Устройство для обработки многотоновых изображений Советский патент 1989 года по МПК G06T3/00 

Изобретение относитця к вычислительной технике и может быть использовано в системах прецизионной обработки многотоновых изображений.

Цепь изобретения - повьшенйе быстродействия устройств-а.

Устройство позволяет выполнять линейные преобразования над изображением, такие как поворот на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, которые явлй- ются наиболее трудоемкой частью геометрических преобразований в картографии и геодезии. Применение указанного устройства позволяет резко сократить временные затраты на составление тематических карт и проведение фотограмметрии. Кроме того, использование устройства приводит к экономии машинного времени при обработке многотоновых изображений.

4

СО

сд

сх tc

Обработка исходного изображения осуществляется согласно выражению

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах прецизионной обработки многотоновых изображений. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Для этого в него введены два коммутатора, два умножителя, два сумматора, два блока сравнения, два регистра и два блока буферной памяти. Использование устройства позволяет выполнять линейные преобразования изображения - поворот на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, в результате чего сокращаются временные затраты при обработке многотоновых изображений. При этом положительный эффект достигается аппаратными средствами с малыми затратами оборудования, с высоким быстродействием и без дополнительных затрат машинного времени управляющей ЭВМ. 2 ил.

V - V V J. Т V

К,.. ц+ м1-й

, К-г.У.у. + Tt, где К,К,,К,,1,- коэффициенты преоб-. разования;

Хсм

5 (Kill 1,1 + I Тс/и,

:Х, Y - координаты элемента выходного изображения ; .

Xj., Yj - координаты элемента исходного изобретения;

X Yj.- величина сдвига ко- ординат исходного изображения.

Особый интерес представляют следующие частные случаи линейных преобразований.

1) Сдвиг изображения в точку с координатами А, В. В этом случае:

|К|

1 О

о I

СЛЛ

2) Поворот изображения на угол с центром в точке координатами А, В. В этом случае;

cos sii sin о cosc/l

iinofl :osc/|

IT

CM

1

, A (1 - к,,,);

в (1 - Ki,-Kj).

3)Изменение масштаба изобр в п раз, при этом

1/п О О 1/п

4)Афинное преобразование, мер преобразование квадрата в

в этом случае

1К1

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - блок управления.

Устройство для обработки многото- новых изображений содержит блок 1 памяти, вход которого является первым информационным входом устройства, блок 2 управления, блок 3 контроля, коммутаторы 4 и 5, умножители 6 и 7, накапливающие сумматоры 8 и 9, блоки 10 и 11 сравнения, регистры 12 и 13, блоки 14 и 15 буферной памяти.

Блок 2 управления содержит триггер 16, генератор 17 тактовых импульсов, счетчики 18 и 19, узел 20 постоянной памяти и элемент И 21.

Блок 3 контроля представляет собой растровый графический дисплей.

Устройство для обработки многото-

новых изображений работает след гняцим образом.

В исходном состоянии все блоки устройства находятся в нулевом сос

0

5

0

5

0

5

0 з

g

е

тоянии. При этом единичны сигнал с инверсного выхода триггера 16 блока 2 управления разрешает запись массива данных исходного изображения в блок 1 памяти и запись соответственно в блоки 14 и 15 буферной памяти З1гачений коэффициентов линейного преобразования Х.К,, Kj, и , Kjjj, . По сигналу Пуск, поступающему из ЭВМ, на вход триггера 16 блока 2 управления, последний устанавливается в единичное состояние. Сигнал с единичного вькода триггера 16 поступает на вход элемента И 21, чем разрешается прохождение тактовых импульсов с генератора 17 на счетчик 18, в зависимости от состояния которого формируются управляющие сигналы с узла 20 постоянной памяти.

По первому тактирующему импульсу, поступающему на вход счетчика 16, на выходе с4 узла 20 постоянной памяти блока 2 управления устанавливается код ОТ и сигнал Считывание, которые поступают на блоки 14 и 15 буАер- ной памяти, представляющие собой запоминающие устройства регистрового типа. В результате этого значения величины сдвига координат исходного изображения и , поступают соответственно через коммутаторы 4 и 5 на входы накапливающих сумматоров 9 и 8, где по сигналу с вьгхода а узла 20 постоянной памяти блока 2 управления осуществляется вычисление сумм см и О соответственно.

