Устройство логической обработки изображений Советский патент 1991 года по МПК G06E3/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных оптоэлектрон- ных схемах параллельной обработки изображений, при построении матричных процессоров для вычисления логических функций бинарных изображений методами клеточной логики„

Цель изобретения - упрощение устройства и расширение Функциональных возможностей за счет реализации новых логических Аункций„

На фиг о 1 приведена структурная схема устройства; на Фиг„ 2 - временные диаграммы подачи управляющих сигналов на внешние входы устройства

Устройство содержит управляемый транспарант в виде матрицы 1 опто- электронных ячеек, оптический вход 2 матрицы 1 и ее оптический выход 3, причем каждая оптоэлектронная ячейка содержит фототранзистор 4, резистор 5, два светодиода 6 и 7. Кроме того, устройство содержит два блока формирования логических Функций, выполненные в виде матриц 8 и 9 оптоэлектронных ячеек, причем оптический 10 вход матрицы 8 связан с оптическим выходом 3, а выход 11 - с оптическим входом 12 матрицы 9, выход 13 которой является выходом устройства, а также ключи 14-18,,

Матрица 8 состоит из оптоэлектронных ячеек, каждая из которых выполнена на фототиристоре 19, свето- диоде 20 и резисторе ,

Матрица 9 содержит оптоэлектрон- ные ячейки, каждая из которых состоит из фототиристора 22, светодиода 23 и резистора 24.

Пример вычисления логических функций от двух переменных (двух изображений) приведен на Фиг„ 20

Устройство работает следующим образом.

(Л

о

Јь

сл

СО J

Јь

После подачи питания на схему устойства на оптический вход 2 устройства подается изображение первого опеанда Х. Фототранзистор 4 переходит , в проводящее состояние, если на его оптический вход поступил сигналс При этом если с помощью первого управляющего входа U,( первый ключ 14 замкнут на шину положительного напряжения, JQ то излучает второй светодиод 7 ячей- , ки, если ключ 14 замкнут на нулевую шину, на оптический вход Фототирис- тора 19 никакой сигнал не поступает (инверсия)с Если на оптическом входе j 2 фототранзистора 4 нет оптического сигнала, то сопротивление велико и состояние его является непроводящим. Если ключ 14 замкнут на шину положительного напряжения, то и на оптичес- JQ ком входе Фототиристора 19 нет оптического сигнала, а если ключ 14 замкнут на нулевую шину, то излучает первый светодиод 6. Таким образом, состояние первого ключа 14 определи- 25 ет прямое или инверсное входное изображение на входах фототиристоров 19. Промежуточное состояние первого ключа 14 не формирует изображения на входах первых фототиристоров 19 и является подготовительным состоянием между подачами очередных операндов Х- на оптический вход устройства. Последовательная подача серии прямых или инверсных изображений X или X накапливается на фототиристорах 19 35 ячеек матрицы 8 устройства Для этого на втором управляющем входе 1Т2 должен присутствовать единичный сигнал (второй ключ 15 замкнут на нулевую шину), На время накопления суммы 40 изображений третий ключ 16 разомкнут, т.е. на третьем управляющем входе Uj устройства имеется нулевой сигнал о Единичный сигнал на вход U а подается тогда, когда все текупие 45 операнды формирования данного терма введены в устройство В зависимости от состояния фототиристора 19, если он в состоянии О, светодиод 20 излучает, и наоборот, если состояние 50 фототиристора 19 единичное, то светодиод 20 из-за большего своего сопротивления не излучает (. т ; Р R св фт ) „ Таким образом произ водится инверсия накопленной суммы

изображений для формирования текущего терма логической операции„ Накопление суммы всех термов изобра30

жений формирования данной логической функции производится включенным все это время фототиристором 22 каждой ячейки (на четвертый управляющий вход 1Ь устройства подается единичный сигнал) . Для Формирования каждого очередного терма фототиристор 19 следует сбросить, т.е„ на втором управляющем входе снять сигнал.При сформированной последовательности всех термов изображений и их суммировании подачей управляющего сигнала на управляющий вход U5 устройства на оптическом выходе в зависимости от состояния фототиристора 22 высвечивается результат логической Функции, т„ес если на фототиристоре 22 присутствует О, то и на выходе 13 ячейки также О, и наоборот с Для формирования новой логической функции состояние фототиристора 22 следует обнулить с помощью соответствующего сигнала на четвертом управляющем входе 1Тф устройства

На фиг„ 2 приведены временные диаграммы подачи управляющих сигналов на управляющие входы, если на оптический вход 2 последовательно подаются изображения операндов Х и Xg и одной из разрешающих масок Y:, j - 1-4. Формирование логической функции f (X4, Х2) осуществляется по правилу:г

f(X,, X2) J т:; J

V X«X2Y, Xi+ ,« Т2 Х,ХаУг- Х,+ Х2+ Y4;

Т3« X,X4Ya X, Xi+ Y5;

V XiXaV Xf+ Xu+ Yv

Формирование суммы изображений прямых (инверсных) операндов и разрешающего изображения У: осуществляется фототиристорами 19 ячеек, инверсия этой суммы - светодиодом 20, суммирование накапливаемых термов - фототиристорами 22,

После того, как каждый.из элементов ячейки в цикле отработал свою функцию, осуществляется его сброс, что означает готовность к последующей работе. Формула изобретения

t, Устройство логической обработк изображений, содержащее управляемый

транспарант, отличающеес тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его Лункцисналь- ных возможностей за счет реализации новых логических Функций, оно содержит последовательно расположенные на оптической оси блоки формирования логических функций, выполнение в виде двух матриц опто- электронных ячеек, оптически связанных с управляемым транспарантом, и пять ключей, управляющие входы которых являются входами устройства, выход первого ключа соединен с управляющим входом управляемого транспаранта, выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с первым и вторым входами первой матрицы оптоэлектронных ячеек, а выходы четвертого и пятого ключей подключены соответственно к первому и второму входам второй матрицы оптоэлектронных ячеек.

2„ Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый транспарант содержит матрицу оптоэлектронных ячеек, каждая ячейка состоит из фототранзистора, речестера ii двух слетс.диот .ор, K-iriej. Лототранзнгтора со ;длгэн с пнг.м : гулевого потенциала, а коллектор - - с анодом первого, катоде м -зторсго сгетодиодч и через резистор с тиной положительного напряжения, клтод пер вого и акод второго светодиоцов являются управляющим входом учравллемого транспаранта.

Зс Устройство по По 1, отличающееся тем, что каждая ячейка первой матрицы оптоэлектронных ячеек содержит Фототирнстор и диод, аноды которых соединены через резистор с шиной положительного напряжения, а катоды являются, соответственно, первым и вторым управлякмци- ми входами матрицы„

0 Ас Устройство ло п„ 1, отличающееся тем, чтс каждая ячейка второй матрицы- опгоэлектрон- ных ячеек содержит фототиристор и светодиод, анод фототиристора и катод

5 светодиода подключены через резистор к шине положительного напряжения, а катод фототиристора и анод светодиода являются соответственно первым и пторым входами матрицы„

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам логической обработки изображений. Цель изобретения - расширение Функциочгчьмнх возможностей за счет реализации новых логических функций. Введенные в устройство две матрицы оптоэлектронных ячеек, управляемые ключами, обеспечивают возможность реализации новых логических функций. 3 ЗоП,, Ф-лы, 2 ил.

е

Редактор Л. Пчолинская

Составитель А. Кашин Техред Л.Олийнык

Заказ 1351

Тираж 388

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

С

1

г

х

1

ч

г

«Х

Корректор Н. Король

Подписное