ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Советский патент 1971 года по МПК G02F3/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и оптоэлектронике и может быть использовано ДЛЯ решения некоторых логически.х операций (конъюнкция, дизъюнкция и др.) над и-Мпульсными последовательностями, разнесенными во времени (например, над последовательными телевизионными двоичными сигналами). Такие задачи могут встретиться при построении систем классификации объектов по признакам, которые анализируются методом последовательного перебора. Анализируюн1;ая система в этом случае работает с телевизионным сканирующим датчиком, который нериодически воспроизводит видеосигнал анализируемого изображения, или с оперативным заноминающим устройством (например, видеомагнитофоном). При каждом акте воспроизведения исследуется один какойнибудь признак. Информацию о наличии этого признака в некоторых точках изображения необходимо запомнить, а затем сравнить с информацией о наличии других признаков.

Известно логическое устройство, содержащее передающую телевизионную трубку, генераторы разверток, видеоусилитель и блок питания.

Это позволяет расширить функциональные возможности устройства.

На фиг. 1 показана схема логического устройства; на фиг. 2 - диаграммы, ноясняющие работу видикона.

Логическое устройство содерл ит передающую телевизионную трубку / типа видикона и блоки, обеспечивающие режим его работы: генераторы разверток н блок питания 2. Управляющий электрод подключен к импульсному формирователю 3, на который через коммутатор 4 поступает входная импульсная последовательность или прямо с буферного каскада 5, или нрощедшая схему «НЕ 6. Сигнальная пластина видикона нодключена к видеоусилителю 7, на выходе которого включен ключевой каскад 8 и схема «НЕ 9. Чтобы обеспечить требуемую засветку мищени видикона в схему введен блок 10 управляемой импульсной засветки. Решение той ИЛИ иной логической операции обеспечивается блоком // выбора логической операции, который синхронизируется от внещнего источника импульсной последовательности и управляет работой коммутатора 4, каскада 8 и блока 10.

Перед записью первой последовательпости мишепь видикона засвечивается световым импульсом, генерируемым блоком 10.

Мишень равномерно заряжается до потенциала UB , определяемого импульспым световым потоком и индивидуальными особенностями мишени.

На все электроды видикона, кроме управляюш;его, с помошью блока питания 2 задаются .потенциалы, соответствуюш,ие оптимальному оел-симу с коммутацией пучком медленных электронов. По управляю цему электроду видикон заиерт.

При подаче на управляющий электрод первой последовательности импульсов U в.(фиг. 2, а), которые предварительно стандартизуются по амплитуде, на мишени трубки возникает потенциальный рельеф И н (фиг. 2, б) вследствие модуляции электронов сканируюш;его пучка по плотности. С помощью импульсного формирователя 3 амплитуда входных импульсов выбирается такой, чтобы обеспечивалось полное отпирание трубки. В таком работы ток пучка имеет импульсный характер.

. finop t при UB - и о при f/Bx о

Такой же характер носит и ток сигнальной пластины /вых (фиг. 2, б), inopt - оптимальпое значение тока пучка, обеспечивающее практически полное считывание потенциала мишени.

Следующая последовательность импульсок вх2 (см. фиг. 2, г) подается на управляющий электрод видикона, на мишени которого сохраняется потенциальный рельеф от предыдущей записи (f/Mi , фиг. 2, б). Выходной ток в цепи сигнальной пластины протекает только в том случае, если t/вх 2 Ь и при этом сканируется элемент мишееи, имеющий Uы ивВ результате выходной ток вых а соответствует логической операции «отрицание импликации, т. е.

iflbix 2 - вх 2 1

(см. фиг. 2, д,

а оставшийся потенциальный рельеф - опе рацип «отрицание дизъюнкции

и,а t/Bx 1 / i/Bx 2 (см. фиг. 2, е).

Этот .потенциал может быть считан во время специального цикла считывания. Если сигнал пропустить через схему «НЕ 9, то могут быть получены логические операции

дизъюнкцияt/вых f/BX 1 V 2

цикла считывания, если вторую иоследовательность подавать на управляющий электрод через схему «НЕ 6 (см. фиг. 2, ж) Ов.ч t/Bx2В этом случае

вых Rtt-iaa 1 V вх 2(СМ. фиГ. 2, З)

(см. фиг. 2, и.

UM 1 t/BX 2 - Ьвх 1

При решении операции конъюнкции необходимо иервую иоследовательность перед записью пропустить через схему «НЕ 6 (см. (фиг. 2, к, и ах вх 1 ), а вторую иодавать прямо. Это позволяет иолучить вывод, что в данном случае

f/вых lAt/Bx2 - КОНЪЮНКЦИЯ

(см. фит. 2, л), а

Омз LBX 1 t/Bx 2 - отрицание импликации

(см. фиг. 2, м).

