Устройство для считывания изображений Советский патент 1988 года по МПК G06K11/00 

00

00

со

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автомагической обработки картин, графиков, измерений геометрических размеров деталей, площадей фигур.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства считывания информации; на фиг. 2 - функциональная схема формирователя импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство считывания информации содержит датчик 1 сигналов изображения, вход которого соединен с первым выходом генератора 2 развертки, а выход через первый усилитель 3 подключен к информационным входам второго 4 :и третьего 5 усилителя.

В качестве датчика 1 сигналов изображения может быть использована фоточувствительная ПЗС-матрица.

Генератор 2 развертки представляет собой генератор, управляющий работой фоточувствительной ПЗС-матрицы 1. Генератор 2 состоит из формирователя фазных напряжений секции накопления, формирователя фазных напряжений секции памяти и формирователя фазных напряжений выходного регистра.

Первый усилитель 3 является предварительным усилителем, второй усилитель

4является формирующим усилителем и служит для введения в видеосигнал гасящих, синхронизируюш,их импульсов, а также измерительных меток. Третий усилитель

5является согласующим усилителем и служит для согласования амплитуды выходного сигнала с уровнем и амплитудой сигнала, необходимого для работы аналого- цифрового преобразователя 6.

Выход третьего усилителя 5 через аналого-цифровой преобразователь б и первый элемент 7 задержки подключен к первому информационному входу первого сумматора 8, второй информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 6.

Сумматор 8, выполняющий функцию вычитания, представляет собой комбинационный сумматор.

Выход второго усилителя 4 подключен к входу блока 9 видеоконтроля, а второй, третий и четвертый входы соответственно соединены с первым выходом синхрогене- ратора 10, объединенным с первыми входами формирователя 11 измерительных меток и счетчика 12, с вторым выходом син- хрогенератора 10, с выходом формирователя 11 измерительных меток.

Синхрогенератор 10 состоит из задающего генератора, формирователей сигналов синхронизации приемника, формирователя гасящих сигналов приемника и формирователя специальных управляющих импульсов, выполненных иа триггерах и других логических элементах.

Формирователь 11 измерительных меток

состоит из элементов задержки, ждущих формирователей импульсов и логических элементов (не изображены).

Второй вход формирователя 11 измерительных меток объединен с вторыми входами счетчика 12, аналого-цифрового преобразователя 6, первого элемента 7 задержки и подключен к второму выходу генератора 2 развертки.

Счетный вход счетчика 12 соединен с выходом генератора 2 развертки, а вход

установки в «О - с выходом синхрогене- ратора 10.

В состав устройства также входят второй сумматор 13, второй элемент 14 задержки и блок 15 определения координат, в состав которого входит преобразователь кодов и цифровой индикатор, (не изображены) .

Выход первого сумматора 8 подключен к второму входу компаратора 16, первым информационным входам второго сумматора 13 и второго элемента 14 задержки, выход которого подключен к второму информационному входу второго сумматора 13, первый выход которого подключен к первым информационным входам блока 15 определения координат; третьего сумматора 17, третьего элемента 18 задержки, выход которого подключен к второму информационному входу третьего сумматора 17, выход которого подключен к второму информационному входу блока 15 определения координат, третий информационный вход которого подключен к выходу счетчика 12.

Управляющий вход генератора 19 тактовых импульсов подключен к второму выходу генератора 2 развертки, а первый, второй и третий выходы подключены соответственно к третьему информационному входу третьего сумматора 17, к управляющему входу третьего элемента задержки, объединенного с управляющим входом второго сумматора 13, к управляющему входу первого

сумматора 8, объединенного с управляющим входом второго элемента 14 задержки. Генератор 19 тактовых импульсов формирует синхронные последовательности импульсов, сдвинутые относительно друг друга по фазе.

Выход компаратора 16 подключен к управляющему входу формирователя 20 импульсов, второй вход которого подключен к второму выходу второго сумматора 13, а выход соединен с четвертым входом

блока 15 определения координат.

Формирователь 20 импульсов содержит последовательно включенные первый элемент 21 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮ

ЩЕЕ ИЛИ 22, элемент И 23, второй вход которого является первым входом формирователя 20 импульсов, второй элемент 24 задержки, выход которого является выходом формирователя 20 импульсов, при этом вход первого элемента 21 задержки объединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 и является вторым входом формирователя 20 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Синхрогенератор 10 вырабатывает сигнал синхронизации приемника, гасящий сигналы приемника, поступающие соответственно на второй и третий входы второго усилителя 4, где они вводятся в видеосигнал вместе с импульсами измерительных меток, поступающих на четвертый вход второго усилителя 4 с выхода блока 11 формирования измерительных меток, который формирует импульсы горизонтальной и вертикальной измерительных меток.