При поступлении следующего импульса на счетчик 18 по адресу 10 и управляющему сигналу с узла 20 постоянной памяти блока 2 управления происходит считывание с блоков 14 и 15. буферной памяти значений коэффициентов К и К 45- Одновременно с этим на управляющие входы коммутаторов 4 и 5 поступает код 01 с выхода s узла 20 постоянной памяти. Значения коэффициентов К ,1 и поступают соответственно на входы множителя умножителей 6 и 7, на входы множимого которых соответственно поступают с выхода счетчика 19 блока 2 управления значения координат и Yy, По сигналу с выхода 5 узла 20 постоянной памяти в умножителях 6 и 7 определяют- . ся соответственно произведения I и которые поступив на входы коммутаторов 4 и 5, далее поступают на вход накапливающих сумматоров 9

514958206

и 8, где по сигналу с выхода i. узла контроля по адресу Х,, У записывает-

20 постоянной памяти определяются соответственно суммы X ,,.. + К,,Х,, и

W т 7 и

V 4- Т V

сАЛ +

ся содержимое ячейки блока . 1 памяти с координатами X, Y и на экране дисплея отображается информация, содержащаяся в ячейке блока 1 памяти с ко- ординитами X, Y.

При поступлении очередного тактирующего импульса на вход счетчика 18

Далее по адресу 11 и сигналу Считывание с выхода с( узла 20 постоянной памяти с блоков 14 и 15 соответственно поступают на входы множителя умножителей 6 и 7 значения коэффици- ю блока 2 управления последний обруля- ентов K,j, и К 2. Одновременно с этим, ется, в результате чего сигнал с выхода :« узла 20 постоянной памяти накапливающие сумматоры 8 и 9 устанавливаются в нуль. Сигнал с выхода Р этом значение произведения с умножителя 6 поступает

на управляющие входы коммутаторов 4 и 5 поступает код 10 с выхода в узла 20 постоянной памяти. По сигналу с выхода Б узла 20 в умножителях 6 и 7 15 ренос а счетчика 18 поступает на вход определяются значения произведений счетчика 19, на выходе которого устанавливается значение координат следующего элемента исходного изображе- 1 на вход коммутатора 5, а с умножите- ния. Обработка координат этого и по- ля 7 - на вход коммутатора 4, Далее 20 следующих элементов исходного изобра- эначения произведений поступают соот- жения осуществляется аналогично опи- ветственно на входы накапливающих сумматоров 8 и 9, где по сигналу с выхода 1 узла 20 постоянной памяти вычислаются соответственно значения сумм YCM - + К,, Хем + + К, „ + К ,Yy. Полученные результаты, соответствую чие значениям X и Y, поступают соответственно на входы регистров 12 и 13 и блоков 10 и П сравнения, В этот момент на выходе узла 20 постоянной памяти появляется код 11, а по сигналу с выхода о осуществляется сравнение значений старшего разряда дробной части полученных значений X и Y с соп 0,5. В результате сравнения на выходе блоков 10-и 11 сравнения устанавливаются нулевые сигналы, если значения старшего разряда дробной части X и Y меньше |0,5, и единичные сигналы, если эти значения больще 0,5. Соответствующие сигналы результатов сравнения с выходов блоков 10 и 11 сравнения поступают на входы коммутаторов 4 и 5. По 5 ляются наиболее трудоемкой частью сигналу с выхода г уЗла 20 постоянной геометрических преобразований в кар- памяти в накапливающих сумматорах 9 тографии и геодезии, повысить быстро- и 8 уточняются значения X и Y.действие обработки многотоновых изоб По сигналу с выхода г узла 20 по- ражений. При помощи афинных и масш- стоянной памяти блока 2 управления 50 табных преобразований можно скомпен- значения координат элемента выходного сировать перспективные искажения изображения записываются в регистры

санному.

После обработки значений координат последнего элемента исходного изобра25 жения сигнал с выхода переноса счетчика 18 поступает на вход счетчика 19, при этом счетчик 19 обнуляется, . а сигнал с его выхода поступает на R-вход триггера 16. Б результате по30 следний устанавливается в нулевое состояние, при этом запрещается прохождение тактовых импульсов с генератора 17 через элемент И 21 на счетчик 18.

Таким образом, устройство переходит, в исходное состояние и готово- для обработки следуюп;его массива данных исходного изображения.

Предлагаемое устройство позволяет

4Q выполнять линейные преобразования над многотоновыми изображениями, такие как поворот изображения на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, которые яв35

изображения. Применение предлагаемого устройства позволяет резко сократить временные затраты на составление теизображения. Применение предлагаем устройства позволяет резко сократит временные затраты на составление т

12 и 13, с выходов которых поступают на адресный вход блока 1 памяти. Одновременно с этим с первого выхода 5 матических карт и проведение фотоблока 2 управления (первый выход уз-грамметрии. ла 20 постоянной памяти) на блок памяти поступает сигнал Чтение. В

Формула изобретени Устройство для обработки многото новых изображений, содержащее блок

результате этого в память блока 3

ся содержимое ячейки блока . 1 памяти с координатами X, Y и на экране дисплея отображается информация, содержащаяся в ячейке блока 1 памяти с ко- ординитами X, Y.

