Устройство для нормирования яркости изображения Советский патент 1978 года по МПК G06K9/00 G06K9/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ гие установочные входы которых подключены к одному из выходов распределителя импульсов, другой выход которого соединен с тактовым входом Формирователя тактовой частоты.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для нормирования на фиг.2 - временная диаграмма вычисления вектора нормы; на фиг. 3временная диаграмма нормирования изображения, Устройство содержит распределитель 1 импульсов первый выход которого под ключен к выходу адресного блока 2. Вы ходы адресного блока 2 соединены с ад ресными входами блока 3 памяти и с горизонтальными шинами светоизлучающей матрицы 4, Числовые входы блока памяти 3 связаны с соответствуюгдими входами квадратора 5, к выходам которого подключены входы сумматора 6,свя ванного через функциональный генератор 7 со входами управления формирова теля 8 тактовой частоты. Тактовый вхо формирователя 8 соединен со вторым вы ходом распределителя/ а выход - с так товыми входами счетчиков 9, число которых равно числу столбцов матрицы. Входы управления счетчиков подключены к выходамблока памяти. Выходы счетчи ков соединены со входами установки ну ля триггеров 10, входы установки единиц которых связаны с третьим выходом распределителя, а их выходы подключены к вертикальным шинам матрицы. Устройство предназначено для нормирования сложных полутоновых изображений, содержащих, например. 1024 эле мента (32 строки и 32 столбца) с числом градаций яркости каждого элемента paBHbiiM В, поэтому квадратор может быт выполнен в виде устройства с табличным возведением в квадрат трех разрядных двоичных чисел. Квадрат яркости кодируется шестираэрядным: двоичным числом. Сумматор б - цифровой,две надцатйразрядный, накапливающего типа . Цепи суммирования необходимы толь ко в шести младших разрядах сумматора, а старшие разряды содержат лишь цепи переноса. Разрядность сумматора выбрана по статистическим данным распределения яркости элементов изображения. Формирователь и счетчики выполнены в виде двоичных счетчиков с переменным коэффициентом пересчета. Функциональный генератор выполнен в виде цифрового функционального преобразователя, реализующего метод кусочной линейно-ступенчатой аппроксимации функции У I . Он содержит шифраторы для кодирования координат и Xgj узловых точек функции У(Х) и цифрово-аналоговое устройство для определения приращений Д У в интервале между двумя узловыми точками. Выходной код генератора формируется --( ПО формуле Yi orS{S-%i)r где К I - коэффициент наклона аппроксимирующей функции на I -и интервале разбиения аргумента X. Устройство для нормирования яркости изображения работает следующим образом. Распознаваемое изображение поэлементно вводится в устройство и нормируется по яркости в два этапа. На первом этапе (фиг.2) коды яркостей Z, элементов изображения в виде трех-разрядных двоичных комбинаций где а, BJ и с; - двоичные цифры, последовательно вводятся в блок памяти, а в блоках 5,6 и 7 в процессе ввода вычисляется норма этого изображения У У Х Z . Появлению кода яркости Zj каждого элемента предшествует синхроимпульс СИ (фиг.2), поступающий на вход распределителя. Число си подсчитывается в распределителе, управляющем адресным блоком. Этот блок указывает номер той ячейки..блока .памяти, в которую доля1ён.,быть aanWc&H код Z } В , блоке 3 памяти ;6о:ичные весовые коэффициенты а , ;в ;. и С J кода Z ; записываются в трех смежных строках, так что каждой строке кадра изображения соответствуют три строки запоминающей матрицы блока памяти 3. Если исходное изображение имеет размерность 32x32 элемента, каждый из которых кодируется трехразрядным двоичным кодом,; то размерность матрицы блока памяти 3 будет 96x32. Трехразрядные коды Z ; поступают и на вход квадратора, на выходе которого появляются шестиразрядные коды чисел Z.