Аналого-цифровой преобразователь изображений Советский патент 1993 года по МПК G02F7/00 

со

с

Сущность: аналого-цифровой преобразователь для преобразования в системе остаточных классов содержит кроме оптического картинного входа, оптического картинного выхода, мультипликатора изображений, электронной схемы управления также К-операционных блоков, причем каждый операционный блок содержит М оптоэ- лектронных затворов Mi-оптических R-S триггеров с картинными входами и картинными выходами, Mj-светообъединителей. Электронная схема управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент И 26, К-регистров сдвига, преобразователи уровня, R-S триггер, счетчик, элемент задержки, источник оптического сигнала, коллиматор, элемент задержки. 4 ил.

Изобретение относится к оптоэлектрон- ной технике и может быть использовано в системах обработки изображений, для ввода полутоновых изображений в параллельные цифровые оптоэлектронные процессоры работающие в системе остаточных классов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности преобразований.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого аналого-цифрового преобразователя изображений; на фиг. 2 приведена схема варианта реализации аналого-цифрового преобразователя изображений; на фиг.З приведена схема блока управления; на фиг. 4-временные диаграммы работы устройства.

Аналого- Цифровой преобразователь изображений состоит из картинного входа

1, представляющего m x n оптических входов, блока преобразования величины интенсивности оптического сигнала во временной параметр оптического сигнала 2, причем этот блок выполнен в виде преобразователя величины интенсивности оптического сигнала в интервал временных задержек оптического сигнала постоянной интенсивности и длительности. Оптический выход блока преобразования подсоединен на вход мультипликатора изображений 3. К оптическим выходам мультипликатора изображений подсоединены К операционных блоков 41,...4к, где К - количество модулей в выбранной системе остаточных классов, при этом i-ый операционный блок содержит Mj оптоэлектронных затвора 5i,...,5Mi, Mi оптических R-S триггеров 6i...6wii с картинными входами и выходами и Mi свето- объединителей 7i...7wi, где Mi - значение

00

о

g

СА VI

К-го модуля (i 1,2,...К). Оптические выходы всех оптических R-S триггеров образуют картинный выход устройства 8щ.J3iMi,..., 8к1...8ш. Все оптоэлектронные затворы 5, а также блок преобразования 2 управляются электрическими сигналами, вырабатываемыми блоком управления 9, причем электрический выход 10 блока управления соединен с электрическим входом блока преобразования 2, группа электрических выходов 111...11к соединена с соответствующими электрическими входами оптоэлект- ронных затворов 5, оптический выход 12 блока управления соединен со всеми вторыми оптическими входами светообъедините- лей 7, а электрический выход 13 блока управления является электрическим выходом сигнала готовности устройства.

На приведенной (фиг.2) схеме варианта реализации аналого-цифрового преобразователя обозначены: картинный вход устройства 1, блок преобразователя величины интенсивности оптического сигнала в интервал временных задержек оптического сигнала постоянной интенсивности и длительности 2, мультипликатор изображений 3, который выполнен в виде матрицы объективов из К столбцов и в каждом i-ом столбце содержится по Mi объективов, оптоэлектронные затворы,объединенные в матрицу 5 из К столбцов по Mi оптоэлектронных затворов в каждом, матрица оптических R-S триггеров 6, светообъединитель 7, картинный выход устройства 8, блок управления 9, электрический выход блока управления 10 электрические выходы блока управления 111...11к, управляющие оптоэлектронными затворами, оптический выход блока управления 12, электрический выход готовности результата устройства 12, система зеркал 14, представляющая собой матрицу с числом столбцов К и числом строк Mi-1 из двух сторонних зеркал установленных под углом 45° и периодом решетки, равным периоду матриц 5, 6, зеркало 15, светоделитель 16, представляющий собой полупрозрачное зеркало объектив 17, зеркала 181,...18к, 191,...,19к, 20, 21, объективы 22, 23, 24.