При поступлении очередного тактирующего импульса на вход счетчика 18

блока 2 управления последний обруля- ется, в результате чего сигнал с выхода :« узла 20 постоянной памяти накапливающие сумматоры 8 и 9 устанавливаются в нуль. Сигнал с выхода перенос а счетчика 18 поступает на вход счетчика 19, на выходе которого устанавливается значение координат следующего элемента исходного изображе- ния. Обработка координат этого и по- следующих элементов исходного изобра- жения осуществляется аналогично опи- ляются наиболее трудоемкой частью геометрических преобразований в кар- тографии и геодезии, повысить быстро- действие обработки многотоновых изобренос а счетчика 18 поступает на вход счетчика 19, на выходе которого устанавливается значение координат следующего элемента исходного изображе- ния. Обработка координат этого и по- следующих элементов исходного изобра- жения осуществляется аналогично опи- ляются наиболее трудоемкой частью геометрических преобразований в кар- тографии и геодезии, повысить быстро- действие обработки многотоновых изобсанному.

После обработки значений координат последнего элемента исходного изображения сигнал с выхода переноса счетчика 18 поступает на вход счетчика 19, при этом счетчик 19 обнуляется, а сигнал с его выхода поступает на R-вход триггера 16. Б результате последний устанавливается в нулевое состояние, при этом запрещается прохождение тактовых импульсов с генератора 17 через элемент И 21 на счетчик 18.

Таким образом, устройство переходит, в исходное состояние и готово- для обработки следуюп;его массива данных исходного изображения.

Предлагаемое устройство позволяет

выполнять линейные преобразования над многотоновыми изображениями, такие как поворот изображения на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, которые яв

ражений. При помощи афинных и масш- табных преобразований можно скомпен- сировать перспективные искажения

изображения. Применение предлагаемого устройства позволяет резко сократить временные затраты на составление тематических карт и проведение фотограмметрии.

матических карт и проведение фотограмметрии.

Формула изобретения Устройство для обработки многотоновых изображений, содержащее блок

памяти, информационный вход которого. является первым информационным входом устройства, блок управления, отличающееся тем, что, с целью Повышения быстродействия устройства, оно содержит два коммутатора, .:два умножителя, два накапливающих I сумматора, два блока сравнения, два регистра и два блока буферной памяти, причем информационньй выход первого I блока буферной памяти соединен с I первым информационным входом первого ;коммутатора и входом множителя перво- ;го умножителя, выход которого соеди- |Нен с вторым информационным входом ;первого коммутатора и первым информа- Iционным входом второго коммутатора, I выход которого соединен с информа- Iционным входом первого накаш1ивающего iсумматора, выход которого соединен с I информационным входом первого регист- i:pa и первым информационным входом ;;первого блока сравнения, выход кото- :|рого соединен с вторым информацион- .iHbw входом второго коммутатора, выход второго блока буферной памяти соединен с третьим информационным входом второго коммутатора и входом .множителя второго умножителя, выход : которого соединен с четвертым инфор- ;мационным входом второго коммутатора и третьим информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом второго накапливающего сумматора, выход которого соединен с информационным входом второго регистра и первым информ 1- ционным входом второго блока cpaEiHeния, выход которого соединен с чет- ;вертым информационным входом первого коммутатора, выходы первого и второго регистров соединены с адресным входом блока памяти, первый выход блока управления соединен входами множимого первого и. второго умножителей, второй выход блока управления соединен с входом записи/чтения блока ;памяти, третий выход блока управления соединен с входами записи/считывания первого и второго блоков буферной памяти, четвертый выход блока управления соединен с синхровходами первого и второго умножителей, пятый выход блока управления соединен с управляющими входами ;первого и второго коммутаторов, шестой выход блока управления подключен к синхровходам накапливающих сумматоров, седьмой выход блока управления соединен с синхровходами первого и второго блоков сравнения, восьмой выход блока управления соединен с входами записи вого и второго регистров, девятый выход блока управления подключен к входам установки в О накапливающих сумматоров, входы величины точности линейных преобразований устройства подключены соответственно к вторым информационным входам первого и второго блоков сравнения, первый вход блока управления является входом пуска устройства, информационные входы первого и второго блоков буферной памяти являются вторым информационным входом устройства.

Фиг.1

6/1.1

19

5/1.Ш