Оптоэлектронное устройство преобра-зОВАНия изОбРАжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G06T3/00 

1

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано при построении инЛормационновЫчислительных машин.

Известны устройства преобразования изображений 1 .

Наиболее близким является волоконнсзоптический преобразователь, содержащий электроннолучевую ; трубку, волоконные световоды и фотоприемные матрицы 2 ,

Недостатком данного устройства явгляется невозможность оперативного изменения видов преобразования изображений вследствие определения вида преобразования изображения расстановкой волоконных световодов.

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей путем оперативного изменения видов преобразования изображений.

Цель достигается тем, что в оптоэлектронное устройство преобразования изображения, содержащее блок управления, связанный с первым входом устройства, введены блок памяти операторов, N-разрядные коммутационные транспаранты, блок оперативной памяти, усилительные транспарантн, элементы проецирования изображения.

светоделительные элементы, мультипли-i каторы, блок памяти операторов связан со вторым входом устройства и N-разрядными коммутационными транспарантами, блок оперативной памяти оптически связан через светоделительные элементы и мультипликаторы с Nразрядными коммутационными транспарантами, выходы первого и N-oro разряда которых соответственно оптически связаны через светоделительные элементы с третьим входом и выходом устройства, блок оперативной памяти оптически связан непосредственно и 5 через элементы проецирования изображения и светоделительные элементы с усилительными транспарантами, которые оптически связаны через элементы проецирования изображения с N-разрядны0 ми коммутационными транспарантами. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема одного элемента усилительного транспаранта; на фиг. 3 - схема одного элемента оптически уп равляемого транспаранта типа латрикс ; на фиг. 4 - транспарант типа латрикс, часть поперечного сечения; на фиг. 5 -.преобразование изображения, пример; на фиг. 6 и 7 операторные поля, с помощью которьгх производится коммутация оптических сигналов для получения заданного изо бражения (фкг. 5 6 ) от исходного изо бражения (фиг. 5 а). Оптоэлектронное устройство преобр эования изображения содержит блок 1 управления i-ia лазерах и транспаранта с памятью, блок 2. памяти операторов построенный на оптически управляемых транспарантах типа латрикс, блок 3 оперативной памяти с источниками све та, построенный на оптически управля емых транспарантах типа латрикс и лазерах, светоделительный элемент в виде полупрозрачного зеркала 4, коллиматор, состоящий из полупрозрачных зеркал 5 и 7 и отражательных зеркал 6 и 8, разрядные коммутационные т-ран /спаранты, построенные на оптически управляемых транспарантах типа латрикс 9-11, элементы формирования спектра изображения в виде сферических линз 12-14, усилительный транспарант на оптически управляемых тран спарантах типа латрикс 15, сферическую линзу 16, полупрозрачные зеркала 17 и 18, отражательное зеркало 19, полупрозрачное зеркало 20, отражательное зерксшо 21, группу коммутационных транспарантов на оптически управляемых транспарантах типа латрикс 22-24, сферические линзы 25-27 усилительный транспарант на оптически управляемых транспарантах типа латрикс 28, сферическую линзу 29, полупрозрачное зеркало 30, группу коммутационных транспарантов на оптически управляемых транспарантах типа латрикс 31-33, сферические линзы 34-36, усилительный транспарант на оптически управляемых транспарантах типа латрикс 37 и 39, сфе рическую линзу 38, На фиг. 1 обозначены: Т - канал связи управления; Р - канал связи операторов; 5вх входной информационный канал СВЯЗИ; SQJJ,) - выходной информационный канал связи; So - сплошной световой поток. Элемент усилительного транспаранта .(фиг. 2) содержит фотоприемник 40 в виде фототранзистора, усилитель 41 на транзисторах, электрод одного злемента (бит) с зеркальной поверхнрстью 42, электрооптический крисфлл типа KTN 43, прозрачный электро , причем P;j - пучок света, являющийся операторным сигналом по коорд натам Х и Y - пучок света, являюгщийся обрабатываемым сигналом по координатам X; и Элемент оптически управляемого транспаранта с памятью типа латрикс (фиг. 3) содержит фотоприемник 45, ячейку памяти на транзисторах 46 электрод одного элемента (бит) 47, электрооптический кристалл 43, прозрачный электрод 49, причем tg- вывод ,предназначенный для обнуления : ячейки памяти.. Часть поперечного сечения транспаранта типа латрикс (фиг. 4) содержит сапфировую подложку 50, слой интегральных схем 51, полученный на эпитаксиальном