Устройство для фильтрации изображения Советский патент 1991 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе устройств для распознавания образов промышленных роботов.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг.1 изображена схема устройства для фильтрации изображений; на фиг 2 - принципиальная электрическая схема ячейки обработки изображений; на фиг.З - принципиальная электрическая схема блока управления; на фиг.4 - временная диаграмма работы устройства; на фиг.5 - схемы фильтрации бинарных изображений в случае одношаговых подопераций (а - исходное изображение, б - изображение после операции расфокусирования, в - выходное бинарное изображение).

Устройство для фильтрации изображений (фиг.1) содержит блок 1 управления и матрицу ячеек обработки изображений(размечена одна ячейка), каждая из которых включает фотоприемный элемент 2, свето- излучатель 3, решающий блок 4. Блок 1 управления связан с ячейками обработки изображений с помощью шины 5 управления, Каждая ячейка обработки изображений матрицы связана с другими восемью ячейками матрицы с помощью внешней шины 6.

Решающий блок 4 (фиг.2) содержит внутреннюю шину 7, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 элементы И, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, элемент 14 памяти (D-триггер), инвертор 15.

Внутренняя шина 7 связывает одноименные входы элементов И 9 и ИЛИ 12, подключенные к внешней шине 6, которая связывает данную ячейку обработки изображений с другими ячейками матрицы.

Блок 1 управления (фиг.З) содержит D- триггер 16, элемент 17 задержки, одновиб- ратор 18, генератор 19 импульсов, элементы

сь о

00

о с

2И 20 и 21, элемент 2ИЛИ 22, счетчик 23, RS-триггер 24. Входы сброса R-счётчика 23, RS-триггера 24 и вход элемента 17 задержки являются входом запуска ЗАП блока 1 управления и подключены к второму выходу УПР2 блока 1 управления,

Инверсные выходы D-триггера 16 и генератора 19 импульсов подключены соответственно к первому и второму входам элемента 2И 20, выход которого является третьим выходом УПРЗ блока 1 управления. Вход синхронизации С D-триггера 16 подключен к второму входу элемента 2ИЛИ 22 и к выходу одновибратора 18, вход которого подключен к выходу элемента 17 задержки. Вход двухступенчатого (непрозрачного) D-триггера 16 подключен к шине уровня логической 1, Выход D- триггера 16 подключен к входу запуска генератора 19 импульсов, выход которого подключен к счетному входу С счетчика 23 и к первому входу элемента 2ИЛИ 22, выход которого является первым выходом УПР 1 блока 1 управления.

Выход переполнения R счетчика 23 подключен к установочному входу S RS-триггера 24 и к второму входу элемента 2И 21. Выход RS-триггера 24 является четвертым выходом (УПР4) блока 1 управления и подключен к первому входу элемента 2И 21, выход которого подключен к входу сброса RD-триггера 16.

D-триггер 16 должен быть двухступенчатым и срабатывает по заднему фронту импульса на входе синхронизации С. Элемент 17 задержки может быть любым, обеспечивающим задержку импульса на необходимое время. Одновибратор 18 может быть выполнен, например, на основе микросхемы 155АГ.1, а генератор 19 импульсов - на основе микросхемы 155АГЗ.

Устройство работает следующим образом.

На вход запуска ЗАП блока 1 управления подается импульс с внешнего устройства в момент времени tR, который производит печальную установку счетчика 23, RS-триггера 24 блока 1 управления и элемента 9 памяти (D-триггера) каждого решающего блока 4 (фиг.4). Кроме того, этот импульс задерживается элементом 17 задержки на время начальной установки указанных элементов и затем запускает од- новибратор 18, который в момент времени tB вырабатывает импульс.

Одновременно на оптический вход фотоприемного элемента 1 поступает входное бинарное изображение ФВх (фиг.5а). Изображение преобразуется с помощью фотоприемных элементов 1 в цифровые

электрические сигналы, которые по положительному фронту импульса одновибратора 18, прошедшего через элемент 2ИЛИ 22, первый выход УПР1 блока 1 управления,

записываются в D-триггер 14 каждого решающего блока 4 через элемент ЗИЛИ 13. После записи входное изображение Фвх отключается с помощью внешнего устройства. По заднему фронту импульса одновиб0 ратора 18 D-триггер 16 устанавливается в состояние логической 1 и запускает генератор 19 импульсов, который в моменты времени ttm t2m вырабатывает импульсы, по которым осуществляется операция фильт5 рации бинарного изображения. Указанные

импульсы поступают с выхода генератора

19 импульсов через элемент 2ИЛИ 22 на

первый входУПР блока 1 управления.

