Устройство для преобразований изображений Советский патент 1988 года по МПК G06K9/00 

со

Од

о to

со

Изобретение относится к оптической обработке информации и вычис- .лительной технике и может быть использовано в оптических устройствах рас- познавания образов и нормализации изображений для выполнения операций сдвига, поворота и масштабирования изображений,

Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства за счет специальной синхронизации работы блока оптической памяти.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - принципиальные схемы основного элемента блока памяти и блока управления соответственно; на фиг. 4 - диаграмма работы устройства.

Устройство содержит (фиг. 2) блок 1 памяти, построенной на основе трехфазных D-триггеров с оптическими входами и выходами, многоканального - блока 2 оптических преобразователей, построенного на основе, световолоконных трансформаторов 3 и оптических затворов 4, блок 5 управления с тремя выходами . Вход 6 и выход 7 блока 1 памяти являются входами и выходами устройства. Одновременно эти вход и выход являются выходом и входом многоканального блока 2. Блок 2 содержит различные каналы трансформации изображений, например каналы изменения масштаба, поворота, сдвига и т.п. Все эти операции выполняются при прохождении оптического сигнала через соответствуюш 1Й канал. Выбор этого канала осуществляется с помош,ью включения одного из оптических затворов 4. В качестве затворов .могут быть использованы электрооптические затворы. Каждый из элементов блока 1 оптической памяти является трехфазным D-триггером.

Трехфазньм D-триггер (см. фиг. 2) содержит первый 8, второй 9, третий 10 фотоприемники, первый 11, второй 12,;чтретий 13 светоизлучатели. Все первые выводы фотоприемнйков подключены к шине питания Е, а свободные выводы 14, 15 и 16 светоизлучателей 11, 12 и 13 соединены с первым, вторым и третьим выходами блока 5 управления. Совокупность входов фотоприемников 8 образует информационньй вход 6 блока 1 памяти, а совокупность выходов светоизлучателей 13 образуют информационный выход блока 1.

Блок 5 управления (см. фиг. 3) содержит параллельный регистр 17, блок 18 совпадения, счетчик 19, первый 20 инвертор, генератор 21 импульсов, трехвходовый элемент 22 И, второй 23 инвертор, первый элемент 24 задержки, второй элемент 25 задержки, элемент 26 ИЛИ, третий элемент 27

задержки. Выходы элементов 23, 24 и 27 образуют первый С.,, второй С и третий Сд выходы блока 5 управления. ; Устройство работает следующим образом.

Для настройки устройства на какой- либо вид преобразования исходного изображения (например, изменение масштаба) открывается соответствующий оптический затвор 4 канала 3 изменения масштаба блока 2. Исходное

изображение записывается в блок памяти 1 через вход 6. Записью, хранением и считьшанием изображения управляет блок 5. При считывании изображения исходное изображение через выход 7 (и сопряженный одноименный вход блока 2) снова подвергается изменению масштаба и записывается в блок 1. Блок 5 управляет числом циклов изменения масштаба.

Управление записью, хранением и считыванием информации в блоке 1 осуществляется с помощью синхросе- рий С , С, Ст,, формируемый блоком 5.

Блок управления (фиг. З) работает слецующщ образом.

Код N команды, выставленной на входной шине регистра 17, по сигналу D записывается в регистр 17. Этот же

сигнал обнуляет счетчик 19 импульсов и запрещает через и-нвертор 20 на вре- мя своего действия счет импульсов, поступающих от генератора 21 через элемент 22 И. Блок 18 совпадения уст-

роен так, что сигнализирует о равенстве кодов на входных шинах нулевым сигналом на своем выходе. Во время действия сигнала D на выходе блока 18 совпадений - единичный сигнал,

так как счетчик 19 обнулен, а код числа N в регистре отличен от нуля. Как только сигнал D прекратится, единичный сигнал с выхода инвертора 20 и с выхода блока 18 совпадения разт

решает поступление импульсов от генератора 21 через элемент И 22 на входы элементов 23, 25, 26 и на счетный вход счетчика 19 импульсов. Импульсы от генератора поступают до

момента совпадения кодов в счетчике 19 и регистра 17, где находится код числа N,, т.е. на выходе элемента 22 сформируется последоват.ельность из импульсов, после чего блок 18 совпадения вьщает нулевой сигнал, который запрещает дальнейшее поступление им- пульсов на выход элемента 22 и свидетельствует о выполнении данной опера ции. Появление нулевого сигнала на выходе блока 18 является разрешением для выполнения другого преобразования изображения.