Схема блока управления (фиг.З) содержит электрический выход 10, который соединен с блоком преобразователя 2, группу электрических выходов 111,...,11к, управляющих оптоэлектронными затворами, оптический выход 12, электрический выход готовности 13, генератор тактовых импульсов 25 элемент И 26, К регистров сдвига 271,...,27к R-S триггер 28, счетчик 29, одно- вибратор 30, электрически управляемый источник оптического сигнала состоящий из

собственно источника оптического сигнала 31 и коллиматора 32 и одновибратор 33.

Работа устройства происходит следующим образом.

Оптический сигнал с выхода 12 блока управления 9 через светообъединители 7 поступает на входы R всех оптических R-S триггеров 6, при этом все оптические триггеры 6 устанавливаются в нулевое, исходное

состояние. Электрический сигнал с выхода 10 блока управления 9 запускает блок преобразования интенсивности 2. Исходное изображение, поступающее на картинный вход 1 размерностью m x п, преобразуется

в блоке 2 в набор оптических сигналов постоянной интенсивности и длительности.

Пусть в исходном изображении яркость точки с координатами XL Yi равна И, а яркость точки с координатами Х2, Y2, равна г.

На фиг. 4а,б показаны два коротких оптических сигнала, время задержки которых относительно начала преобразования (на диаграммах относительно начала координат) пропорционально их интенсивности.

Для точки с координатами Xr, Y2 время задержки импульса ri соответствует восьми полным периодам тактовой частоты генератора 25, а для точки с координатами Xa.Yg время задержки импульса та соответствует

четырем полным периодам тактовой частоты (см.фиг.4). Если представлять яркости этих двух точек с помощью десятичных чисел, то логично что И 8, а 12 4. Эти же яркости в системе остаточных классов с модулями, например, Mi 3 и М2 5 будут такими И (2,3), г (1,4). Рассмотрим как формируются такой результат в предлагаемом устройстве.

С выхода блока преобразования интенсивности 2 оптические сигналы постоянной амплитуды и длительности поступают на мультипликатор изображений 3, с помощью которого все оптические сигналы проецируются на входы всех оптоэлектронных затворов 5. Оптоэлектронные затворы 5 управляются электрическими сигналами, поступающими с выходов 11 блока управления 9. Для модулей в системе остаточных классов Mi 3 и М2 5 на фиг.4

на диаграммах г,д,е, и диаграммах ж,з,к,л,м, показаны управляющие сигналы, формируемые на выходах 11 и поступающие на входы оптоэлектронных затворов 5 операционных блоков 4i и 42.

в определенный момент времени в каждом операционном блоке 4 открыт только один оптоэлектронный затвор 5. Поэтому оптические импульсы с выхода мультипликатора изображений 3, пройдя через открытый в данный момент времени оптоэлект- ронный затвор 5, установят в единичное состояние только тот оптический R-S триггер, S вход которого подключен к открытому оп- тоэлектронному затвору 5. В рассматриваемом примере, первый оптический импульс (см.фиг.4а) в первом операционном блоке 41 пройдет через открытый затвор 5з, так как на его электрическом входе открывающий импульс, а во втором операционном блоке 42 - пройдет через открытый затвор 54 и установит в единичное состояние оптические R-S триггеры 6i3 и 624. что соответствует отображению остатков 2 по модулю Mi 3 и 3 по модулю М2 5. Второй оптический импульс (см.фиг.4б) установит в единичное состояние в первом операционном блоке 4i оптический R-S триггер 612, a во втором - оптический триггер 625. что соответствует отображению остатков 1 по модулю Mi 3 и остатку 4 по модулю М2 5. Аналогично происходит получение выходного кода для всех точек исходного изображения и по другим модулям. Весь цикл преобразования в предлагаемом устройстве определяется частотой генератора тактовых импульсов 25, количеством модулей (операционных блоков) и значениями модулей

Тц Ттакт ГП1 ГП2 ...mi

где Ттакт - период тактовых импульсов;

mi, m2...mi - значение модулей, используемых в предлагаемом устройстве.