| (фиг.2). Б сумматоре накапливаются частичные суммы Xj квадраторов яркостей Z f а после ввода последнего элемента изображения в сумматоре луется полная сумма квадратов X Cj2| Код X поступает на вход генеpaTOJpa, на выходе которого через некоторое время появляется код числа У 1//)Гу обрат но пропорционального норме изображения. На этом заканчивается первый этап нормирования, и с этого момента начинается построчное экспонирование изображения светоизлучающей матрицей при одновременном нормировании длительности свечения каждого элемента в соответствии с нормой изображения, вычисленной на первом этапе Н-а втором этапе на вход распределителя поступают 96 синхроимпульсов СИ (фиг.3), используемых для вызова строк матрицы блока памяти в естественном порядке. При этом коды яркости; элементов изображения передаются из блока гтамяти в счетчики. После каждых трех СИ в триггеры подается импульс Уста новка 1 (фиг.З) и с этого момента начинается счет тактов в счетчиках, причем тактовая частота является функ цией от кода У, который.с выхода гене ратора подан на входы управления формирователя 8. На тактовый вход формирователя 8 из распределителя непрерыв но поступают тактовые импульсы стабил ной частоты Гд . Коэффициент деления тактовой частоты формирователем пропорционален коду У, поэтому период Т повторения импульсов на выходе формирователя также пропорционален числу У Каждый счетчик отсчитывает число тактов, равное значению Zj поэтому импульсы на выходах счетчиков появляются не одновременно и возвращают тригг ры в нулевое состояние. Время пребыва ния j -го триггера в единичном состоя нии определяет длительность экспозиции j-го элемента вызванной строки изобра жения, так как триггеры связаны со столбцами матрицы (фиг.1 и 3). Таким образом, время свечения i -го элемента изображения. ..., ГТ514 а т.е. оказывается нормированным по среднеквадратичной яркости элементов, вычисленной по всему полю изображения Благодаря тому, что предложенное устройство для Нормирования выполнено полностью на цифровых элементах, а норма изображения вычисляется с точ ностью до 12-го двоичного разряда,оно значительно превосходит известное устройство по точности нормирования. При этом (по сравнению с прототипом) отпадает необходимость в наладке и подгонке элементов (взвешенных резисторов) и достигается высокая стабильность работы устройства в широком диапазойе температуры окружающей среды. Кроме того, применение цифровых микросхем большой степени интеграции обеспечивает более высокую надежность работы и меньшие габариты, чем у прототипа. Благодаря построчной обработке изображения расширяется класс распознаваемых изображений, снимаются ограничения ,на размерность изображения и обеспечивается возможность нормирования сложных изображений с большим числом элементов разложения. При этом сложность устройства вычисления нормы не зависит от размерности изображения, а число элементов управления длительностью экспозиции растет пропорционально корню квадратному из числа элементов разложения, в то время как в известном устройстве число квадраторов и исполнительных блоков прямо пропорционально числу элементов разложения . Возможность нормирования сложных полутоновых изображений существенно расширяет область применения предложенного устройства. Формула изобретения Устройство для нормирования яркостей изображения, содержащее светоизлучающую матрицу, распределитель импульсов, подключенный ко входу адресного блока, счетчики, выходы которых подключены к одним из установочных входов триггеров, блок памяти и квадратор, выходы которого соединены со входами сумматора , отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно срдержит последовательно соединенные функциональный генератор и формирователь тактовой частоты, выход которого подключен к тактовым входам счетчиков, выходы адресного блока соединены с горизонтальными шинами светоизлучающей матрицы и адресными входами блока памяти, информационные -входы которого подключены ко входам квадратора, а выходы - ко вховходам управления счетчиков; вертикальные шины йветоизлучающей матрицы соединены с выходами триггеров, другие установочные входы которых подключены к одному их выходов распределителя импульсов, другой выход которого соединен с тактовым входом формирователя тактовой частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1-. Патент Великобритании 1325748, НКИ Q 4 и, 1973. 2.Патент США I 3784981, НКИ 3401463, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР 204690,кл. q 06 К 9/00, 1968.