Устройство для кодирования изображения Советский патент 1993 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а более конкретно к устройствам овода и предварительной обработки двухградационных изображений, и может быть использовано, например, при разработке зрительных сенсоров космических инспекционных роботов, читающих автоматов и т.п.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Устройство для кодирования изображений содержит (фиг, 1) блок 1 фотоприемных элементов, блок 2 выделения фрагментов изображения, блок 3 анализа фрагментов изображения, блок 4 попарного сравнения элементов фрагмента изображения, блок 5 приема граничного фрагмента изображения, блок 6 формирования кода модуля вектора, блок 7 формирования кода угла вектора, блок 8 считывания изображения и блок 9 синхронизации.

Первый выход 10 блока 9 синхронизации соединен с входом 11 установки блока 1 фотоприемных элементов, а второй выход 12 - с тактовым входом 13 блока 8 считывания изображения, выходы 14 которого подключены к соответствующим управляющим входам 15 блока 1 фотоприемных элементов. Информационные входы 16 блока 2 выделения фрагментов изображения соединены с соответствующими выходами 17 блока 1 фотоприемных элементов, а первый 18, второй 19 и третий 20 управляющие входы подключены соответственно к третьему 21, четвертому 22 и пятому 23 выходам блока 9 синхронизации. Входы 24 блока 3 анализа фрагментов изображения соединены с выходами 25 блока 2 выделения фрагментов изображения, а выход 26 подключены к входу 27 блока 9 синхронизации. Информационные входы 28 блока 5 приема граничного фрагмента изображения соединены с соответствующими выходами 25 блока 2 выделения фрагментов изображения, а первый 29 и второй 30 управляющие входы подключены соответственно к шестому 31 и седьмому 32 выходами блока 9 синхронизации, Первый 33 и второй 34 информационные и управляющий 35 входы блока 4 попарного сравнения элементов фрагмента изображения соединены соответственно с первым 36 и вторым 37 выходами блока 5 приема граничного фрагмента изображения и восьмым выходом 38 блока 9 синхронизации. Управляющий 39 и первый 40 и второй 41 счетные входы блока 7 формирования кода угла вектора подключены соответственно к первому 42 и второму 43 выходами блока 4 попарного сравнения элементов фрагмента изображения и девятому выходу 44 блока 9 синхронизации, десятый выход 45 которого соединен с входами 46 и 47 считывания соответственно блока 6 формирования кода модуля вектора и блока 7 формирования кода угла вектора. Счетный вход 48 блока 6 подключен к первому выходу 36 блока 5 приема граничного фрагмента изображения, а выходы 49 и 50 блоков 6 и 7 являются соответственно первыми и

вторыми выходами устройства,

Блок 1 состоит из М х N фотоприемных элементов (на фигурах не показаны), где М - количество столбцов; N - количество строк матрицы. Кроме того, в состав блока 1 могут

входить различные усилительные, согласующие, формирующие и другие элементы для обеспечения формирования на выходах 17 видеоимпульсов с требуемыми параметрами. Назначение блока 1 фотоприемных элементов - преобразование двумерного оптического изображения обьекта в соответствующую совокупность электрических сигналов. Блок 1 может быть реализован на основе интегральных МДП фотодиодных

матриц, которые, в частности, позволяют

считывать с них информацию по столбцам. Блок 2 выделения фрагментов изображения (фиг. 2) содержит сдвиговые регистры 51-53 по N+1 разрядов каждый, причем

входы младших N разрядов регистров 51,52 подключены к соответствующим информационным входам 16 блока 2, входы разрешения записи регистров 52 и 51 соединены соответственно с первым 18 и вторым 19

управляющими входами блока 2, сдвигающие входы регистров 51-53 подключены к третьему управляющему входу 20 блока 2, а выходы старших трех разрядов каждого из регистров 51-53 соединены с соответствующими выходами 25 блока 2. Кроме того, выходы старших разрядов регистров 51 и 52 подключены к информационным входам младших разрядов регистров соответственно 52 и 53. Назначение блока 2 - обеспечение последовательной выдачи на выходах 25 фрагментов изображения, каждый из которых состоит из центрального bi и смежных ему восьми элементов (фиг. 12). Блок 3 анализа фрагментов изображения содержит (фиг. 3) элементы И-ИЛИ 54, И-Н Е 55 и И 56. Входы элементов И-ИЛИ 54 и И-НЕ 55 подключены к соответствующим входам 24 блока 3, а входы и выход элемента И 56 - соответственно к одному из входов

24 блока 3, выходам элементов И-НЕ 55 и И-ИЛИ 54 и выходу 26 блока 3. Блок 3 предназначен для логического анализа значений элементов очередного фрагмента изображения и выделения среды них граничных

фрагментов, возможные конфигурации которых представлены на фиг. 16.

