Устройство для считывания изображений Советский патент 1991 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства; на фиг. 3 - принцип дискретизации телевизионного растра; на фиг. 4 - принцип формирования изображения при выборе информации для 1-й строки.

Устройство (фиг. 1) состоит из телевизионного датчика 1, видеоусилителя 2, селектора 3 видеосигнала, блока 4 синхронизации и управления, первого 5 и второго 6 счетчиков,блока 7 выделения границ по координате Y, блока 8 выделения границ по координате X, элемента И 9, блока 10 видеоконтроля, блока 11 приема и передачи информации сопряжения, цифроаиалогового преобразователя 12, амплитудного дискриминатора 13, генератора 14 импульсов. Позицией 15 обозначена ЭВМ. В состав устройства входят также сдвиговый регистр 16, третий счетчик 17, блок 18 памяти, блок

19регистров весовых коэффициентов, блок

20управления, блок 21 цифроаналоговых преобразователей, блок 22 аналоговых ключей, сумматор 23 аналоговых сигналов, смеситель 24, коммутатор 25. Блок 19 регистров весовых коэффициентов содержит селектор 26 и группу регистров 27.

Устройство работает следующим образом.

На этапе подготовки устанавливаются параметры вводимого изображения: относительное месторасположение и размер считываемого участка растра Унач, ХНач, Д У, АХ, число элементов разложения (масштаб дискретизации) KL Ка - начальное значение порога. Эта информация передается из ЭВМ 15 через буферные регистры блока 11 в счетчики 5 и 6, блоки 7 и 8 выделения границ по координатам У и X, ЦАП 12, блок 19 регистров весовых коэффициентов с селектором на входах.

сл

о

&

ю

Ј 00 00

ю

На этапе считывания видеоинформации из телевизионного датчика 1 через видеоусилитель 2 в селектор 3 непрерывно подается видеосигнал. В селекторе происходит разделение видеосигнала на синхронизиру- ющие кадровые, строчные и в деоимпуль- с ы. Сигнал Пуск, поступающий из ЭВМ 15 через блок 11, переводит блок 4 в режим управления вводом изображения. С приходим кадрового синхроимпульса (КСИ) про- исходит привязка к конкретному полукадру (четному или нечетному) и строчные синхроимпульсы (ССИ) начинают поступать на счетчик 5. Счетчик 5 разряжает растр, т.е. уменьшает число строк до выбранного фор- мата разложения. Коэффициент деления установлен по коду из ЭВМ. Синхроимпульсы (СИ), соответствующие необходимой частоте следования строк в считываемом растре, поступают в блок 7 выделения границ по координате Y. В счетчиках начала и конца окна этого блока содержится код, соответствующий номеру строки, с которой начинается считывание, и строки, на которой ввод изображения заканчивается.

При переполнении счетчиков во время подсчета строчных импульсов устанавливаются триггеры начала и конца окна То и Тко, которые определяют границы участка рас; тра по коду для считывания. Если текущая строка находится в пределах этого участка элемент И 9 открывается разрешающим сигналом из блока 7 выделения границ и пропускает импульсы генератора 14, которые размельчают выделенную строку в счет- чик 6. Счетчик 6, как и счетчик 5, в соответствии с установленным коэффициентом деления, уменьшает частоту дискретизации по строке (по координате X). С выхода счетчика 6 импульсы дискретизации поступают на вход блока 8 выделения границ по координате X, в котором определяется участок строки для считывания. Функционирование блока 7 не отличается от рассмотренного. Импульсы на выходе блока 8 выделения гра- ниц по координате X соответствуют моментам дискретизации данного участка всего растра, доступного сканированию телевизионным датчиком, в данном объеме разложения. Эти импульсы подаются на сдвиго- вый регистр 16 для фиксации мгновенных значений видеосигнала. Формирование слова данных в формате ЭВМ продолжается 16 тактов сдвига регистра 16, после чего необходимо инициализировать рбмен с па- мятью ЭВМ. Передача данных в память осуществляется в режиме прямого доступа.

После завершения цикла считывания изображения с одним порогом квантования происходит изменение порога и процесс

повторяется. В результате в памяти .ЭВМ формируется массив данных, соответствующий закодированному исходному полутоновому изображению.

На этапе подготовки режима контроля и сопоставления вводимого и выводимого изображений в блок регистров весовых коэффициентов записывается код, начиная со значения Ki, соответствующий коду первого порогового уровня, выдаваемого ЭВМ при дискретизации вводимого изображения. В следующий регистр записывается код, соответствующий значению второго порогового уровня относительно первого, в следующий - относительно третьего и т.д. В случае исключения Ki-ro отдельного сечения при синтезе выходного изображения значение 1-го весового коэффициента устанавливается по программе равным нулю, а значение (i+1)-ro порогового yi пвня определяется относительно (i-1)-ro порогового уровня.

