54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в системах для автоматизирован ного анализа изображений с целью их распознавания и идентификации. Известны различные способы и устройства, предназначенные для считывания изображения. Известен способ применимый для считывания объектов сложной формы, основанный на построч ном сканировании изображения узким лучом, формировании основных видеоимпульсов хорд изображения и дополнительных видеоимпульсов от внутренних замкнутых контуров и впадин по внешнему контуру объектов, заполняющих временные интервалы между основными видеоимпульсами, вьаделении и подсчете сигналов конец объекта 111 Однако этот способ, использующий последовательное считывание изображения с помощью специальных разверты вающих устройств (сканирующих датчиков), характеризуется малой скорость обработки изображения, недостаточной точностью определения, а также необходимостью применения сложной, громоздкой аппаратуры. Наиболее близким по технической сущности к н:зобоотеиин) является способ считывания изображений,основанный на проектировании изображения на поле считывания, формировании сигнала возбуждения поля считывания и информационных сигналов 2 . Устройство (планшет) для осуществления этого способа, содержит подложку, подключенную к шине нулевого потенциала, фоточувствительный и прозрачный слои. Недостатком известного технического решения является ограниченная точность. Это связано с тем, что в планшете реализуется построчное считывание информации. Кроме того, так как возбуждаемая поверхностная звуковая волна подвержена дифракционной расходимости, а поперечные размеры электромеханических преобразователей, велики,то число строк, на которые разлагается проектируемое изображение, мало, известное устройство не позволяет выделять контур изображения, вычислять площади фигур, центр тяжести изображения и т.д. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. Достигается это тем, что на поле считывания дополнительно проецируют изображения параллельных полос, формируют сигнал возбуждения поля считывания в виде тепловой волны вдоль указанных параллельных полос, а информационные сигналы формируют путем фиксации временных интервалов прохождения тепловой волны от точек контура изображения до соответствующего края поля считывания.
Устройство для осуществления этого способа содержит полупроводниковый слой с электронно-фазовым переходом (ЭФП), нанесенный на подложку, тепловой инжектор, установленный вдоль одной из сторон слоя с электроннофазовым переходом, и блок приема сигналов, установленный вдоль противоположной стороны слоя с электронно-фазовым переходом, причем прозрачный слой разделен на полосы, расположенные между тепловым инжектором и блоком приема сигналов.
На фиг. 1 представлена конструкци устройства; на фиг. 2 изображена вольтамперная характеристика отдельного элемента полупроводникового слоя с электронно-фазовым переходом; на. фиг. 3 показан вид поля считывания сверху; фиг. 4 поясняет принцип считывания кривой MN, спроецированной на поле АВСД, фиг. 5 поясняет принцип считывания сложных геометрических .фигур.
Устройство (см. фиг. 1) содержит полупроводниковый слой 1 с ЭФП, фоточувствительный слой 2, прозрачные. проводящие электроды 3, тепловой инжектор 4, блок 5 приема сигналов, разделительную Й1ель 6, контактные площадки 7, нагрузочные резисторы 8, с которых снимаются выходные информационные сигналы. Питающие напряжения и и (J подводятся к соответствующим клеммам устройства.
Слой 1 может быть выполнен,например, из двуокиси ванадия V0,.j, в ней при температуре 68°С происходит фазовый переход, сопровождающийся скачкообразным увеличением проводимости на 4 порядка величины. Слой 2 выполнен из фотопроводника. При освещении проводимость такой пленки изменяется на 3-5 порядков величины. С обеих сторон двухслойной среды 1-2 расположены пленочные электроды 3, на которые подается напряжение 11,2. Блок 5 прием сигналов представляет собой дополнительный пленочный электрод, отделенный от верхнего электрода 3 разделительной щелью 6, ширина которой порядка толщины электрода. Тепловой инжектор 4 выполнен в виде резисторной пленки, которая нанесена непосредственно на пленку VO (эта часть питается напряжением U. ) . Вольтамперн.я характеристика элемента VO-j качественно имеет вид, показанный на фиг. 2, кривая 9. Переключение тока происходит при и и . Величина } уменьшается с ростом исходной температуры и характеристика приобретает вид, изображенный на кривой 10. Такая трансформация Характеристик произойдет и в том случае, когда элемент среды, соседний по отношению к рассматриваемому, переключится, и вследствие выделения джоулева тепла температура данного элемента возрастает.
Пусть и Uj и„, а сопротивление,включенное последовательно с данным элементом, характеризуется нагрузочной прямой .-L. В этом случае одиночный элемент не переключается, но переключается при включенном соседнем элементе. Если же нагрузочная прямая имеет вид U -K-L , то элемент не переключится даже при включенном соседнем элементе, а устойчивая точка переместится из К
0 в К. Пусть теперь последовательное сопротивление является фоторезистором. Если его темновое сопротивление характеризуется прямой u,j-K-L , а при соответствующем освещении со противление уменьшается и описывается прямой U,, то данный элемент переключится при освещении.