Блок 4 попарного сравнения элементов фрагмента изображения содержит (фиг. 4) асинхронный триггер 57, элементы И 58, 59 и элемент НЕ 60. Пераые входы элементов И 58,59 подключены к первому информационному входу 33, вторые входы - к управляющему входу 35, а третий вход элемента И 59 - к второму информационному входу 34 блока 4. Вход и выход элемента НЕ 60 подключены соответственно к второму информационному входу 34 блока 4 и третьему входу элемента И 58, выход которого соединен с входом установки 1 триггера 57. Выход элемента И 59 подключен к второму выходу 43 блока 4, первый выход 42 которого соединен с инверсным выходом триггера 57. Назначение блока 4 - попарное сравнение между собой смежных элементов фрагмента.

Блок 5 приема граничного фрагмента изображения содержит (фиг. 5) восьмиразрядный сдвиговый регистр 61 и элементы ИЛИ 62,63. Разрядные входы всех разрядов регистра 61, кроме разрядного входа старшего разряда, подключены к соответствующим информационным входам 28 блока 5, а разрядный вход старшего разряда соединен с выходом элемента ИЛИ 62, первый вход которого подключен к соответствующему информационному входу 28 блока 5. Первый управляющий вход 29 блока 5 соединен со сдвигающим входом регистра 61, выход старшего разряда которого подключен к второму выходу 37 блока 5, первый выход 36 которого соединен с выходом элемента ИЛИ 63. Второй управляющий вход 30 блока 5 подключен к первому входу элемента ИЛИ 63 и входу записи регистра 61, выход младшего разряда которого соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 62, 63. Сдвиговый регистр 61 вместе с элементом ИЛИ 62 образует схему кольцевого регистра сдвига. Назначение блока 5 - обеспечение одновременного (параллельного) приема значений смежных элементов D2-D9 очередного граничного фрагмента изображения и их ротация.

Блок 6 формирования кода модуля вектора содержит (фиг. 6) двоичный счетчик 64 и ключи 65. Информационные входы и выходы ключей 65 подключены соответственно к разрядным выходам двоичного счетчика 64 и выходам 49 блока 6, вход 46 считывания которого соединен с управляющим входом ключей 65 и входом установки О двоичного счетчика 64, счетный вход которого подключен к счетному входу 48 блока 6. Назначение блока 6 - формирование на выходах 49 признака элемента изображения, представляющего собой код модуля вектора соответствующего граничного фрагмента изображения. Блок 7 формирования кода угла вектора 5 содержит (фиг, 7) четырехразрядный двоичный счетчик 66, ключи 67 и элементы И 68 и ИЛИ 69. Информационные входы и выходы ключей 67 подключены соответственно к разрядным выходам двоичного счетчика 66

0 и выходам 50 блока 7. Счетный вход двоичного счетчика 66 соединен с выходом элемента ИЛИ 69, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому счетному входу 40 блока 7 и выходу

5 элемента И 68. Первый и второй входы последнего соединены соответственно с управляющим 39 и вторым счетным входом 41 блока 7, вход 47 считывания которого подключен к управляющему входу ключей 67 и

0 входу установки О счетчика 66. Назначение блока 7 - формирование на выходах 50 признака элемента изображения, представляющего собой код угла вектора соответствующего граничного фрагмента

5 изображения.

Блок 8 считывания изображения содержит (фиг. 8) двоичный счетчик 70 с коэффициентом пересчета М и дешифратор 71, информационные входы и выходы которого

0 подключены соответственно к разрядным выходам двоичного счетчика 70 и выходам 14 блока 8, а управляющий вход дешифратора 71 и счетный вход счетчика 70 соедине- ны с тактовым входом 13 блока 8.

5 Назначение блока 8 - формирование последовательности сигналов считывания информации с блока 1 фотоприемиых элементов, а также сигнала Конец кадра.

