Устройство для считывания изображений Советский патент 1989 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - пример выполнения блока синхронизации и управления устройства; на фиг.З - пример выполнения блока приема и передачи информации устройства.

Устройство (фиг.1) состоит из телевизионного датчика 1, видеоусилителя 2, селектора 3 видеосигнала, блока 4 синхронизации и управления, первого 5, второго 6 счетчиков, блока 7 выделения границ по координатам Y, блока 8 вьщеления границ по координатам X, генератора 9 импульсов, элемента И 10, блока 11 видеоконтр-о- ля, блока 12 фиксации видеосигнала, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 14, второго ЦАП 15, блока 16 сдвиговых регистров, третьего счетчика 17, блока 18 приема и передачи информации и блока 19 обработки.

Устройство работает следующим образом.

Сформированный телевизионным датчиком 1 стандартный видеосигнал усиливается до необходимого уровня усилителем 2 видеосигнала и поступает в селектор 3 видеосигнала и блок 11

сд

о

00 К1

сд

3150825

видеоконтроля. Селектор 3 видеосиг- нала выделяет из полного телевизионного видеосигнала информационную часть, а также вьщеляет дифЛеренци- е рованием импульсы строчной, а интегрированием - импульсы кадровой синхронизации. Информационная часть видеосигнала фиксируется в блоке 12 фиксации видеосигнала строчными синх-tO роимпульсами в момент их прохождения с выхода селектора 3 видеосигнала по уровню, определяемому первым ЦАП 1А. Величина опорного напряжения на вы- ходе первого 14 и второго 15 ЦАП варительно устанавливается кодом с блока 19 через блок 18 приема и передачи информации. Фиксированный по определенному уровню видеосигнал преобразуется АЦП 13 в параллельный циф-20 ровой код. Число уровней квантования, приходящихся на конкретную часть видеосигнала, определяется величиной опорного напряжения, поступакйцего с выхода второго ЦАП 15.

Таким образом, устройства п ри считывании изображений может изменять число уровней квантования, приходящихся на видеосигнал, либо кодировать с максимальным числом уровней 30 квантования, определяемым разряд- ностью использованного АЦП, выбранную предварительно кодом на входах первого 14 и второго 15 ЦАП часть видеосигнала.35

Выделенные селектором 3 видеосигнала из полного телевизионного видеосигнала и приведенные к необходимому логическому уровню сигналы строчной (ССИ) и кадровой (КСИ) синхрони- 40 зации поступают-в блок 4 синхронизации и управления. Блок 4 синхронизации и управления с приходом КСИ осуществляет привязку к конкретному полю телевизионного кадра (четному 45 или нечетному),-Привязка происходит путем определения временного соотношения кадрового и строчного синхроимпульсов. Сигнал Пуск, поступающий из блока 19 обработки, через блок 18 50 приема и передачи информации, разрешает прохождения ССИ на счетный вход счетчика 5 на момент считывания одного конкретного поля телевизионного кадра.55

На фиг.2 представлен пример выполнения блока 4 синхронизации и управления. Он содержит одновибратор 20, первый элемент И 2 Г, первый триг1.4

rep 22, второй триггер 23 и второй элемент И 24, По окончанию КСИ, поступающего с блока 3 селектора-видеосигнала на вход одновибратора 20, на выходе одновибратора формируется импульс, равный половине длительности строки стандартного телевизионного видеосигнала. Сформированный импульс поступает на один вход элемента И 21, на другой вход которого поступают ССИ с выхода блока 3 селектора видеосигнала. На выходе элемента И 21 формируются импульсы начала четного поля телевизионного кадра, полученные в результате сравнения временного положения КСИ и ССИ. Управляющим импульсом Пуск триггер 22 устанавливается в состояние, разрешающее установку триггера 23 импульсов начала четного поля телевизионного кадра в состояние, при котором разр.ешается прохождение ССИ на выход элемента И 24. При этом триггер 22 выходным сигналом триггера 23 устанавливается в исходное состояние до следующего прихода сигнала Пуск. Триггер 23 разрешает прохождение ССИ через элемент И 24 на момент считывания одного четного поля Телевизионного кадра. По окончании данного поля КСИ устанавливает триггер 23 в исходное состояние и запрещает прохождения ССИ через элемент И 24. С выхода элемента И 24 ССИ в моменты считывания изображения поступают на счетньй вход счетчика 5

Коэффициент деления ССИ К счетчика 5 и коэффициент деления К .j счетчика 6 предварительно устанавливаются блоком 19 обработки через блок 18 приема и передачи информации

Таким образом,, с выхода счетчика 5 в блок 7 вьщеления границ по координатам Y поступают синхроимпульсы, соответствующие уменьщенной до выбранного- формата разложения частоте следования строк -в считываемом растре.