В исходном состоянии при отсутствии импульса на выходе элемента 22 на выходах С, Cj и С, а значит и на соответствующих синхровходах 14, 15 и 16 присутствуют соответственно логические сигналы 1,1 и 0. Поскольку напряжение питания (+Е) по амплитуде близко к уровню напряжения логической единицы, то это означает, что под напряжением находится лишь третье плечо D-триггера, состоящее из фотоприемника 10 и светоизлучате- ля 13. Пусть в исходном состоянии в триггер записан нулевой логический сигнал, т.е. светоизлучатель 13 не

свет, а 11

так как с

и 12 не могут них снято напряизлучает

излучать,

жение.

При появлении единичного оптического сигнала на Д-входе 6 сопротивление фотоприемника 8 становится малым (световым) и с появлением нулевого потенциала на входе 14 светоиз- лучатель 11 оказывается под напряжением +Ерц и начинает излучать свет, который, поступая на фотоприемник 8, фиксирует его возбужденное состояние а поступая на фотоприемник 9, уменьшает его сопротивление. Нулевой сигнал на третьем синхровходе 16 исчезает не сразу по переднему фронту синхроимпульса, поступившего на выход- элемента 22, а через время t,, при- время перечем t, tg , где t g ключения из О в 1 запоминающего плеча триггера. Наличие нулевого сигнала одновременно на синхровходах 14 и 16 в течение времени t, необходимо для того, чтобы оптический сигнал с выхода блока 5 воздействовал на его вход в течение времени включения первых плеч триггеров, так как в этом случае произойдет надежное срабатывание первых плеч и не изменяются сигналы на выходах третьих плеч тригге-

15

с . ю

67023

ров за счет того, что вторые плечи

отключены единичным сигналом на синхровходах 15. После включения перво.- го плеча триггера фотоприемник 9 ос- э

вещен оптическим сигналом от светоизлучателя П, но светоизлучатель 12 не излучает, так как на синхровходе 15 уровень единицы. Уровень нуля на вход 15 подают не сразу после включения первого плеча триггера, а через время t, причем t,; t , где бь/кл - время переключения из 1 в О запоминающего плеча. Это необходимо для того, чтобы третье плечо, если оно было в единичном состоянии, надежно погасилось. По уровню нуля на синхровходе 15 включится второе плечо триггера, т.е. светоизлучатель 12 начнет излучать. Для надежного включения светоизлучателя 12 необходимо, чтобы после подачи нуля на вход 15 светоизлучатель 11 излучал на протяжении времени t, ( i .. Таким образом, длительность нулевого им20

25

пульса в синхросерии С (t(-,) должна равняться: t, - t, + t + ti 2 t, + t. Свет от 12, воздействуя на фотоприемник 9, фиксирует его воз0 бужденное состояние, а воздействуя на фотоприемник 10, уменьшает его сопротивление, подготавливая тем самым его к переключению. Однако нулевой сигнал, разрешающий включение

5 третьего плеча подают на синхровход 16 не сразу после включения второго плеча, а еще через время tj (t BiriKf) Это необходимо для того, чтобы первые плечи D-триггеров надеж0 но погасли. Необходимая длительность единичного импульса в синхросерии Cj

(tj, ) должна составлять: t

+ t,+t7 t,+ 2t,

Ci

t.