слое, побитовый электрод с зеркальной поверхностью 52, электрооптический кристалл 53 и прозрачный электрод 54. На фиг. 5 приняты следующие обозна- чения: О - исходное изображение; 8 изображение, которое следует получить в результате преобразования; Ь - изображение, полученное в результате сдвига по вертикали на , где п - число двоичных разрядов, 2 N - число клеток (для данного примера 2 8) и коммутации на правом разряде; 1 - изображение, полученное в результате сдвига по горизонтали на 2 и коммутации на первйм разряде; 9 - изображение, полученное в зультате сдвига по вертикали на 2 и коммутации на втором разряде; е - изображение, полученное в результате сдвига по горизонтали на и коммутации на втором разряде;Ж - изображение, полученное в результате сдвига по вертикали на и коммутации на третьем разряде; Э - изображение, полученное в результате сдвига по горизонтали на и коммутации на третьем разряде. Устройство работает следующим образом. Для подготовки устройства к работе в блок памяти операторов вводятся операторные поля. Кроме того, в блок 1 управления вводится микропрограмма записи и считывания промежуточных преобразований в блок 3 оперативной памяти. После такой подготовки одновременно с запуском блока 1 управле-. НИН вводится исходное изображение S (х, у) на входной канал связи Spx При этом оно размножается с помощью полупрозрачных зеркал 4, 5 и 7 и глухих зеркал 6 и 8 на четыре изображения, первое из которых вводится в блок 3 оперативной памяти и при необходимости записывается на управляемые поверхности коммутационных транспарантов 9-11. Отражение света от управляемой поверхности коммутационного транспаранта будет только в том случае, когда на его управляющую поверхность не проецируется световой поток (т. е. коммутационный транспарант работает в негативном режиме). Таким образом, для преобразования изображения по приводимому примеру нужно проецировать операторные поля (фиг. ба ,5, 6 ) соответственно на управляющие поверхности транспарантов 9-11 . Сдвиги изображений на -2 и по вертикали осуществляются соответственно установками линз 12 и 14. Суммированное изображение от трех транспарантов усиливается усилительным транспарантом 15 и передается на следующую схему для коммутации со сдвигами по горизонтали на +2 аналогичным путем. Операторные поля, проецируемые на коммутационные транспаранты 22-24 изображены соотве ственно на фиг. 6 г , ® Функционирование последующих схем со сдвигами изображения в виде ±S(X, Y) где К - номер разрядов, аналогично функционированию рассмотренных первых. Исключение составляет только то, что в результате сдвига и коммутации на последнем разряде не заполнена одна клетка по координатам X 3 и Y 3 (см. фиг. 53). Для того, чт бы заполнить эту клетку нужно записать изображение 3 (фиг. 5) в блок 3 оперативной памяти и повторить опе рацию сдвига и коммутации на последнем разряде согласно операторным полям, изображенным на .фиг. 75К,3,И. Таким образом, устройство может преобразовывать изображение параллел но в объеме до 10 бит по любым зада ваемым операторным полям и микропрограммам. Функциональные возможности оптического процессора, использующего даннре устройство, значительно расширяются. Формула изобретения Оптоэлектронное устройство преобразования изображения, содержащее блок управления, связанней с первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем оперативного изменения видов преобразования изображений, он содержит блок памяти операторов, N-разрядные коммутационные транспаранты, блок оперативной памяти, усилительные транспаранты, элементы проецирования изображения, светоделительные элементы, мультипликаторы, блок памяти операторов связан со вторым входом устройства и N-разрядными коммутационными транспарантами, блок оперативной памяти оптически связан через светоделительные элементы и мультипликаторы с N-разрядными коммутационными транспарантами, выходу первого и Н-ого разряда которых соответственно оптически связаны через светоделительные элементы с третьим входом и выходом устройства, блок оперативной памяти оптически связан непосредственно и через элементы проецирования изображения и светоделительные элементы .с усилительными транспарантами, которые оптически связаны через элементы проецирования изображения с N-разрядными коммутационными транспарантами. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 11 Катыс Г. П. Оптико-электронная обработка информации. М., Машиностроение, 1973, с. 30, 117. 2. Патент США 3892963, кл. 250-231R, опублик. 1975 (прото.тип) .

Pli

V

-5;49

50

5«

51 32

ig;

а) -

г/ -.

к У-г

п-г фиг.6 ti

i/

гг

S У-г

Й

г/у

л) X

-

х-/

aj -(/г rr-3

e) - X -г

ж)

а) У-г