Операция фильтрации состоит из двух

0 последовательно выполняемых подопераций: подоперации расфокусирования и подоперации логического умножения элементов бинарного изображения, которые выполняются за m шагов с помощью

5 рекуррентных операций.

Каждый шаг рекуррентной подоперации расфокусирования выполняется с помощью элемента ИЛИ 12. После записи бинарного изображения в D-триггеры 14 на

0 их выходах появляются цифровые сигналы, соответствующие элементам бинарного изображения. После каждого из m шагов операции расфокусирования производится перезапись новых значений элементов изо5 бражения в соответствующие D-триггерЫ по положительному фронту импульса на первом управляющем выходе УПР1 (моменты времени ti ...t2m ) через открытый низким уровнем сигнала на четвертом управляю0 щем выходе УПР4. На фиг.56 показано полученное после первого шага подоперации расфокусирования изображение.

m-й импульс генератора 19 импульсов 5 вызывает переполнение счетчика 23 и устанавливает в состояние логической 1 RS- триггер 24, при этом на четвертом выходе блока 1 управления УПР4 устанавливается уровень логической 1.

0При выполнении шагов подоперации

логического умножения в моменты времени tmM... t2m также производится перезапись содержимого D-триггеров 14..Каждый шаг при этом осуществляется с помощью эле- 5 мента И9. Высокий уровень сигнала на четвертом управляющем выходе УПР4 обеспечивает перезапись сигнала с выхода элемента И9 через открытый первый элемент И11 и элемент ИЛИ 13 в соответствующий элемент 14 памяти (D-триггер)

2т-й импульс генератора 19 импульсов проходит через элемент 2И 21 и сбрасывает D-триггер 16, что приводит к останову генератора 19 импульсов. В момент времени тс его последний инверсный импульс с инвер- сного выхода проходит через элемент 2И 20, третий выход УПРЗ блока 1 управления открывает на время действия импульса вторые элементы 2И 8. При этом информация с выхода D-триггера 14 поступает на вход со- ответствующего излучателя 3, осуществляющего электрооптическое преобразование и выдачу выходного бинарного изображения Фйы. На фиг.бв показано выходное изображение после одношаговой операции фильтрации ().

Формула изобретения

Устройство для фильтрации изображений, содержащее блок управления и матри- цу ячеек обработки изображений, каждая из которых состоит из элемента памяти, фотоприемного элемента, оптический вход которого является одним из информационных входов устройства, четырех элементов И, инвертора и первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в каждую ячейку обработки изображений дополнительно введены второй элемент ИЛИ и светоизлучатель,

причем в каждой ячейке обработки изображений выход фотоприемного элемента подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу элемента памяти, входы синхронизации и сброса которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, а выход подключен к одному входу первого элемента И, другой вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход подключен к входу светоизлучателя, выход которого является одним из выходов устройства, восемь входов второго элемента И соединены с одноименными входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а выход подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И. один вход которого подключен к входу инвертора, а другой соединен с выходом второго элемента И, каждый из восьми входов которого соединен с выходом элемента памяти одной из восьми смежных-ячеек обработки изображений, вход запуска блока управления является входом запуска устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для предварительной обработки распознаваемых изображений. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит блок управления и матрицу ячеек обработки изображений, каждая из которых состоит из фотоприемного элемента, элемента памяти, четырех элементов И, двух элементов ИЛИ, инвертора, светоизлучателя. Благодаря введению дополнительного элемента ИЛИ и новым связям достигается высокая точность работы устройства, а также частичное расширение его функциональных возможностей. 1 п. ф-лы, 6 ил.

Фиг.1

Риг.З

УЛР

УПРЗ УПРЧ УЛР2

PSM