Блок цифроаналоговых преобразователей 21 преобразует коды значений весовых коэффициентов, записанных в п регистрах блока 19, в аналоговые сигналы, которые через открытые ключи блока 22 аналоговых ключей подаются на вход сумматора 23. Внутренние цифровые схемы управления аналоговых ключей блока 22 управляются n-разрядным словом, подавляемым с выхода буферного выходного регистра видеопамяти 18. При наличии единицы в К-м разряде аналоговый ключ, связанный с этим разрядом по входу управления, открывается, аналоговый сигнал, пропорциональный коду значения весового коэффициента Кк подается на вход сумматора. При наличии нуля в т-м разряде аналоговый ключ, связанный с этим разрядом по входу управления, остается закрытым, аналоговый сигнал, пропорциональный коду значения весового коэффициента Km, подается на вход сумматора с нулевым коэффициентом; следовательно, не участвует в формировании сигнала; n-разрядное слово в выходном буферном регистре блока 18 памяти формируется при считывании информации о каждой точке растра под управлением блока 20 управления.

Суммарный аналоговый сигнал подается на вход смесителя 24, на другие входы которого подаются сигналы управления, необходимые для формирования полного телевизионного сигнала. Коммутатор 25 по сигналу управления с блока 20 управления подключает вход видеоконтрольного устройства к выходу смесителя 24 в режиме контроля информации при ее вводе и выводе либо к выходу видеоусилителя 2 в режиме контроля визуальной информации на входе системы. Периодически осуществляя коммутацию, можно сопоставить изображение на входе системы при его вводе в ЭВМ и при его выводе из ЭВМ.

Если необходимо реализовать нелиней- ную шкалу квантования, например логарифмическую зависимость с ограниченным числом градаций (модель зрения человека), из всего ряда возможных уровней квантования выбираются только те значения, которые соответствуют закону изменения шага квантования по яркости. Считывание изображения производится только для этих уровней, что дает значительное сокращение объема информации. Таким же образом можно сохранить постоянным число информативных уровней квантования при уменьшении динамического диапазона видеосигнала.

При воспроизведении визуальной ин- формации на экране видеоконтрольного устройства есть возможность изменять значение веса каждого сечения в широких пределах от нуля до максимального значения весовых коэффициентов, изменять соотноше- ние между отдельными сечениями, изменять амплитуду видеосигналов в точках растра, проводить синтез изображения, следовательно, расширить рабочий диапазон применения устройства.

Таким образом, за счет реализации возможности отображения информации на разных стадиях ее обработки, введения весовых коэффициентов, возможностей синтеза изображений достигается повышение точ- ности устройства.

Формула изобрет ения

Устройство для считывания изображений по авт. св. № 1251135, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок памяти, блок регистов весовых коэффициентов, блок синхронизации, блок цифрояналоговых преобразователей, блок аналоговых ключей, аналоговый сумматор, смеситель и коммутатор, причем информационный и адресный входы блока памяти подключены соответственно к седьмому и восьмому выходам блока приема и передачи информации, управляющий вход блока памяти подключен к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, третий выход блока синхронизации подключен к первому входу смесителя, адресный, информационный и управляющий входы блока регистров весовых коэффициентов подключены соответственно к девятому - одиннадцатому выходам блока приема и передачи информации, выходы блока регистров весовых коэффициентов подключены к соответствующим входам блока цифроаналоговых преобразователей, выходы которого подключены соответственно к первой группе входов блока аналоговых ключей, вторая группа входов которого подключена соответственно к выходам блока памяти, выходы блока аналоговых ключей подключены к входам аналогового сумматора, выход которого подключен к второму входу смесителя, выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора, выход генератора импульсов подключен к тактовому входу блока синхронизации, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации и управления, второй выход видеоусилителя через коммутатор подключен к входу блока видеоконтроля.

ccv/х,

фиг.3

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается введением блока памяти, блока синхронизации, блока регистров весовых коэффициентов, блока ЦАП, блока аналоговых коммутаторов, сумматора, смесителя и коммутатора, что позволяет отображать информацию на разных стадиях ее обработки и синтезировать изображения по отдельным ее составляющим. 4 ил.

Сечение

nputuSade

нации

7

Ks- R6tK9 0

,

I

F

Р IS.

весовой ко$(р- анщиент л в б,