Генератор 2 развертки формирует им- пульсные последовательности, предназначенные для управления работой датчика 1 изображения.

Видеосигнал с выхода датчика 1 поступает на вход усилителя 3, где он усиливается и поступает на первые входы второго 4 и третьего 5 усилителей.

В усилителе 4 производится введение в видеосигнал синхронизирующих, гасящих сигналов приемника, импульсов измерительных меток. Усиленный сигнал с введенными в него служебными импульсами поступает с выхода усилителя 4 на вход блока 9 видеоконтроля.

Усилитель 5 формирует видеосигнал с необходимым уровнем постоянной составляющей и амплитудой для нормальной работы аналого-цифрового преобразователя 6.

Сигнал с второго выхода генератора развертки, синхронный с второй фазой выходного регистра датчика 1 изображения, поступает на управляющий вход генератора 19 тактовых импульсов, вторые входы формирователя 12 сигналов, формирователя 11 измерительных меток, элемента 7 задержки и аналого-цифрового преобразователя 6, причем каждый импульс этого сигнала соответствует элементу изображения датчика 1 изображения.

Генератор 19 тактовых импульсов формирует последовательности импульсов, (фиг. Зе,ж,з) синхронные с сигналом, поступающим на его вход, но отличные по фазе от входного сигнала, поступающие на второй вход второго элемента 14 задержки, третий вход первого сумматора 8 (фиг. Зе), второй вход третьего элeмeнta 18 задержки, третий вход второго сумматора 13 (фиг. Зж) и третий вход третьего сумматора 17 (фиг. Зз).

Исследуемое изображение, например интерференционная картина оптической

поверхности, проецируется на датчик 1 изображения таким образом, чтобы направление интерференционных полос было перпендикулярно горизонтальной измерительной метке на экране блока 9 и параллельно

вертикальной измерительной метке. Видеосигнал с выхода датчика 1 через усилители 3 и 5 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6. С выхода последнего двоичный код видеосигнала поступает на вход первого элемента 7 задержки и первого сумматора 8. Элементы 7, 14 и 18 задержки производят задержку двоичного кода на один такт. Таким образом на входе сумматоров 8, 13 и 17 одновременно появляются коды текущего и предыдущего значеНИИ сигнала.

На выходе первого сумматора 8 в моменты времени (ti+f), (), (t,) (фиг. Зе) формируется код первой разности значений видеосигнала (). (Уг-Yi)

Хз - Vj (фиг. 36).

На выходе второго сумматора 13 в моменты времени (t, + 2, () (фиг. Зж) . формируется код второй разности значений видеосигнала (уд-2у + у.). (У,-2уг, + +YJ (фиг. Зв).

На выходе третьего сумматора 17 в момент времени (ts+3 (фиг. Зз) формируется код третьей разности значений видеосигнала (YJ-ЗУг.) (фиг. Зг).

Таким образом, на первый вход блока 15 определения координат в момент времени (tj -l-2t) поступает второй код разности видеосигнала (у., + i}, а в момент времени (tj -ЬЗ) на второй вход блока 15 поступает код третьей разности видеосигнала, которые являются соответственно чис о

лителем и знаменателем дробной части координаты границы изображения.

Целая часть значения координаты границы поступает с выхода счетчика 12 на третий вход блока 15 определения координдт.

Компаратор 16, подключаемый к выходу первого сумматора 8, служит для исключения определения ложных границ изображения. Фиксирование границ изображения происходит лищь в случае, если первая разность видеосигнала превыщает код, поступающий на первый вход компаратора 16, при этом исключается возможность опре- ложных границ изображения.

Сигнал с второго выхода сумматора 13

(фиг. Зи), поступающий на второй вход формирователя 20 импульсов, является знаковым разрядом выходного двоичного кода сумматора. Значение этого разряда

изменяется при изменении знака числа на выходе сумматора 13.

Импульс, сформированный из этого сигнала формирователем 20 импульсов, при наличии разрешения на первом входе формирователя 20 импульсов (фиг. Зк) поступает на первый вход блока 15 определения координат (фиг. 3л) для считывания координат границ исследуемого объекта.

