Оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений Советский патент 1992 года по МПК G06E3/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в технике обработки изображений.

Известно устройство для сравнения изображений, содержащее источник света, матричный фотоприемник, линзы, модуляторы, анализатор.

Недостатками данного устрбйства являются его сложность и низкая надежность, обусловленные использованием оптических элементов, которые требуют высокой точности юстировки.

Наиболее близким техническим решением является оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений, содержащий элемент памяти, два резистора и фотоприемный элемент, оптический вход кото рого является первым оптическим входом узла, элемент памяти в узле выполнен в виде фототиристора, оптический вход которого является вторым оптическим входом узла, анод фототиристора соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого подключен к шине питания, и

с первым выходом фотоприемного элемента, катод фототиристора соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого и второй выход фотоприемного элемента-подключены соответственно к первому и второму электрическим выходам узла.

Недостатком данного узла является возможность его использования для сравнения только бинарных изображений.

Цель изобретения - расширение области применения узла путем сравнения полутоновых изображений.

На чертеже изображена функциональная схема оптоэлектронного узла матрицы для сравнения изображений.

Оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений содержит четыре фоточувствительных элемента (фотодиода) 1-4, резистор 5, биспин-прибор 6, конденсатор 7, светодиод 8, ключевой транзистор 9, затвор которого подключен к электриче- . скому выходу 10 устройства, к первому контакту конденсатора 7, к запирающему контакту 11 биспин-прибора 6 и через рези v

k

ы

о со

00

ю

crop В к аноду светодиода 8, катод которого подключен к шине нулевого потенциала Второй контакт конденсатора 7 подключен к выводу 12 подложки биспин-прибора б и к стоку ключевого транзистора 9, исток которого подключен к шине нулевого потенциала Первый электрический вход 13 узла- подключен к катоду первого фотодиода 1, анод которого подключен к аноду второго фотодиода 2, катод которого подключен к выводу 12 подложки биспмн-прибора 6, омический контакт 14 которого подключен к шине 15 питания и к катоду третьего фотодиода 3, анод которого подключен к аноду четвертого фотодиода 4. катод которого является вторым электрическим входом 16 узла. Оптические входы первого и второго фотодиодов 1 .и 2 образуют первый оптический вход 17 узла, а оптические входы третьего и четвертого фотодиодов 3 и 4 образуют второй оптический вход 18 узла.

Оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображения функционирует следующим образом.

В начальный момент времени на шину 15 питания подается напряжение питания. На первый электрический вход 13 узла подается высокий положительный потенциал, а на второй электрический вход 16- нулевой потенциал. На первый оптический вход 17 подается точка изображения А, которая представляется оптическим сигналом с интенсивностью света IA. От первого электрического вывода 13 через первый 1 и второй 2 фотодиоды протекает ток на вывод подложки биспин-прибора 6, величина которого соответствует величине интенсивности оптического сигнала на первом оптическом входе 17, так как фототек обратно смещенного фотодиода пропорционален величине падающей на него оптической мощности. Второй фотодиод 2 функционирует в данном режиме как выпрямительный элемент (диод в прямом включении). При отсутствии оптического сигнала на входе 18, на выходе 10 узла появляются импульсы, частота следования которых ТА прямопропорциональна величине тока через первый фотодиод, а, следовательно, и д, Соответственно, с появлением импульса на запирающем контакте 11 биспин-прибора 6, протекает ток от шины 15 питания, омический контакт 14 биспмн-прибора 6, через резистор 5 и све- тодиод 8 к общей шине. Светодиод в этот момент излучает, причем интегральная яркость его свечения зависит от частоты следования импульсов на выходе 10.

Для сравнения изображений А и В, после подачи изображения А, на второй оптический вход 18 узла подается точка

изображения В, которая представляется оптическим сигналом с интенсивностью света 1в. Соответственно, через фотодиод 3 потечет фототок, пропорциональный IB. от первого вывода 13 через все фотодиоды 1-4 к второму электрическому входу 16 будет протекать ток, величина которого прямопропорциональна IB (при 1д IB). Ток, протекающий в подложку 12 биспин-прибо0 ра 6, уменьшится на величину тока, протекающего через третий фотодиод 3. Четвертый фотодиод 4 работает как выпрямительный элемент в прямом включении. Частота на выходе feu уменьшится на величину feCfebix

5 fA - тв). следовательно, яркость свечения светодиода 8 уменыиится. Если IA IB, то ток в подложку 12 биспин-прибора 6 равен нулю и на выход 10 импульсы отсутствуют. Таким образом, если импульсы будут появ0 ляться на выходе 10, то яркость изображения А больше яркости изображения В, в обратном случае В больше А.

В случае необходимости вычисления величины, на которую В больше А, на второй

5 электрический вход 16 подается высокий

положительный потенциал, а на первый

электрический вход 13 - нулевой потенциал.

Ключевой транзистор 9 предназначен

для расширения динамического диапазона

0 входных сигналов и соответствующего им диапазона генерируемых на выходе 10 частот. Конденсатор 7 предназначен для выбора диапазона генерируемых частот.

Преимуществами устройства наряду с

5 расширенной областью применения являются также возможность вычитания изображений В из А и наоборот, низкая потребляемая мощность, представление выходной информации как вотической.так

0 и в электрической форме.

Формула изобретения Оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений, содержащий первый и второй фоточувствительные элементы

5 и резистор, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения узла путем сравнения полутоновых изображений, первый и второй фоточувствительные элементы выполнены в виде первого и вто0 рого фотодиодов, введены третий и четвер- тый фотодиоды, конденсатор, биспин-прибор, светодиод и ключевой транзистор, анод первого фотодиода соединен с анодом второго фотодиода, катод которого подключен к катоду третьего фотодиода, вы5 воду подложки биспин-прибора, стоку ключевого транзистора и через конденсатор - к запирающему контакту биспин-прибора, омический вывод которого соединен с ши- ной питания, и затвору ключевого трзнзистора, исток которого соединен с шиной нулевого потенциала, анод третьего фотодиода подключен к аноду четвертого фотодиода, катоды первого и четвертого фотодиодов являются соответственно первым и вторым электрическими входами узла, электрический выход которого соединен с запирающим контактом биспин-прибора и через резистор с анодом св чодио да, катод которого подключен к шине нулевого потенциала, при этом оптические входы первого и второго фотодиодов образуют первый оптический вход узла третьего и четвертого фотодиодов - второй его оптический вход, а оптический выход светодиода является оптическим выходом узла

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в технике обработки изображений. Цель изобретения - расширение области применения путем сравнения полутоновых изображений, Устройство содержит четыре фотодиода, конденсатор, биспин-прибор, резистор, светодиод и ключевой транзистор. Использование биспин- прибора в сочетании с другими указанными элементами, наряду со сравнением изображений, обеспечивает их вычитание, а также низкую потребляемую мощность. 1 ил.

/3

А

A i

II 2

Ь iS

М ft

16

, + U

в

А

Нг

//

10

О

8 SZ