большой, от блока 2 в виде резкого перепада напряжения подается на входы усилителя 16, схемы I2 сравнения

15 и переключателя 19, транзистор одного из ключей 13(14) (транзистор не показан), через который протекает ток катушки управления фокусировкой, запирается, и цепь протекания тока

20 прерывается. Напряжение на катушке начинает быстро увеличиваться, так как ток замыкается через емкостной шунтирующий элемент 20, быстро изменяясь по колебательному закону. Сна25 чала ток уменьшается до нуля, а затем, изменив направление на обратное, начинает увеличиваться, стремясь достигнуть новой установившейся величины, необходимой для заданной велиJO чины апертуры электронного луча. Напряжение на катушке уменьшается,транзистор другого ключа 14 (13)отпирает- ся и цепь тока замыкается через него и диод соседнего ключа. Потери энергии в колебательном контуре образованном катушкой и емкостным шунтирующим элементом 20, компенсируются от соответствующего регулируемого источника 17(18), обеспечивая достижение требуемой величины тока в катушке. Небольшое несовпадение этой величины со значением, соответствующим величине управляющего сигнала, подаваемого от блока 2 на вход/схемы 12 сравнения, легко устраняется в предлагаемом устройстве подачей сигнала на другой вход схемы 12 сравнения с соответствующего вьшода фокусирующей системы (резистор обратной связи, не указан). Затем двухпози- ционньш переключатель 19 запирается, отключая тем самым регулируемый источник 17(18) от выхода блока 11 во избежание лишних затрат энергии.

5 При поступлении от соответствующего формирователя управляющих сигналов в блоке 2 сигнала на установку другой величины апертуры, напри35

40

45

50

S

мер, малой, элементы 12-20 работают аналогично указанному вьше, при это потери энергии компенсируются .от другого регулируемого источника 18 (17), ток катушки, быстро достигнув новой заданной величины, необходимо для малого значения величины апертуры, протекает через ключи 13 и 14 в обратном направлении. Благодаря быстрому запираншо одного из транзисторов ключей I3 и 14 с помощью элементов 15 и 6, подключению емкостного шунтирующего элемента 20 и одного из регулируемых источников 17(18) постоянного тока через двух- позиционньй переключатель 19 к выходу блока 11 удается форсировать процесс нарастания (спадения)тока в катушке управления фокусировкой до требуемого для заданной величины ап.ертуры значения, и, таким образом, катушка оказывается в течение наикратчайшего времени готовой к работе, а процесс медленного установления рабочего режима, имевший место в известном устройстве, в предлагаемом устройстве не всзкика- ет. Введение в устройство.блока 11 управления режимом работы, содержащего элементы 12-20, позволяет увеличить скорость процесса перестройки апертуры более чем в 100 раз и тем йамым существенно пов)1сить быстродействие устройства и производительность процесса обработки информации ,

26434Ь

Формула изобретения

Устройство для ввода изображений в электронную вычислительную машину по авт.св. № 728121, о т л и- 5 чающееся тем, что, с целью повыш:ения быстродействия устройства, оно содержит блок управления режимом перестройки апертуры электронного луча, содержащий схему сравне10 ния, последовательно соединенные первый и второй ключи, параллельно которым включен емкостной шунтирующий элемент, два регулируемых источника постоянного тока, двухпозиционt5 ньй переключатель и последовательно включенные усилитель и формирователь управляющих сигналов, выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей, причем

20 вход уси пителя,, одни из входов схемы сравнения и двухпозиционного переключателя подк.шочены к выходу соответствующего формирователя сигналов блока управления сканированием, ин25 тенсивностью и апертурой электронного . 5 другой вход схемы сравнения соедтсен с выходом фокусир тощей системы электронно-лучевой трубки,вход которой подключен к выходу второго

30 клоча, соединенного с выходом двухпозиционного перекхпочателя, соответ- ствуюш;ие входы которого подключены к выходам регулируемых источников постоянного тока, а выход схемы срав нения соединен с соответствующим входом первсто ключа.