Устройство для считывания изображений Советский патент 1987 года по МПК G06K9/46 

аналоговых сигналов, отображающих оптическую информацию, Еюздействующую на ячейки соответствующего столбца ее информационного поля.

При этом на выходе аналогового коммутатора 4 появляется лищь сигнал ячейки, лежащей в строке информационного поля, задаваемый состоянием второго счетчика 6. Этот сигнал поступает на входы первого и второго аналоговых блоков 10 и 11 патив 1, фоточувствительную матрицу 2, де- щифратор 3, аналоговый коммутатор 4, первый 5 и второй 6 счетчики, одновибратор 7,

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания изображений объектов.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 представлены временные диаграммы его работы.

Устройство для считывания изображения Ю мяти. Одновременно со сменой адресов, т.е. (фиг. 1) содержит фокусирующий объек- выбором для считывания очередной ячейки

матрицы 2, одновибратор 7 формирует импульс стирания (фиг. 2, а), осуществляющий стирание оптический информации во задающий генератор 8, формирователь 9 им- всех ячейках информационного поля. При пульсов, первый 10, второй 11, третий 12 этом сигнал на выходе каждой ячейки име- и четвертый 13 аналоговые памяти и вычи- ет определенное значение х ° соответствую- татель 14.щее начальному уровню именно этой ячеиВходы фоточувствительной матрицы 2, ки (фиг. 2 б). Значения х,-° могут су- оптически связанной с объективом 1, при- щественно отличаться от ячейки к ячейке, соединены к выходам дещифратора 3, вы- 20 Сразу после окончания действия импульса ходы фотодиодной матрицы 2 связаны с ий- стирания (фиг. 2 а) под воздействием им- формационными входами аналогового комму- пульсов, поступаюцдих с задающего генера- татора 4, управляющие входы которого под- тора 8, формирователь 9 импульсов на одном ключены к выходам второго счетчика 6, вы- из своих выходов вырабатывает импульс ход одновибратора 7 связан с входом фо- (фиг. 2 е), разрешающий запр1сь инфор- точувствительной матрицы 2, входы дещиф- мации в первый аналоговый блок 10 па.мяти. ратора 3 присоединены к выходам перво- В этом блоке запоминается начальный уро- го счетчика 5, вход которого объединен с входами второго счетчика 6 и одновибратора 7 и подключен к выходу задающего генератора 8, информационные входы первого 10 и второго 11 аналоговых блоков памяти объединены и подключены к выходу аналогового коммутатора 4, выход второго блока аналоговой памяти 11 связан с прямым (неинвертирующим) входом вычита- теля 14, между инвертирующим входом которого и выходом первого аналогового блока 10 памяти включен третий аналоговый блок 12 памяти, выход вычитателя 14 связан с информационным входом четвертого

30

35

вень (фиг. 2 г) i-й ячейки до прихода следующего импульса записи. В даль- нейщем происходит накопление сигнала в ячейках матрицы 2. На выходе аналогового коммутатора 4 присутствует изменяющийся во времени сигнал x/(t) (фиг. 2 б), скорость нарастания которого пропорциональна освещенности i-й ячейки

x,-(t) tSCE,,

аналогового блока 13 памяти, а управляющие входы первого 10 и четвертого 13, а 40 также второго 11 и третьего 12 аналоговых блоков памяти попарно объединены и раздельно подключены к выходам формирователя 9 импульсов, вход которого связан с выходом задающего генератора 8.

где t - текущее время;

S -крутизна характеристики ячейки;

С-плондадь ячейки; Е,-- освещенность i-й ячейки.

В момент окончания накопления сигнала его величина на выходе i-й ячейки достигает значения х/

xf TSCE,,

где Т-время накопления сигнала. 45 В этот момент на выходе формирователя

Устройство работает следующим образом. 9 импульсов управления формируется импульс (фиг. 3 д), разрешающий запись информации во второй 11 и третий 12 аналоговые блоки памяти. При этом во второй адресов всех ячеек осуществляется в резуль- блок 11 памяти записывается величина сиг- тате последовательного счета первого 5 и вто- нала выхода аналогового коммутатора 4 (фиг. Зе), а в третий аналоговый блок 12 па.мяти переписывается значение хриз первого аналогового блока 10 памяти (фиг. 3 ж). На выходе вычитателя 14

тора 3 и аналогового коммутатора 4. Де- в результате появляется разностный сигнал щифратор 3 декодирует код, поступающий (фиг. 3 и) с выходов первого счетчика 5, что обесг.V(ОW-г г- т

печивает появление на выходе матрицы 2л,- х,- - х,- IbCh,-.