Блок 9 синхронизации содержит (фиг. 9)

0 формирователь 72 установочного и тактовых импульсов, шесть переключателей 73- 1-73-6, двоичный счетчик 74 с коэффициентом пересчета N+1, пятиразрядный двоичный счетчик 75 и элементы И

5 76-79, ИЛИ 80-83 и НЕ 84, Прямой выход младшего разряда двоичного счетчика 75 соединен с выходом 31 блока 9 и входом элемента ИЛИ 83, а прямой и инверсный выходы старшего разряда двоичного счетчи0 ка 75 подключены соответственно к входам элементов И 77 и 76 соответственно. Назначение блока 9 - синхронизация и управление работой остальных блоков устройства в процессе формирования признаков элемен5 тов изображения путем выдачи и приема тактовых импульсов,

Формирователь 72 установочного и тактовых импульсов содержит (фиг, 10) генератор 85 прямоугольных импульсов и кнопку 86 с нормально замкнутыми 87 и

нормально разомкнутыми 88 контактами. Шины 89 и 90 - соответственно установочный и тактовый выходы формирователя 72.

Каждый из переключателей 73-1-73-6 содержит (фиг. 11) асинхронный триггер 91 и элементы И 92, 93. Шины 94 и 95 - соответственно входы установки 1 и О, а шины 96, 97 - выходы переключателя 73. Шина 98 - импульсный вход переключателя 73. Назначение переключателя 73-управление прохождением импульсов с входа 98 на выход 96 или 97.

Принцип работы устройства для кодирования изображения заключается в разбиении двумерного двухградационного изображения на элементарные участки- фрагменты и подходе к каждому из них как к вектору, т.е. как к величине, значение которой характеризуется как размером (моду- лем), так и направлением (углом ориентации). При этом каждый фрагмент изображения представляют собой окно размером 3x3 элемента и состоит из централь- ного bi и восьми смежных ему элементов (фиг. 12). Это окно последова- тельно обходит все поле изображения, определяя (измеряя) каждый раз модуль и угол ориентации вектора соответствующего фрагмента. Результаты измерения представляются кодовыми значениями элемен- тов изображения, которые в дальнейшем могут рассматриваться как их признаки.

Модуль вектора фрагмента определяется как количество Wm его элементов с единичными значениями.

Угол вектора фрагмента определяется следующим образом.

Начало вектора прикладывается к центральному элементу bi, а за направление принимается биссектриса угла, стороны ко- торого образованы направлениями от центрального элемента к граничным элементам фрагмента (к началу и концу фрагмента). Граничные элементы - это те элементы фрагмента, начиная с которых происходит изменение яркости. Например, на фиг. 13 это элементы ЬА и by, а на фиг. 14 - элементы Ы и be. Вектор фрагмента всегда направлен в сторону его элементов с единичными значениями. Угол вектора фрагмента кодирует- ся двоичными кодами (фиг. 15). Например, на фиг. 13 код угла вектора равен 1111, а на фиг. 14-0110.

Всего возможны 16 различных направлений вектора фрагментов изображения, представленных на фиг. 16. Кодовые значения этих направлений формируются согласно формуле , где КНф - код угла, соответствующего началу фрагмента (в описываемом ниже примере это 10102); Kin

- количество пар элементов фрагмента с единичными значениями (в описываемом ниже примере это 5ю).

Значение Wm формируется в счетчике 64 блока 6, a Wy - в счетчике 66 блока 7, причем КНф формируется за счет импульсов, поступающих с выхода 97 переключателя 73-5 (пока триггер 57 находится в О), a Kin

- за счет импульсов, поступающих с выхода 96 упомянутого переключателя через элемент И 59.

С включением питания генератор 85 начинает вырабатывать импульсы прямоугольной формы. С нажатием кнопки 86 замыкаются ее контакты 88. Появляющиеся в результате этого на выходе 89 импульсы устанавливают в исходное состояние О триггеры 91 переключателей 73-1 и 73-6, счетчики 74, 75 блока 9, счетчик 70 блока 8, регистры 51-53 блока 2, регистр 61 блока 5, триггер 57 блока 4 и счетчики 64, 66 блоков 6, 7 (на фигурах схема установки О не показана). Исходное состояние триггеров 91 переключателей 73-2-73-5 безразлично.

С отжатием кнопки 86 размыкаются ее контакты 88 и замыкаются контакты 87. В результате прекращается поступление импульсов на выход 89 формирователя 72, но появляются они на его выходе 90. Первый из них, появившись на выходе 96 переключателя 73-1, поступает на выход 10 блока 9, на вход 95 переключателя 73-2 и на вход 94 переключателя 73-1. С выхода 10 указанный импульс поступает на вход 11 установки блока 1, что приводит к стиранию предыдущей информации во всех его фотоприемных элементах и заряду их емкости. В дальнейшем под действием света, падающего на блок 1, происходит разряд емкости соответствующих фотоприемных элементов. Остаточный заряд указанной емкости характеризует количество оптической энергии, воспринятой данным фотоприемным элементом. По заднему фронту импульса с выхода 96 переключателя 73-1 происходит установка в О триггера 91 переключателя 73-2.