После окончания преобразования на картинном выходе 8 устройства присутствуют бинарные кодированные остатки. По окончании преобразования на электрическом выходе 13 появляется импульс готовности результата преобразования.

Блок управления 9 работает следующим образом. Под воздействием сигнала с выхода одновибратора 30 источник оптического синхро-сигнала 31 формирует оптический импульс, который через коллиматор 32 поступает на оптический выход 12 блока управления 9. Электрический импульс с выхода одновибратора 30 поступает на вход второго одновибратора 33 и на вход Запись регистров 271,...27к. По этому импульсу во всех регистрах 271,...27к произойдет запись логической единицы в младшем разряде и логических нулей во всех остальных разрядах. Импульс, формируемый на выходе второго одновибратора 33, поступает на выход 10 блока управления 9 и запускает блок преобразования интенсивности 2, а также поступает на вход установки единичного состояния R-S триггера 28 и устанавливается триггер 28 в единичное состояние.

При единичном состоянии триггера 28 разрешается прохождение импульсов с генератора тактовых импульсов 25 через схему И 26 на тактовые входы регистров сдвига

Таким образом, на картинном выходе аналого-цифрового преобразователя изображений, после цикла работы, формируются пространственно-копированные остатки,

5 которые без специальных преобразований можно использовать в вычислительных устройствах в системе остаточных классов. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь

0 изображений, содержащий оптически связанные оптоэлектронный блок преобразования величины интенсивности оптического сигнала во временной параметр оптического сигнала, мультипликатор изображений и

5 кодирующий блок, а также блок управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности преобразования, блок преобразования величины

0 интенсивности оптического сигнала во временной параметр оптического сигнала выполнен в виде преобразователя величины интенсивности оптического сигнала в интервал временных задержек оптического

5 сигнала постоянной интенсивности и длительности, оптический вход преобразователя является картинным входом устройства, а запускающий электрический вход оптоэ- лектронного блока преобразования интен0 сивности оптического сигнала соединен с одним из выходов блока управления, кодирующий блок выполнен в виде К операционных блоков, где К - количество модулей в выбранной системе остаточных классов,

5 при этом i-й операционный блок содержит Mj оптоэлектронных затворов, Mi светообъ- единителей и Mi оптических R-S-триггеров с картинными входами и выходами, где MI - значение к-го модуля (i 1,2,...,K), причем оптический вход каждого оптоэлектронного

затвора соединен с соответствующим выходом мультипликатора изображений, а оптический выход каждого оптоэлектронного затвора - с S-входом соответствующего оптического R-S-триггера, в i-м операционном блоке выход )-го оптического R-S-триггера соединен с первым входом j-ro светообъ- единителя (j 1,2,...,М|), выход Mj-ro оптического R-S-триггера соединен с первым входом первого светообъединителя, выход каждого светообьединителя соединен с R-входом соответствующего оптического R-S-триггера, а вторые входы всех светообъединителей соединены с оптическим выходом блока управления, оптические выходы всех оптических R-S-триггеров образуют картинный выход устройства, а электрические входы всех оптоэлектронных затворов подключены к соответствующим выходам блока управления,

первого одновибратора, входом второго од- новибратора и электрическим входом источника оптического синхросигнала, выход которого является оптическим выходом блока управления, выход счетчика соединен с

входом первого одновибратора, входом установки нулевого состояния R-S-триггера и является вторым электрическим выходом блока управления, выход второго одновибратора соединен с входом установки единичного состояния R-S-триггера и является третьим электронным выходом блока управления, а выход R-S-триггера соединен с вторым входом элемента И.

,ЪЧ1

2г /г

i

L

Г У5 7 tl3 ift

3Фиг.4