При использовании схемы «НЕ 9 получаем

вых t/Bx 1 л t/BX 2 t/Bxl/f/Bx2 - ОПераЦИЯ

Шеффера или

t/вы.ч t/BX 1 - 2 - импликация.

Если иеобходимо рещать конъюнкцию от пескольких последовательностей t/B.x i, f/вх 2, ..., и вх (конъюикция соответствует пересечению последовательностей, т. е. ищет часть, общую для всех), то результат коиъюнкции

двух .первых последовательностей может быть оставлен на мищени. Затем носле заниси третьей последовательности сохраняется результат конъюнкции трех последовательностей и т. д. При записи последней последовательпости считывается общая конъюнкция. Для сохранения на мищени результата конъюнкции все последовательности, кроме последней, перед записью пропускаются через схему «НЕ 6. Для случая двух последовательностей это соответствует получению потенциального рельефа

Ум2 t/Bx 1 Л 2(см. фиг. 2н).

При записи .последней из п последовательностей она минует схему «НЕ, поэтому

(/вых- ((. . .((вх 1 л 2 )) л f/BX 3 ) л

„

/...Af/BX«...))/ t/BXi. i

С помощью описанного устройства могут быть решены и более сложные логические

фупкции с несколькими последовательностями.

Перед решением каждой новой логической фуикции необходимо засветить мишень видикона. В качестве элемента, генерирующего световой импульс засветки, следует использовать электролюминесцентные панели, обладающие рядом преимуществ по сравнению с известными механическими устройствами засветки (обтюраторами) или с лампами-вспышками. Разработанные в настоящее время папели

быстродействии, легко управляемы, питаются от низковольтных источников напряжения и имеют малые размеры. Блок выбора логической операции, представляющий собой импульсное устройство, которое генерирует управляющие импульсы синхронно с работой внешнего источника имнульсов, управляет работой коммутатора 4, ключевого каскада 8 и блока импульсной засветки 10. Ключевой каскад 8 отпирается при считывании результата логической операции.

Таким образом, при использовании запоминающих свойств мишени видикона могут быть вычислены следующие логические операции:

дизъюнкция t/i V Uz,

конъюнкция Hi Л

импликация Lj - t/j;

импликация Uz - ,

отрицание дизъюнкции Hi V /2;

отрицание конъюнкции или

операция Шеффера U / U., ,

отрицание импликации Ui - f/2

отрицание импликации U - t/i.

При определенной программе работы устройства могут быть вычислены и более сложные логические функции, включающие перечисленные операции, над несколькими импульсными последовательностями,

например, / U .

Аналогичные результаты могут быть получены, если входные сигналы нодавать в катод видикона, используя модуляцию электронов пучка по скорости.

Однако для получения качественной работы устройства сигнал необходимо подавать и на другие электроды трубки (управляющий электрод, анод, фокусирующий электрод), что усложняет устройство в целом. При необходимости сочетать обработку непрерывных сигналов с имнульсными запись по катоду целесообразнее.

При обработке импульсных сигналов описанное устройство имеет несом«енное преимушество. Практически любой видиконный канал при добавлении нескольких импульсных схем может быть использован в качестве логического устройства.

Логическое устройство работает при подаче импульсных сигналов, однако оно может быть использовано при изучении ненрерывных сигналов, например при поиске некоторых характеристик изображений. В этом случае импульсный формирователь представляет собой

.пороговую схему с переменным порогом, причем входпой сигнал долнсен периодически воспроизводиться с помощью какого-нибудь запоминающего устройства.

Вместо видикона может быть использована передающая трубка другого типа, например суперортикон.

Предмет изобретения

Логическое устройство для обработки изображеиий, содерлсащее передающую телевизиопную трубку, например видикон, генераторы разве;ртО|К, видеоусилитель и блок литання, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей оно донолть

тельно содержит импульсный формирователь, соединенный с управляющим электродом трубки; ключевой каскад, включеппый на выходе видеоусилителя; блок .им нульсной засветки мишени и бл.ок выбора логической функции, связанный с ключевым каскадом и блоком засветки; буферный входной каскад; коммутатор, соединенный со входом импульсного формирователя, и две схемы «НЕ, причем одна из них связана с буферным каскадом и нервым входом коммутатора, второй вход которого соединен непосредственно с буферным каскадом, а другая схема «НЕ подключена к выходу ключевого каскада.