Второй импульс с выхода 90 формирователя 72 проходит на выход 97 переключателя 73-1 и далее с выхода 96 переключателя 73-2 поступает на выход 12 блока 9, на вход 95 переключателя 73-3, на вход 98 переключателя 73-2. С выхода 12 данный импульс поступает на вход 13 блока 8 и далее на управляющий вход дешифратора 71 и на счетный вход счетчика 70 (фиг. 8). Так как исходное состояние последнего соответствует О, то под действием импульса на управляющем входе на нулевом выходе дешифратора 71 формируется импульс, который через выход 14 поступает на соответствующий управляющий вход 15 блока 1. Это приводит к доразряду емкостей первого столбца фотоприемных элементов и формированию соответствующих амплитуд видео- импульсов на выходах 17 блока 1, т.е. к считыванию информации с его первого столбца фотоприемных элементов. При этом импульс с входа 98 переключателя 73- 6, появившись на его выходе 96, поступает на вход разрешения записи регистра 52 (фиг. 2) и осуществляет запись в его N младших разрядов указанную информацию (в устройстве собственно изображение кодируется 1, а фон - О).

По заднему фронту импульса на счетном входе происходит добавление 1 в счетчик 70, а по заднему фронту импульса с выхода 96 переключателя 73-6 происходят установка в О триггера 91 переключателя 73-1 и установка в 1 триггера 91 переключателя 73-6. Кроме того, по заднему фронту импульса с выхода 96 переключателя 73-2 происходят установка в 1 триггера 91 данного переключателя и установка в О триг- гера 91 переключателя 73-3.

Третий импульс с выхода 90 формирователя 72 снова проходит на выход 96 переключателя 73-1 и далее с выхода 10 блока 9 поступает на вход 11 установки блока 1 (в устройстве реализован вариант работы блока 1 - установка перед считыванием каждого столбца). Это вновь приводит к стиранию всей предыдущей информации, хранящейся во всех фотоприемных элемен- тах, и заряду их емкости.

В дальнейшем аналогично предыдущему под действием световой энергии, падающей на блок 1, происходит постепенный разряд указанной емкости соответствую- щих фотоприемных элементов. Остаточный заряд емкости каждого фотоприемного элемента характеризует количество воспринятой им оптической энергии.

По заднему фронту импульса с выхода 96 переключателя 73-1 происходят установка в О триггера 91 переключателя 73-2 и установка в 1 триггера 91 данного переключателя.

Четвертый импульс с выхода 90 форми- рователя 72 проходит на выход 97 переключателя 73-1 и далее с выхода 96 переключателя 73-2 поступает на выход 12 блока 9, на вход 98 переключателя 73-6, на вход 95 переключателя 73-3 и на вход 94 переключателя 73-2.

С выхода 12 блока 9 данный импульс поступает на вход 13 блока 8 и далее на управляющий вход дешифратора 71 и на

счетный вход счетчика 70. Так как в последнем хранится код 1, то под действием импульсов на управляющем входе на единичном выходе дешифратора 71 формируется импульс, который через выход 14 поступает на соответствующий вход 15 блока 1. Это приводит к доразряду емкостей фотоприемных элементов второго столбца и формированию соответствующих амплитуд видеоимпульсов на выходах 17 блока 1, т.е. к считыванию информации с его второго столбца фотоприемных элементов. При этом импульс с входа 98 переключателя 73- 6, появившись на его выходе 97, поступает на вход разрешения записи регистра 51 и осуществляет запись в его N младших разрядов указанную информацию.

По заднему фронту импульса на счетном входе происходит добавление 1 в счетчик 70, а по заднему фронту импульса с входа 96 переключателя 73-2 происходят установка в 1 триггера 91 данного переключателя и установка в О триггера 91 переключателя 73-3.

Пятый импульс с выхода 90 формирователя 72. пройдя через переключатели 73-1, 73-2, поступает на вход переключателя 73-3 и далее с его выхода 96 опрашивает элементы И 78, 79 на другие входы которых поступают сигналы с выхода 26 блока 3 анализа фрагментов изображения. Последний производит логический анализ значений элементов bi-bg фрагмента изображения. При этом возможны следующие типы конфигураций фрагментов.

