Устройство для преобразования гистограмм яркостей Советский патент 1990 года по МПК G06K9/00 

I- Выход

сд

4

00

J

CD CD

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах обработки изображений в реальном времени. Цель изобретения - повышение точности устройства - достигается введением второго коммутатора 9 и генератора 8 случайных чисел, что позволяет избавиться от ложных контуров в обработанном изображении. 4 ил.

Фиг. 1

Изобререние относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки изображений в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства на фиг. 2 схема блока уп- равления; на фиг, 3 - схема блока выделения кадра; на фиг. 4 - регистр состояния.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, счетчик 2 адре сов, первый коммутатор 3, болк 4 управления, вычислитель 5„ сумматор 6„ блок 7 памяти, генератор 8 случайных чисел второй коммутатор 9, цифроана- логовый преобразователь 10.

Блок управления (фиг. 2) содержит (блок 1 1 вь-деления кадра, первый элемент ИЛИ 12, генератор 13 импульсов, первый счетчик 14 первый элемент И 159 второй элемент И 16, второй эле- мент ИЛИ 17, первый элемент 18 задержки, второй счетчик 19, второй элемент 20 задержки, третий элемент И 21, первый триггер 22, четвертый элемент И 239 третий элемент ИЛИ 24, пятый эле- мент И 25j шестой элемент И 26, седьмой элемент И 27, формирователь 28 импульсов, восьмой элемент И 29, девятый элемент И 30, третий элемент 31 задержки, четвертый элемент ИЛИ 32, дешифратор 33, десятый элемент И 34, первый элемент НЕ 33, одиннадцатьй элемент И 36, второй элемент НЕ 37, регистр 38 состояния.

Блок выделения кадра содержит первый, второй, третий и четвертый формирователи 39-41 импульсов, девятнадцатый элемент И 42, второй триггер 43 третий элемент 44 задержки, тринадцатый элемент И 45, четырнадцатый эле-. мент И 46, третий триггер 47,

Вычислитель связан с блоками устройства тремя шинами. Шина связи с первым коммутатором 3 это младшие разряды, восемь разрядов шины адреса. Шина связи с блоком памяти 7 - это восемь разрядов данных. Шина связи с блоком 4 управления является тридцати шести разрядной и использует следующие сигналы канала вычислителя (в качестве которого использована ЭВМ СМ- 1300): сигнал синхронизации задатчи- ка (СХЗ); сигнал синхронизации исполнителя (СХИ); сигнал управления режи

Q

5 Q

0

0

5

мов передачи информации по магистральному каналу ЭВМ (УО, У1); разряды адреса и разряды данных.

Генератор 8 случайных чисел формирует младшие разряды яркости в соответствии с заданным законом аппроксимации.

Управление работой устройства осуществляется от вычислителя. Для этого выставляется адрес регистра 38 состояния (РгС) и заносится в него необходимая информация. Импульсы с генератора 13 поступают на сумматор 6, а также на блок 7 памяти. Управления работой счетчика 2 адресов осуществляется с помощью блоков 26-28. Управление работой первого и второго коммутаторов осуществляется непосредственно содержимым соответствующих разрядов РгС.

РгС 38 предназначен только для записи информации из вычислителя 5 по сигналу с выхода элемента И 34, который появляется на ее выходе только в том случае, когда на адресную шину вычислителя выдан адрес РгС 38 и поступает сигнал СХЗ от вычислителя на второй вход элемента И 34.

Устройство может работать в одном из четырех режимов:

преобразования гистограмм;

формирования простой гистограммы;

формирования кумулятивной гистограммы;

доступа.

Режим преобразования гистограммы.

Блок 4 управления посылает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) сигнал синхронизации, который определяет момент (место на кадре) преобразования видеосигнала в цифровой код. Через время , достаточное для преобразования видеосигнала в цифровой код и поступления полученного кода на адресный вход блока 7 памяти, блок 4 управления посылает сигнал синхронизации на блок 7 памяти и выставляет режим считывания для блока 7. Через время г блок 4 управления считывает информацию с блока 7 памяти и второго коммутатора 9 на цифроанало- говый преобразователь (ЦАП) 10. Задержка Јг должна быть достаточной для считывания информации с блока 7 ти и прохождения ее до входа ДАЛ ГО через коммутатор 9.

Сигналы на втором коммутаторе 9 определяют, какое количество разрядов необходимо добавить к коду бЛо- ка 7 памяти с генератора 8 случайных чисел, и полностью определяются исходной гистограммой.

Уровни яркости в преобразованном изображении определяются в соответствии с выражением

1(Т)А-1 2 -Р(1),

1о

где I - исходный уровень яркости;

10 - минимальный исходный уровень

яркости; А - константа;

Р (l) - вероятность появления значения I.

При этом количество уровней I (2 а) меньше, чем в исходной гистограмме. Тогда количество добавляемых с генератора 8 разрядов определяется выражением

L N4 - Nv

Так как , то . Недостающие L разрядов добавляются к коду в качестве младших. Младшими разрядами генератора 8 управляют младшие из выбранных разрядов регистра 38. Первым разрядом управляет шестой разряд РгС, вторым седьмой разряд РгС, третьим восьмой разряд РгС и четвертым девятый разряд РгС. При вычислитель заносит в соответствующие разряды РгС код НЮ, вследствие чего к коду с блока 7 памяти добавляются три разряда с генератора 8 случайных чисел.