Считывание оптической информации со всех ячеек фоточувствительной матрицы 2 происходит последовательно. Формирование

рого 6 счетчиков под действием импульсов, поступающих с выхода задающего генератора 8. Обращение к некоторой ячейке матрицы 2 происходит с помощью дещифрааналоговых сигналов, отображающих оптическую информацию, Еюздействующую на ячейки соответствующего столбца ее информационного поля.

При этом на выходе аналогового коммутатора 4 появляется лищь сигнал ячейки, лежащей в строке информационного поля, задаваемый состоянием второго счетчика 6. Этот сигнал поступает на входы первого и второго аналоговых блоков 10 и 11 памяти. Одновременно со сменой адресов, т.е. выбором для считывания очередной ячейки

ки (фиг. 2 б). Значения х,-° могут су- щественно отличаться от ячейки к ячейке, Сразу после окончания действия импульса стирания (фиг. 2 а) под воздействием им- пульсов, поступаюцдих с задающего генера- тора 8, формирователь 9 импульсов на одном из своих выходов вырабатывает импульс (фиг. 2 е), разрешающий запр1сь инфор- мации в первый аналоговый блок 10 па.мяти. В этом блоке запоминается начальный уро-

вень (фиг. 2 г) i-й ячейки до прихода следующего импульса записи. В даль- нейщем происходит накопление сигнала в ячейках матрицы 2. На выходе аналогового коммутатора 4 присутствует изменяющийся во времени сигнал x/(t) (фиг. 2 б), скорость нарастания которого пропорциональна освещенности i-й ячейки

x,-(t) tSCE,,

ки (фиг. 2 б). Значения х,-° могут су- щественно отличаться от ячейки к ячейке, Сразу после окончания действия импульса тирания (фиг. 2 а) под воздействием им- пульсов, поступаюцдих с задающего генера- ора 8, формирователь 9 импульсов на одном из своих выходов вырабатывает импульс (фиг. 2 е), разрешающий запр1сь инфор- мации в первый аналоговый блок 10 па.мяти. В этом блоке запоминается начальный уро-

где t - текущее время;

S -крутизна характеристики ячейки;

С-плондадь ячейки; Е,-- освещенность i-й ячейки.

В момент окончания накопления сигнала его величина на выходе i-й ячейки достигает значения х/

xf TSCE,,

ключены к выходу дешифратора, а выходы - к информационным входам аналогового коммутатора, первый счетчик, выходы которого соединены с входами дешифратора, второй счетчик, выходы которого подключены к управляюш.им входам аналогового коммутатора, одновибратор, выход которого соединен с входом стирания информации фоточувствительной матрицы, и задающий генератор, первый выход которого подключен к счетным входам первого и второго счетчиков и входу одновибра- тора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит четыре аналоговых блока памяти, вычитаТаким образом, значение X, сигнала на выходе вычитателя 14 не зависит от начальных уровней отдельных ячеек, что значительно повышает точность воспроизведения считываемого изображения.5

В момент записи информации во второй 11 и третий 12 блоки памяти на выходе вычитателя 14 возникают переходные процессы, ухудшающие форму выходного сигнала (фиг. 3 и). Для устранения этого служит четвертый аналоговый блок 13 памяти, за- пись информации в который происходит тем же импульсом, что и в первый аналоговый блок памяти (фиг. 3 в). При этом на выходе четвертого блока 13 памяти присутствует информация о состоянии i-й ячейки с тбль и формирователь импульсов, вход ко- фоточувствительной матрицы 2 одновремен- торого подключен к второму выходу задаю- но с опросом i+1-й ячейки. Таким обра- щего генератора, первый выход упомянуто- зом, на выходе блока 13 появляется сдви- го формирователя импульсов соединен с вхо- нутая на один шаг опроса информация о дами записи первого и четвертого анало- состоянии всех ячеек фоточувствителькой говых блоков памяти, а второй выход - с матрицы 2. Причем на значение выходного 20 входами записи второго и третьего анало- сигнала не оказывают влияния начальные говых блоков памяти, выходы которых подуровни различных ячеек, что значительно ключены соответственно к прямому и инверс- повышает точность воспроизводимой инфор- ному входам вычитателя, выход которого мации, а также дает возможность получать более достоверную информацию о считываемом изображении.