Центральный элемент фрагмента лежит вне изображения, т.е. , а значение остальных элементов любое.

Центральный элемент фрагмента лежит внутри изображения, т.е. ... .

Центральный элемент фрагмента представляет собой точечное изображение, т.е. , ... .

Центральный элемент фрагмента является граничным, т.е. и по крайней мере два из смежных элементов имеют значение 1 (кроме случая ... ).

Возможные конфигурации граничных фрагментов приведены на фиг. 16.

Очевидно, что если конфигурация фрагмента соответствует одному из первых трех типов, то его угол ориентации является неопределенным, поэтому сточки зрения вектора он не имеет смысла. Исходя из этого предлагаемое устройство обрабатывает лишь фрагменты четвертого типа. т.е. граничные фрагменты. Если фрагмент соответствует одному из первых трех типов, то

хотя бы на одном из входов элемента И 56 действует сигнал О, в связи с чем оказывается запертым элемент И 79 и подготовленным элемент И 78.

В данном случае, если подготовлен элемент И 78, пятый импульс с выхода 96 переключателя 73-3 проходит на вход 95 переключателя 73-4 и устанавливает его триггер 91 в состояние О. В итоге шестой импульс с выхода 90 формирователя 72, пройдя через переключатели 73-1, 73-2, 73- 3, поступает на вход 98 переключателя 73-4 и далее с его выхода 96 поступает на вход 95 переключателя 73-5, на вход 94 переключателя 73-4, на счетный вход счетчика 74 и на выход .23 блока 9. По заднему фронту этого импульса происходит сдвиг информации в регистрах 51-53 на один разряд вниз, добавление 1 в счетчик 74, переключение триггеров 91 переключателей 73- 3, 75-5 в состояние О и триггера 91 переключателя 73-4 в состоянии 1. В итоге на входы 24 блока 3 оказываются подведен- ными значения элементов следующего фрагмента изображения и блок 3 выдает на выход 26 результат анализа этого фрагмента.

Седьмой импульс формирователя 72, пройдя переключатели 73-Т, 73-2, поступает на вход 98 переключателя 73-3 и с его выхода 96 вновь опрашивает элементы И 78, 79. Если анализируемый фрагмент вновь соответствует одному из первых трех типов, то вновь оказывается подготовленным элемент И 78, указанный импульс проходит через него и устанавливает в О триггер 91 переключателя 73-4. В дальнейшем сдвиг информации на один разряд в регистрах 51-53, добавление Г в счетчик 74, установка в О триггеров 91 переключателей 73-3, 73-5 и установка в 1 триггера 91 переключателя 73-4 повторяются и весь цикл анализа фрагмента начинается снова. Если при этом оказалось, что фрагмент соответствует четвертому типу, т.е. является граничным, то седьмой импульс формирователя 72 проходит уже через элемент И 79 и далее на выход 32 блока 9, на вход 95 переключателя 73-5 и на вход 94 переключателя 73-4. В результате происходят запись значений смежных элементов граничного фрагмента в регистр 61 блока 5, установка в 1 триггера 91 переключателя 73-4 и установка в О триггера 91 переключателя 73-5. Одновременно импульс на входе 30 блока 5 через элемент ИЛИ 63 записывает первую 1 в содержимое счетчика 64 (доля элемента ). При этом, так как элементы И 58, 59 заперты, триггер 57 блока 4 и счетчик 66 блока 7 не изменяют своего состояния.

Восьмой импульс формирователя 72, пройдя переключатели 73-1-73-4, поступает на вход 98 переключателя 73-5 и с его выхода 96 проходит на выход 38 блока 9 (старший разряд счетчика 75 находится в О) и далее на вход 35 блока 4. При этом предположим для определенности, что в регистре 61 хранится фрагмент, приведенный на фиг. 13, т.е. и .

К моменту прихода импульса на вход 35 блока 4 на его входе 33 действует сигнал , а на входе 34 - сигнал . В итоге элемент И 58 оказывается запертым, а элемент И 59 открытым и импульс с его выхода

проходит на счетный вход счетчика 66 и записывает в него первую Г.

По заднему фронту восьмого импульса триггера 91 переключателя 73-5 устанавливается в состоянии 1.

Девятый импульс формирователя 72 появляется уже на выходе 97 переключателя 73-5 и далее через подготовленный элемент И 68 (триггер 57 блока 4 находится в исходном состоянии О) и элемент ИЛИ 69 записывает вторую 1 в содержимое счетчика 66. По заднему фронту девятого импульса в счетчик 75 записывается первая 1.