Для обеспечения режима необходимо занести управляющую информацию в РгС 38 и заполнить блок 7 в соответствии с выражением (I), Это осуществляется в режиме доступа.

Режим формирования простой гистограммы.

В данном режиме на одном из входов сумматора 6 установлен код I, а на другой вход поступает информация с выхода блока 7. В результате этого на выходе сумматора 6 имеют код с вы10

теля 28. Счетчик 2 выставляет, нулевой адрес на вход блока 7 памяти и с помощью синхроимпульса устройства управ ления информация по данному адресу считывается на сумматор 6. Последний складывает полученный код с предыдущей суммой.

Блок 4 управления изменяет режим блока 7 на запись и посылает сигнал синхронизации для записи кода с выхода сумматора 6 в блок , 7. Одновремен но, это значение записывается в один из регистров сумматора. Блок 4 управления увеличивает содержимое счетчика 2 на единицу. Указанный цикл повторяется 256 раз, пока не будут обработаны все 256 ячеек блока 7 памяти.

Режим доступа.

Вычислитель 5 осуществляет запись или считывание информации в блок 7 па мяти либо запись информации в РгС 38. При этом, вычислитель 5 работает с указанными устройствами как с внешни- 25 ми. Для организации обмена используются 36 описанных выше сигналов магистрального канала вычислителя 5. Для выбора одного из режимов работы использованы два разряда РГС 38 (первый и второй разряды РгС ), которые закодированы следующим образом: О 0 - формирование кумулятивной гистограммы;- преобразование гистограммы;

15

20

30

35

40

01

10 - формирование простой гистограммы;

1 1 - режим доступа. Блок 7 памяти имеет восемь адресных шин вычислителя 5. Блок памяти 7 и вычислитель 5 связаны восемнадцатиразрядной шиной данных.

Формула изобретения

дс Устройство для преобразования гистограмм яркостей, содержащее аналого- цифровой преобразователь, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым информационным

хода блока 7, увеличенный на 1, что и 50 входом первого коммутатора, второй интребуется при формировании простой гистограммы. Формирование гистограммы происходит в течение одного кадра, для чего в блок 4 управления включен блок выделения кадра.

Режим формирования кумулятивной гистограммы.

Блок 4 управления обнуляет счетчик 2 адреса сигналом с выхода формирова0

теля 28. Счетчик 2 выставляет, нулевой адрес на вход блока 7 памяти и с помощью синхроимпульса устройства управления информация по данному адресу считывается на сумматор 6. Последний складывает полученный код с предыдущей суммой.

Блок 4 управления изменяет режим блока 7 на запись и посылает сигнал синхронизации для записи кода с выхода сумматора 6 в блок , 7. Одновременно, это значение записывается в один из регистров сумматора. Блок 4 управления увеличивает содержимое счетчика 2 на единицу. Указанный цикл повторяется 256 раз, пока не будут обработаны все 256 ячеек блока 7 памяти.

Режим доступа.

Вычислитель 5 осуществляет запись или считывание информации в блок 7 памяти либо запись информации в РгС 38. При этом, вычислитель 5 работает с указанными устройствами как с внешни- 5 ми. Для организации обмена используются 36 описанных выше сигналов магистрального канала вычислителя 5. Для выбора одного из режимов работы использованы два разряда РГС 38 (первый и второй разряды РгС ), которые закодированы следующим образом: О 0 - формирование кумулятивной гистограммы;- преобразование гистограммы;

5

0

0

5

0

01

10 - формирование простой гистограммы;

1 1 - режим доступа. Блок 7 памяти имеет восемь адресных шин вычислителя 5. Блок памяти 7 и вычислитель 5 связаны восемнадцатиразрядной шиной данных.

Формула изобретения

Устройство для преобразования гистограмм яркостей, содержащее аналого- цифровой преобразователь, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым информационным

5

формационный вход которого соединен с выходом счетчика адресов, счетный вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим вхо« дом первого коммутатора, третий информационный вход которого соединен с адресным выходом вычислителя, вход синхронизации блока управления явля

ется входом строчных и кадровых импульсов устройства, информационный вход блока управления соединен с управляющим выходом вычислителя, выход данных которого соединен с входом данных блока памяти, адресный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, управляющий вход блока памяти соединен с четвертым выходом блока управления, тоетий выход которго соединен с первым информационным входом сумматора, второй информацией ный вход которого соединен с выходом блока памяти, вход данных которого соединен с выходом сумматора,, первый информационный вход дифроаналогового преобразователя соединен с выходом блока памяти, а управляющий вход - с пятым выходом блока управления, седь

HQ

0

0

5

мой выход которого соединен с синхро- входом аналой -цифрового преобразователя и является первым выходом устройства, выход цифроаналогового преобразователя является вторым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй коммутатор и генератор случайных чисел, вход синхронизации которого соединен с седьмым выходом блока управления, а выход - с первым информационным входом второго коммутатора, первый информационный вход которого соединен с выходом блока памяти, управляющий вход соединен с восьмым выходом блока управления, а выход - с вторым информационным входом цифроаналогового преобразователя.

К бышяимгяю Фиг. t

Режим работы

Управление селектором

Фиг.З

УправлениеРезерВ

комму/па/тюром

Фиг. 4