Формирователь 20 импульсов работает следующим образом.

На вход элемента 21 задержки, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 с второго выхода второго сумматора 13 поступает сигнал смены знака (фиг. Зи). На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формируется короткий импульс, который при наличии разрешения (уровня логической единицы) на втором входе элемента И 23 поступает на элемент задержки, задерживающий его на время 21(фиг. 3л). На выходе элемента 24 задержки формируется сигнал (фиг. 3л), поступающий на четвертый вход блока 15 определения координат и производящий считывание координат границы, причем целая часть координаты границы поступает на третий вход блока 15 с выхода счетчика 12, числитель дробной части координаты границы поступает на первый вход блока 15 с первого выхода второго сумматора 13, а знаменатель дроби поступает на второй вход блока 15 с выхода третьего сумматора 17.

Предложенное устройство обеспечивает повышение точности считывания координат границ исследуемого объекта при изменении пространственной частоты, освещенности, фона исследуемого объекта за счет исключения влияния на точность измерений координат границ величины порогового напряжения, а также повышение достоверности считывания границ изображения путем исключения определения ложных границ изображения.

Формула изобретения

1. Устройство для считывания изображений, содержащее датчик сигналов изображения, управляющий вход которого соединен с первым вь1ходом генератора развертки, а выход через первый усилитель подключен к информационным входам второго и третьего усилителей, управляющие входы второго усилителя соединены ссют- ветственно с первым и вторым выходами синхрогенератора и выходом формирователя измерительных меток, а выход - с информационным входом блока видеоконтроля, выход третьего усилителя подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соеди0

нен с одним информационным входом первого сумматора и информационным входом первого элемента задержки, выход которого подключен к второму информационному

входу первого сумматора, первый выход синхрогенератора соединен с синхронизирующим входом формирователя измерительных меток и счетным входом счетчика, управляющий вход которого и управляю.. щие входы аналого-цифрового преобразователя, первого элемента задержки и формирователя измерительных меток подключены к второму выходу генератора развертки, второй сумматор и второй элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью

5 повыщения точности устройства, оно содержит компаратор, третий сумматор, третий элемент задержки, генератор тактовых импульсов и. формирователь импульсов, первый управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, первый информационный вход которого является задающим входом устройства, второй информационный вход которого, информационный вход второго элемента задержки и первый информационный вход второго сумматора

5 подключены к выходу первого сумматора, выход второго элемента задержки соединен с вторым информационным входом второго сумматора, первый выход которого подключен к первым информационным входам блока определения координат, третьего

сумматора и информационному входу третьего элемента задержки, управляющий вход которого, соединенный с управляющим входом второго сумматора, подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом генератора развертки, первый выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу третьего сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом третьего эле0 мента задержки, а выход - с вторым информационным входом блока определения координат, третий информационный вход которого подключен к выходу счетчика, а управляющий вход - к выходу второго

с элемента задержки, управляюш,ие входы которого соединены соответственно с выходом компаратора и вторым выходом второго сумматора, третий выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам второго элемента задержки и

0 первого сумматора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь импульсов содержит первый элемент задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй элемент задержки и элемент И, первый вход которого подклю5 чен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход является первым управляющим входом формирователя импульсов.

5

а выход соединен с входом второго элемента задержки, выход которого является выходом формирователя импульсов, вторым входом которого является вход первого элемента задержки и второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента

задержки.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для автоматической обработки картин, графиков, измерений геометрических размеров деталей, площадей фигур. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит датчик сигналов изображения, управляю- ший вход которого соединен с первым входом генератора развертки, а выход через первый усилитель подключен к информационным входам второго и третьего усилителей, управляюш,ие входы второго усилителя соединены соответственно с первым и вторым выходами синхрогенератора и выходом формирователя измерительных меток, а выход - с информационным входом блока видеоконтроля. Выход третьего усилителя подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с одним информационным входом первого сумматора и информационным входом первого элемента задержки, имеются также счетчик, первый и второй элементы задержки и второй сумматор. В устройство введены компаратор, третий сумматор, третий элемент задержки, генератор тактовых импульсов и формирователь импульсов. Устройство обеспечивает повышение точности считывания координат границ исследуемого объекта при изменении пространственной частоты, освещенности, фона исследуемого объекта за счет исключения влияния на точность из- м1ерений координат границ величины порогового напряжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с

(

Фиг.2

Фиг.Ъ