Десятый импульс формирователя 72 аналогично добавляет третью 1 в счетчик

66 и вторую t в счетчик 75, Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает информацию в регистре 61 блока 5 на один разряд вверх и переключает триггеРЫ 91 частей 73-4 и 73-5 соответственно в состоянии 1 и О. Так как , то в результате сдвига информации в регистре 61 происходит запись второй 1 в счетчик 64 блока 6 (элемент И 58 блока 4 заперт) и

перезапись значения с младшего разряда регистра 61 через элемент ИЛИ 62 в его старший разряд. Тем самым завершается анализ пары элементов ba, bg фрагмента на предмет наличия его начала и начинается анализ следующей пары элементов - Ьз, Ьа(см. фиг. 13).

Одиннадцатый импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 вновь опрашивает элементы И 58, 59 блока 4. Так

как на его входах 33, 34 действуют соответственно сигналы и 1), то триггер 57 сохраняет свое исходное состояние О, а в счетчик 66 блока 7 добавляется четвертая 1. Одновременно триггер 91 переключате я 73-5 перебрасывается в состояние Г.

Двенадцатый импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя записывает пятую 1 в счетчик 66 блока 7 и третью 1 в счетчик 75 блока 9.

Тринадцатый импульс формирователя 72 аналогично записывает шестую 1 в счетчик 66 и четвертую 1 в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое регистра 61 на один разряд вверх и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состоянии 1 и О. Так как , то в результате сдвига информации в регистре 61 происходит запись третьей 1 в счетчик 64 и перезапись значения с младшего разряда регистра 61 через элемент ИЛИ 62 в его старший разряд.

Четырнадцатый импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 вновь опрашивает элементы И 58, 59 блока 4. Так как на входах 33, 34 последнего действуют соответственно сигналы и , то триггер 57 сохраняет свое исходное состояние О, а в счетчик 66 блока 7 добавляется седьмая 1, Одновременно триггер 91 переключателя 73-5 перебрасывается в состояние.

Пятнадцатый импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 записывает восьмую 1 в счетчик 66 и пятую 1 в счетчик 75,

Шестнадцатый импульс формирователя 72 аналогично записывает девятую 1 в счетчик 66 и шестую 1 в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое регистра 61 на один разряд и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состояния 1 и О. Так как .тов результате сдвига информации в регистре 61 происходит запись четвертой 1 в счетчик 64 и перезапись значения с младшего в старший разряд регистра 61.

Семнадцатый импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 поступает на входы элементов И 58, 59 блока 4. Так как на входах 33, 34 последнего действуют соответственно сигналы и , элементы И 58, 59 заперты и изменения состо- яния триггера 57 и счетчика 66 не происходит. При этом триггер 91 переключателя 73-5 переходит в состояние 1.

Восемнадцатый импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 записывает десятую 1 в счетчик 66 и седьмую 1 в счетчик 75.

Девятнадцатый импульс формирователя 72 аналогично записывает одиннадцатую Н1 в счетчик 66 и восьмую 1 в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое регистра

61 и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состоянии 1 и О, Так как , то в результате сдвига информации в регистре 61 изменения состояния счетчика 64 не происходит, а в старший разряд регистра 61 записывается .

Двадцатый импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 опрашивает элементы И 58, 59. Так как на входах 33, 34

блока 4 действуют соответственно сигналы Ьб-0 и bs-0, изменение состояний триггера 57 и счетчика 66 при этом не происходит, з триггер 91 переключателя 73-5 перебрасывается в состояние 1.

5 Двадцать первый импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 записывает двенадцатую 1 в счетчик 66 и записывает девятую 1 в счетчик 75.

Двадцать второй импульс формировате0 ля 72 аналогично записывает тринадцатую 1 в счетчик 66 и десятую 1 в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое регистра

5 61 и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состоянии 1 и О. Так как , то в результате сдвига информации в регистре 61 изменения состояния счетчика 64 не происходит, а в старший

0 разряд регистра 61 записывается .

Двадцать третий импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 опрашивает элементы И 58, 59. Так как на входах 33, 34 блока 4 действуют соответственно

5 сигналы и , оказывается подготовленным элемент И 58 и запертым элемент И 59. В результате импульс с входа 35 переключает триггер 57 в состояние 1, что приводит к запиранию элемента И 68. При этом

0 импульс через элемент И 59 не проходит и изменения состояния счетчика 66 не происходит. Задним фронтом двадцать третьего импульса формирователя 72 триггер 91 переключателя 73-5 перебрасывается в состо5 .