Достижение поставленной цели подтверждается результатами эксперимента, который заключается в следующем. Считывается изображение равномерно освещенной молочно-белой пластины при помощи устройства без компенсации влияния начальных уровней отдельных ячеек и при помощи макета предлагаемого устройства и измеряется неравно25

соединен с информационным входом четвертого аналогового блока памяти, выход которого является выходом устройства, причем выход аналогового коммутатора подключен к информационным входам первого и второго аналоговых блоков памяти.

30

Экспери- Неравномерность сигнала, %, мент для устройства

(матри-

цы) без компенса- предлагаемого ции(макет)

мерность сигнала по полю на выходе устройства. Эксперимент повторяют для пяти экземпляров одного типа матрицы. Результаты приведены в таблице.

Таким образом, введение,в устройство новых узлов и связей позволило существенно повысить точность воспроизведения изображения.

Формула изобретения

Устройство для считывания изображений, содержащее оптически связанные фокусирующий объектив и фоточувствительную матрицу, управляющие входы которой под

ключены к выходу дешифратора, а выходы - к информационным входам аналогового коммутатора, первый счетчик, выходы которого соединены с входами дешифратора, второй счетчик, выходы которого подключены к управляюш.им входам аналогового коммутатора, одновибратор, выход которого соединен с входом стирания информации фоточувствительной матрицы, и задающий генератор, первый выход которого подключен к счетным входам первого и второго счетчиков и входу одновибра- тора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит четыре аналоговых блока памяти, вычитатбль и формирователь импульсов, вход ко- торого подключен к второму выходу задаю- щего генератора, первый выход упомянуто- го формирователя импульсов соединен с вхо- дами записи первого и четвертого анало- говых блоков памяти, а второй выход - с входами записи второго и третьего анало- говых блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к прямому и инверс- ному входам вычитателя, выход которого

тбль и формирователь импульсов, вход ко- торого подключен к второму выходу задаю- щего генератора, первый выход упомянуто- го формирователя импульсов соединен с вхо- дами записи первого и четвертого анало- говых блоков памяти, а второй выход - с входами записи второго и третьего анало- говых блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к прямому и инверс- ному входам вычитателя, выход которого

соединен с информационным входом четвертого аналогового блока памяти, выход которого является выходом устройства, причем выход аналогового коммутатора подключен к информационным входам первого и второго аналоговых блоков памяти.

Экспери- Неравномерность сигнала, %, мент для устройства

(матри-

цы) без компенса- предлагаемого ции(макет)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения промышленных роботов. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит фокусирующий объектив, фоточувствительную матрицу, дешифратор, аналоговый коммутатор, первый и второй счетчики, одновибратор, задаюш.ий генератор, формирователь импульсов, четыре аналоговых узла памяти и вычислитель. При опросе каждой ячейки информационного поля фоточувствительной матрицы происходит запоминание начального уровня сигнала данной ячейки в первом аналоговом узле памяти с последующей перезаписью этого уровня в третий аналоговый узел памяти. При помощи вычитателя, а также второго аналогового узла памяти происходит компенсация неравномерности начальных уровней отдельных ячеек матрицы. Тем самым существенно по- выщается точность преобразования в электрические сигналы оптических изображений объектов. 2 ил., I табл. i (Л оо о ;о 01 00

а n

Фиг2

Составитель Т. Ничипорович

Редактор О. БугирТехред И. EiepecКорректор А. Зимокосов

Заказ-1436/43Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР поделай изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4