Блок 7 выделения границ по координатам Y выделяет дпя считывания и ввода в ЭВМ участок растра, лежа- щий между определенными-строками. Блок 7 содержит счетчик начала и конца участка, триггеры начала и конца участка и ключ (на фиг.1 не показан). Предварительно блок 19 обработки через блок 8 записывает в счетчики код начальной и конечной

строки вводимого участка изображе- ция. После поступления с выхода счетчика 5 синхроимпульсов, число которых соответствует коду, записанному в счетчике начала участка триггером начала участка открывается ключ, разрешая прохождение синхроимпульсов на вход счетчика конца участка и на элемент И 10. Элемент И 10 открывается на моменты прохождения строк выбранного для ввода участка изображения. После прохождения через ключ числа импульсов, соответствующего записанному в счетчик конца участка, триггером конца участка запирается ключ и прекращается поступление синхроимпульсов на элемент И 10. С выхода генератора 9 импульсов тактовые импульсы через элемент 10 поступают на счетчик 6 с переменным коэффициентом деления, с выхода которого синхроимпульсы поступают в блок 8 выделения границ по координатам X. Работа счетчика 6 и блока 8 выделения границ по координате X аналогична работе счетчика 5 и блока 7 выделения границ по координатам Y.

Таким образом, на выходе блока В выделения границ по координатам X формируются импульсы выборок видеосигнала, временное положение которых соответствует масштабу и относительному местоположению вводимого участка изображения. Синхроимпульсы, поступающие с выхода блока 7 выделения границ по координате Y и управляющие элементом И 10, устанавливают в исходное положение блок 8 выделения границ по координатам X и в начальное состояние счетчик 6.

В- устройстве точность считывания изображений повышена за счет применения принудительной установки счетчика 5 и счетчика 6 в начальное состояние.

АЦП 13 в моменты прихода импульсов выборок видеосигнала с выхода . блока 8 выделения границ по коорди0

5

0

онный вход каждого сдвигового регистра, входящего в блок 16, подключен к соответствующему выходному разряду АЦП 13. В моменты времени прихода импульсов выборок видеосигнала, определяемые масштабом дискретизации и относительным местоположением вводимого изображения, результаты кодирования фиксируются в блоке 16 сдвиговых регистров.

Таким образом, в блоке 16 в течение одного поля телевизионного кадра накапливается информация о точках считываемого изображения. В прототипе же в течение одного поля накапливается информация только об отдельных слоях считываемого изображения, а накопление информации о выбранных точках происходит в течение нескольких кадров.

Счетчик 17 служит для инициализации обмена с блоком 19 обработки. Он подсчитывает число М закодированных в течение одного поля телевизионного кадр а точек. Число М выбирается равным числу разрядов в сдвиго- вом регистре, входящем в состав блока 16. Переполнение счетчика означает, что информация о точках считываемого изображения накоплена в блоке 16 сдвиговых регистров и необходимо организовать передачу данной информации в блок 19 обработки.-После завершения считывания в конце каждого поля телевизионного кадра КОИ устанавливает счетчик 17 в исходное нулевое состояние.

Блок 18 приема и передачи информации предназначен для организации связи устройства для считывания визуальной информации с блока обработки.

На фиг.З представлен один из возможных вариантов выполнения блока 18 с приема и передачи информации. Он

содержит буферный регистр 25, коммутатор 26, буферный регистр 27 для хранения кода установки первого ЦАП, буферный регистр 28 для хранения ко5

0

5

0

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки быстроизменяющихся участков изображений. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства. Это достигается введением параллельного АЦП, блока фиксации видеосигнала, второго ЦАП и блока сдвиговых регистров, что позволяет считывать изображение с N уровнями квантования яркости в течение одного кадра развертки и изменять шаг квантования подачей соответствующих управляющих напряжений с первого и второго ЦАП на АЦП и блок фиксации видеосигнала, позволяя работать с линейными и нелинейными шкалами квантования. 3 ил.

ватам X преобразует аналоговый видео- 50 установки второго ЦАП, буферный

сигнал в параллельный N-разрядный цифровой код и записывает его в блок 16 сдвиговых регистров. Блок 16 сдвиговых регистров состоит из N одинаковых сдвиговых регистров, управляющие входы которых подключены к выходу блока 8 выделения границ по координатам X. Число N выбирается кратным машинному слову. Информаци установки второго ЦАП, буферный

регистр 29 для. хранения кода коэффициента деления К первого счетчи- ка, буферный регистр 30 для хранения информации об относительном местоположении считываемогр участка по координатам Y, буферный регистр 31 для хранения кода коэффициента деления К. второго счетчика, буферный регистр 32 для хранения инфор,мации об относительном местоположе- считываемого участка по координа там X и интерфейса 33 для связи с блоком 19 обработки.