2

5

0

2 Под действием

нулевого сигнала на синхровходе 16 светоизлучатель 13 начнет излучать. Нулевой сигнал на входе 15 снимают через время t, (t, tg ) после появления нуля на входе 16. Это необходимо для надежного зажигания третьего плеча D-триггера. Длительность нулевого импульса в синхросерии

С} (tr, ) должна быть: t

+ t.

ci + t

с 2

u

- 2 t, , + t,, т.е. t ci

5

2

tci . Единичный оптический сигнал с выхода светоизлучателя 13 поступает на оптический выход 7, что свидетельствует о записи в триггер единицы. Через время t после подачи единицы на вход 15, необходимое для надежного гашения второго плеча триггера, можно подавать на вход инвертора 23 следующий синхроимпульс, по которому вновь сформируются нулевые импульсы на выходах (С,) и (С,) и единичный импульс на выходе (Сэ). Таким образом, минимальный период следования

импульсов составляет:

Т ,

+ t,

+ t, + t, + t, + t 3 (t, + t,).

Изобретение позволяет отказаться от множества рецепторных, пороговых, излучательных и светоклапанных элементов, что значительно упрощает конструкцию устройства и повышает его точность.

Формула изобретения

Устройство для преобразований изображений, содержащее блок оптических преобразований, блок управления и блок памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения

67023

ляются первым, вторым и третьим уп- равлягацими входами блока памяти соответственно, первый вход первого фо- . топриемника является информационным входом блока памяти, а второй вход первого фотоприемника оптически связан с выходом первого светоизлучате- ля, первый и второй входы второго

10 фотоприемника оптически связаны с вьр ходами первого и второго светоизлуча- телей, первый и второй входы третьего фотоприемника оптически связаны с выходами второго и третьего светоиз15 лучателей, выход третьего светоизлу- чателя является информационным .выходом блока памяти, А блок Управления содержит параллельный регистр, счетчик, блок совпадения, входы которого

20 Соединены с выходами параллельного регистра и счетчика, первый инвертор, вход которого подключен к установочным входам счетчика и параллельного регистра, генератор импульсов, эле

Изобретение относится к автома- тике и вычислительной технике, конкретно к области .оптической обработки информации и может быть использовано в устройствах распознавания образов. Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства за счет специальной синхронизации работы блока оптической памяти. Устройство содержит блок оптической памяти, многоканальный блок оптических преобразователей и блок управления. За счет того, что блок оптической памяти вьшолнен на основе трехфазных D-триггеров с оптическими входами Н выходами, синхронизируемых от блока управления, достигается высокая точность и надежность преобразований изображений. 4 ил. i СП

точности и упрощения устройства, блок 25 мент И, первый, второй и третий вхо- оп тических преобразований вьшолнен в виде многоканального оптического трансформатора с оптическими затворами, информационные входы и выходы блока памяти оптически связаны с вы- 30 ходами и входами многоканального оптического трансформатора соответственно и являются информационными входами и выходами устройства, а три управляющих входа блока памяти сое-. динены с тремя выходами блока управления, при этом блок памяти состоит из оптических С-триггеров, каждый из которых содержил- первые, вторые и третьи фотоприемники и светоизлуча- 40 , причем первые выводы фотоприемников соединены с шиной питания, а их вторые выводы подключены к первым вьгоодам соответствующих светоиз-. лучателей, вторые выводы которых яв- 45

ды которого соединены с выходами первого инвертора, блока совпадения и генератора импульсов соответственно, а выход подключен к счетному входу счетчика, первый, второй и третий элементы задержки, элемент ИЛИ и второй инвертор, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход является первым выходом блока управления и подключен к входу первого элемента задержки, вьпход которого является вторым выходом блока управления, входы элемента ИЛИ соединены с входом второго инвертора и выходом второго элемента задержки, вход которого под- кшзчен к входу второго инвертора, а выход элемента ИЛИ соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого является третьим выходом блока управления.

мент И, первый, второй и третий вхо-

ды которого соединены с выходами первого инвертора, блока совпадения и генератора импульсов соответственно, а выход подключен к счетному входу счетчика, первый, второй и третий элементы задержки, элемент ИЛИ и второй инвертор, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход является первым выходом блока управления и подключен к входу первого элемента задержки, вьпход которого является вторым выходом блока управления, входы элемента ИЛИ соединены с входом второго инвертора и выходом второго элемента задержки, вход которого под- кшзчен к входу второго инвертора, а выход элемента ИЛИ соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого является третьим выходом блока управления.

Вкод

Фиг.1

f(Ci} i5(C2) 16(Сз) Фиг. 2

Фиг.З

Фиг.