Таким образом можно созда ть условия, когда элемент переключится -ТОЛЬКО при одновременном включении
0 соседнего элемента и освещения, но не переключится при раздельном воздействии каждого из факторов.
Устройство согласно предлагаемому способу работает следующим образом.
Освещение производится через маску со щелями, расположенную на плоскости считывания, так что освещенными оказываются прямолинейные дорожки (на чертеже заштрихованы). Ширина дорожки сС порядка толщины пленки VO. Расстояние между дорожками ft выбирается таким, чтобы тепловым взаимодействием между элементами пленки
5 под соседними дорожками можно было пренебречь. Включают напряжение ), с помощью напряжения Щ через резисторную пленку 4 переключают входной периферийный слой пленки VO и вклюQ чгиот освещение дорожек. Вдоль дорожек начнет распространяться тепловой фронт переключения. Когда волна достигнет выходного периферийного слоя, с контактных площадок 7, расположенных на освещенных дорожках в блоке приема сигналов, снимают выходные сигналы. Частью блока приема сигналов являются счетчики временных интервалов, присоединенные к выходам 7 (на фиг. 1 не изображены), Счетчики включаются по сигнсшу от устройства, проектирующего изображение, и выключаются в момент достижения волной возбуждения выходной периферии плоскости считывания, соединенной со счетчиками. В том случае, когда требуется из мерить ординаты кривой (см. фиг. 4) проектируют позитивное изображение кривой (неосвещенное изображение на освещенном фоне) на плоскость считы вания и возбуждают тепловые волны вдоль освещенных дорожек. При этом тепловая волна возбуждения остановится перед неосвещенной кривой. Да лее изображение кривой убирают и од новременно включают блок приема сиг налов , в котором фиксируются и преобразуются в координаты кривой временные интервалы прохождения теплов волны от точек кривой MN до стороны CD. Для выделения контуров изображен любой формы (в том числе многокомпо нентных) необходимо определить координаты большого числа точек контура Способ осуществляется в несколько этапов. На первом этапе как и в вышеописанном примере измерения ординат кривой, на плоскость считывания подают позитивное изображение, формируют тепловые волны. Волна возбуждения распространяется по освещенным дорожкам, пока не достигнет контура изображения или выходной периферии плоскости считывания. После этого изображение убирают и вдоль каждой вертикали измеряют величину от этого контура до СО (см. фиг. 5а). На втором этапе все повторяют до тех пор, пока волна возбуждения не достигнет контура, выделенного на первом этапе, затем позитивное изображение заменяют на негативное, волна возбуждения достигает контура, изображенного на фиг. 56. После этого всю пленку Освещают и включают источ ники тепловых импульсов. В результате измеряют расстояние , i ,n от этого контура до СО. На третьем этапе все повторяют до тех пор, пока волна возбуждения достигнет контура, выделенного на втором этапе. Затем негативное изображение заменяют на позитивное и измеряют величины , i 1,n, от этого контура до CD. На следующих этапах аналогично выделяют контуры, показанные на фиг. 5в,г,д,е и измеряют di, i 1,n, К 4,5,6. Процесс останавливают, когда очередным выделенным контуром окажется CD (все показания счетчиков равны нулю) Совокупность значений dij , i 1,п, j 1,2m (где 2m - наибольшее число пересечений контура изображения с не которой освещенной дорожкой х х) образует матрицу D (d,-.,), полностью описывающую контур фигуры. Реализация параллельного считывания изображений обеспечивает значительные преимущества изобретения перед известными техническими решениями, а именно повышение скорости обработки изображения, точности и упрощение аппаратуры. Устройство позволяет определять координаты кривых, выделять контуры изображений любой формы (многосвязных, многокомпонентных), вычислять площади, подсчитывать число компонент, определять центр тяжести изображений и т.п. Формула изобретения 1.Способ считывания изображения, основанный на проецировании изображения на поле считывания, формировании сигнала возбуждения поля считывания и информационных сигнгшов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, на поле считывания дополнительно проецируют изображения параллельных полос, формируют сигнал возбуждения поля считывания в виде тепловой волны вдоль указанных параллельных.полос, а информационные сигналы формируют путем фиксации временных интервалов прохождения тепловой волны от точек контура изображения до соответствующего края поля считывания. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержсццее подложку, подключенную к шине нулевого потенциала, фоточувствительный и прозрачный слои, отличающеес я тем, что, с целью повышения точнос.ти и быстродействия, оно содержит полупроводниковый слой с электроннофазовым переходом, нанесенный на подложку, тепловой инжектор, установленный вдоль одной из сторон слоя с электронно-фазовым переходом, и блок приема сигналов, установленный вдоль противоположной стороны слоя с электронно-фазовым переходом, причем прозначный слой разделен на полосы, расположенные между тепловым инжектором и блоком приема сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 475636, кл. G 06 К 9/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 507883, кл. G 06 К 11/00, 1974 (прототип).
L.
Un Ui U.-,, V
Фие.
ld2J