В блоки буферных, регистров 27 и 28 через интерфейс 33 записывается информация о порогах квантования видеосигнала по яркости. В блоки буферных регистров 29 и 31 из блока обработки через интерфейс 33 записывается информация о формате разложения изображения, а в блоки буферных регистров 30 и 32 записывается информация об относительном местоположении считываемого участка растра. Сигнал Пуск из блока обработки через интерфейс 33 поступает в устройство и переводит его в режим считыва- .ния изображений. Посте завершения считывания выбранных точек изображения пе реполнение счетчика 17 указывает на необходимость обмена информадией блоком 19 обработки. В регистр 25, выходы которого соединены с адресными .-входами коммутатора 26, через .интерфейс 33 записывается код, при котором к входной шине данных интерфейса через коммутатор подключена информация о первой считанной точке, хранящаяся в блоке 16 сдвиговых регистров. Данная информация вводится через интерфейс 33 в блок 19 обработки. Аналогичным образом, изменяя записан- ньй в регистр 25 код, в блок 19 обработки через интерфейс вводится информация о. всех остальных считанных точках изображения. В качестве интерфейса 33 используются стандартные средства обмена информацией с периферийными устройствами. При работе с ,микроэвм в качестве интерфейса 33 используется параллельный интерфейс, а при работе с миниЭВМ типа СМ - интерфейс Общая шина.

В устройстве представление инфор- .мации о точках, накопленной в блоке 16 сдвиговых регистров, исключает операцию каталогизации в ЭВМ слоев для последующего формирования данных о точках считываемого изображения. Это повышает производительность ЭВМ. Кроме того, считывание информации о точках изображения происходит в течение одного поля телевизионного кадра. Все это повьш1ает быстродействие устройства для считывания изображений.

Таким образом, устройство позволят ет считывать информацию о точках участка изображения в течение одного

поля телевизионного кадра и обеспечивает постоянное для выбранного масштаба дискретизации и относительного местоположения считываемого участка растра временное положение

выборок видеосигнала, что в итоге повышает быстродействие и точность устройства для считывания изображений.

Формула изобретения

Устройство для считывания изображений,, содержащее телевизионный датчик, видеоусилитель, блок видеоконтроля, селектор видеосигнала, блок синхронизации и управления, первый, второй и третий счетчики, блок выделения границ по координатам X, блок выделения границ по координатам Y,

генератор импульсов, элемент И, первый цифроаналоговый преобразователь, блок приема и передачи информации и блок обработки, причем выход телевизионного датчика соединен с входом

видеоусилителя, один из выходов, ко- торого подключен к входу блока видеоконтроля, а другой выход соединен с входом селектора видеосигнала, первый выход которого соединен с первым входом блока синхронизации и управления, R-входом первого счетчика, первым входом блока выделения границ по координатам Y и R-входом третьего счетчика, второй выход селектора видеосигнала соединен с вторым входом блока синхронизации и управления, выход которого соединен с С-входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока выделения границ по координатам Y, выход которого соединен с R-входом второго счетчика, первым входом блока выделения границ по координатам Y и первым входом элемента И, второй вход

которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к С-входу второго счетчика, выход которого подключен к второму входу блока выделения границ по координатам X, выход блока вьщеления границ по координатам X соединен с С-входом третьего счетчика, выход которого соединен с входом блока приема и передачи информации, выход которого подключен

к третьему входу блока синхроннаа- аии и управления, первая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов первого цифроанапогового преобразователя, вторая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов первого счетчика, третья группа выходов блока прие- ма н передачи информации подключена к группе входов блока выделения границ по координатам Y, четвертая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов второго счетчика, пятая груп- па выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов блока выделения границ по координатам X, входы-выходы блока приема и передачи информации подключены к входам-выходам блока обработки, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия и точности устройства, оно содержит блок фиксации видеосигнала, аналого-цифровой

, ю08251 О

преобразователь, второй цифроаналого- вьш преобразователь и блок сдвиговых регистров, выходы которых подключены к группе входов блока приема и передачи информации , шестая группа выходов которого подключена к группе входов второго цифроаналогово{ 9 преобразователя, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, группа выходов аналого-цифрового преобразивателя подключена к информационным входам блока сдвиговых регистров, тактовые входы которых соединены с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и выходом блока выделения границ по координатам X, второй и третий выходы селектора видеосигнала соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации видеосигнала, третий вход которого подключен к выходу первого цифроаналого- вого преобразователя, а выход - к информационному входу аналого-цифрового преобразователя.

15

20

25

Отёп

.Hcv, 5

H§/f. 111.

НВпЛ

ОтбдЗ

ffmSff.18

фир.2