Переключение триггера 57 блока 4 в состояние 1 сигнализирует об отыскании устройством начала фрагмента.

Двадцать четвертый импульс формиро0 вателя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 поступает на вход 41 блока 7, но, так как элемент И 68 заперт, изменения состояния счетчика 66 не происходит, При этом в счетчике 75 записывается одиннадцатая 1.

5 Двадцать пятый импульс формирователя 72 также не изменяет состояния счетчика 66, но записывает двенадцатую 1 в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое

регистра 61 и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состояния 1 и О. Так как , то в результате сдвига информации в регистре 61 в счетчике 64 записывается пятая 1, а в стар- ший разряд регистра 61 записывается .

Двадцать шестой импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 опрашивает элементы И 58, 59. Так как на входах 33, 34 блока 4 действуют соответст- венно сигналы , , оказывается подготовленным элемент И 59 и в счетчик 66 записывается четырнадцатая 1. При этом триггер 91 переключателя 73-5 переходит в состояние.

Двадцать седьмой импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 не изменяет состояния счетчика 66, но записывает тринадцатую 1 в счетчик 75.

Двадцать восьмой импульс формирова- теля 72 также не изменяет состояние счетчика 66, но записывает четырнадцатую Г в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряжения на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое регистра 61 и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состояния 1 и О.

Так как , то в результате сдвига информации в регистре 61 в счетчик 64 за- писывается шестая Г1, а в старший разряд регистра 61 записывается .

Двадцать девятый импульс формирователя 72 с выхода 96 переключателя 73-5 опрашивает элементы И 58, 59. Так как на входах 33, 34 блока 4 действуют сигналы соответственно , , оказывается подготовленным элемент И 59 и в счетчик 66 записывается пятнадцатая 1. При этом триггер 91 переключателя 73-5 переходит в состояние 1.

Тридцатый импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 не изменяет состояния счетчика 66, но записывает пятнадцатую 1 в счетчик 75.

Тридцать первый импульс формирователя 72 с выхода 97 переключателя 73-5 также не изменяет состояния счетчика 66, но записывает шестнадцатую 1 в счетчик 75. Возникающий при этом перепад напряже- ния на прямом выходе младшего разряда последнего сдвигает содержимое регистра 61 и переключает триггеры 91 переключателей 73-4 и 73-5 соответственно в состояния Г и О. При этом так как , то в резуль- тате сдвига информации в регистре 61 в счетчик 64 записывается седьмая Г. Одновременно переход старшего разряда пятиразрядного двоичного счетчика 75 в состоянии 1 запирает элемент И 76 и подготавливает к пропусканию импульса элемент И 77.

Тридцать второй импульс формирователя 72 с входа 96 переключателя 73-5 проходит через элемент И 77 на входы 46 и 47 считывания блоков 6 и 7, на вход 95 переключателя 73-3, на счетный вход счетчика 74, а вход 94 переключателя 73-5 и на управляющий вход блока 2. В результате этого с блока 6 происходит считывание кода модуля вектора фрагмента (0111) на выходе 49 устройства, с блока 7 - кода угла вектора фрагмента (1111) на выходы 50 устройства, сдвиг на один разряд вниз информации в регистрах 51-53, добавление 1 в содержимое счетчика 74 и переключение в О триггера 91 переключателя 73-3. По заднему фронту тридцать второго импульса формирователя. 72 происходит установка в О счетчиков 64, 66 (на фиг. 6, 7), а также регистра 61 и триггера 57 (на фигурах не показано).

Тридцать третий импульс формирователя 72 появляется на выходе 96 переключателя 73-3. В дальнейшем аналогично вышеописанному происходят анализ очередного фрагмента изображения и формирование соответствующего кода его элемента (если он соответствует четвертому типу). В любом случае процесс заканчивается добавлением 1 в содержимое счетчика 74. С записью в последний N+1 импульсов на его выходе появляется сигнал переполнения, переключающий триггер 91 переключателя 73-1 в состояние Он. В результате очередной импульс формирователя 72 появляется уже на выходе 96 переключателя 73-1 пописанный выше процесс считывания очередного столбца фотоприемных элементов блока 1 и запись их в регистр 51 повторяются (триггер 91 переключателя 73-6 находится в 1, поэтому импульсы повторяются теперь только на его выходе 97). Процесс заканчивается изменением на 1 состояния счетчика 70 блока 8, а в дальнейшем аналогично описанному выше идет формирование кодов элементов считанного столбца.

По завершении считывания всех М столбцов блока 1 и формирования кодов всех Мх х N элементов изображения (кадра) происходят переполнение счетчика 70 блока 8 и его автоматическое обнуление. Сигнал переполнения последнего может быть исполь- зован для различных целей: для сигнализации об окончании работы устройства, для подготовки устройства к формированию кодов элементов следующего кадра и т.п.

Без использования дополнительного оборудования устройство позволяет получать координаты выделяемых кодов. Двоичный код абсциссы элемента изображения формируется автоматически в счетчике 70 блока 8, двоичный код его ординаты - в счетчике 74 блока 9.

Выход старшего разряда регистра 53 может быть использован для передачи информации о воспринятом изображении на другое устройство.

Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков обеспечивает выделение дополнительных признаков элементов изображения, обеспечивая тем самым повышение точности устройства. В отличие от прототипа двумерное изображение представляется в виде матрицы кодов, каждый из которых несет информацию не

только о величине соответствующего фрагмента, но и об его ориентации. Очевидно, что такая информация позволит повысить достоверность и надежность распознавания, увеличить точность определения параметров положения (координаты и угол ориентации) анализируемых изображений. Наиболее целесообразно использование данного устройства в системах, где требуется наиболее полное описание двумерных двухградационных изображений.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1418774, кл. G 06 К 9/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 1594572, кл, G 06 К 9/00, 12.04.88.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в зрительных сенсорах Целью изобретения является повышение точности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок фотоприемных элементов, блок выделения фрагментов изображения, блок анализа фрагментов изображения, блок приема граничных фрагментов изображения, блок, формирования кода модуля вектора, блок синхронизации, введены блок попарного сравнения элементов фрагмента изображения и блок формирования кода угла вектора За счет выделения дополнительных признаков элементов изображения обеспечивается повышение точности устройства. 16 ил

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее блок фотоприемных элементов, блок выделения фрагментов изображения, информационные входы которого соединены с выходами блока фотоприемных элементов, блок анализа фрагментов изображения, входы ко- торого подключены к выходам блока выделения фрагментов изображения, блок приема граничного фрагмента изображения, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами блока выделения фрагментов изображения, блок формирования кода.модуля вектора, счетный вход которого подключен к первому выходу блока приема граничного фрагмента изображения, а выходы являют- ся выходами устройства, блок считывания изображения, выходы которого соединены с управляющими входами блока фотоприемных элементов, и блок синхронизации, первый выход которого подключен к входу установки блока фотоприемных элементов, второй выход соединен с тактовым входом считывания изображения, третий, четвертый и пятый выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему управляющим входам блока выделения фрагментов изображения, шестой выход

5

0 5 0 5 0

соединен с первым управляющим входом блока приема граничного фрагмента изображения, а вход подключен к выходу блока анализа фрагментов изображения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок попарного сравнения элементов фрагмента изображения, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока приема граничного фрагмента изображения, и блок формирования кода угла вектора, управляющий и первый счетный входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока попарного сравнения элементов фрагмента изображения, а выходы являются вторыми выходами устройства, при этом седьмой, восьмой и девятый выходы блока синхронизации соединены соответственно с вторым управляющим входом блока приема граничного фрагмента изображения, упразляющим входом блока попарного сравнения элементов фрагмента изображения и вторым счетным входом блока формирования кода угла вектора, а входы считывания блока формирования кода модуля вектора и блока формирования кода угла вектора подключены к десятому выходу блока синхронизации.

г

ft

гс

И

S3,ЈS

ftT

/J

«

/(

.

№zJ

фи&4

4

66

57

-Ј

t

Фиг

65

т

7/

I

W

73-6

97

Шл

лЬ , w. СЮ1Ю

i

J-

77

J (pЈ/&.&

I

v

f

r$

s;

Lp

M4rtt

«

ч

oo w o

Ю

en &

7

f

1Z LI V °

«fiVffr fcfci 9 ffft о

............ хП . Г.

t jC ч,

. К л/. У. .У. ./../.

Ч| I Т

. «4 ... J ...:... 1 ...

i

4 4. Ч Ч Ч . s

Л. . X . .4 . ч . XL, XX

1

t V

e 0

yf /V J У -О

t/i vr. . /. . ф .

к г Г : i и

I . .

л T L v ,, ,,

. X . X . л . л ГХ /X

Й./«

brmv Ъттт

I