Многоканальный аналого-цифровой преобра-зОВАТЕль Советский патент 1981 года по МПК G02F7/00 

I

Изобретерне относнтся к оптоэлшстронике.и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-вычислительных машинах и в измерительных системах.

Известны многокана41ьные аналогоцифрошле преобразователи l. Их недостатком является невозможность параллельного преобразования больших массивов информации, например изображений.

, По основному авт.св. № 742855 известен -многоканальинй аналого-цифровой преобразователь, содержащий источники световых эталонных сигналов и сигналов считывания, схемы формирования и парафазного преобразования разрядов числа, причем схема формирования разрядов числа содержит для каждого разряда три оптически управляемых транспаранта, вход записи первого управляемого транспаранта и вход считывания второго управляемого транспаранта соединены с выходом третьего

управляемого транспаранта схемы фсф: мирования предьщучего старшего разряда, источники эталонных сигналов соединены со вxoдa я считывания первого и третьего транспарантов, нлхо- ды первого и второго транспарантов через эталон1ше сигналы .соединешл со входом записи третьего транспаранта, а выход первого транспаранта соединен со входом записи второго,

0 источник считывания каждого разряда числа соединен со входом считывания второго транспаранта, к выходу которого посредством сигнала считывания присоединена схема пара5фазного преобразования разряда числа.

Недостатком его являются ограниченные функциональные воз южности,

Цель изобретения - расширение . функциональных возможностей за счет выполнения опергидай поиска максимума интенсивности в преобразуеьвлх изображениях. Поставленная цель достигается тем что аналого-цифровой преобразователь дополнительно содержит для каждого разряда числа схему селекции максимума, состоящую из полупрозрачного зеркала, линзы, оптически управляемо го модулятора и коммутационного оптически управляемого транспаранта, управляемая поверхность которого включена между входом считывания вто рого управляемого транспаранта схемы формирования данного разряда и выходом схемы формирования предьщущего разряда., при этом управляющий вход модулятора через полупрозрачное зеркало и линзу связан с выходом первого управляемого транспаранта схемы формирования, а управляемый выход мо дулятора связан с управляющим входом коммутационного транспаранта. На фиг, 1 представлена структурна схема преобразователя; на фиг. 2 оптическая схема формирования 1 -го разряда числа; на фиг. 3 - пример распределений интенсивности во входном изображении и в выходных сигналов первых четырех разрядов; на фиг. 4 - процесс селекции глобального максимума интенсивности. Схема преобразователя содержит ис точник световых сигналов 1, кодирующие схемы формирования разрядов числ 2-4, схемы селекции максимумов 5-7 и схемы парафазного преобразования 8-10. На фиг. 1 S - интенсивность вход ного изображения в плоскости (х; у); Р Р-( 2 2 И бинарные световые сигналы, содержащие парафаз ный код преобразованного изображения г - световой импульс считывания кода g.. . g - коммутирующие пучки света; SQ . S,( - эталонные коллимированные световые потоки. М - световой пучок положение которого в выходной плоскости схемы характеризует место нахождения глобального максимума интенсивности. Схема формирования - -го разряда преобразователя содержит полупрозрач ное зеркало 11, глухое зеркало 12, первый оптически управляемый транспарант 13, имеющий характеристику линейного усилителя с порогом, полупрозрачное зеркало 14, глухое зеркало 15, полупрозрачное зеркапо 16, линзу 17, управляемый световыми сигналами модулятор 18, оптически упра яемый транспарант 19 с хаоактерисикой инвертора контраста, коммутаионный оптически управляемый трансарант 20 с характеристикой инвертоа и усилительный оптически управяемый транспарант 21 с ли-нейной хаактеристикой без порога. Схема парафазного преобразования для каждого разряда содержит прозрачное зеркало 22, зеркапо 23, полуоптически управляемый транспарант 24 с характеристикой триггера Шмидта и оптически управляемый транспарант 25. с характеристикой инвертора. На фиг. 2 Г;.-- выходное изображе1ше 1 I -го разряда; Q-- части изображения R., интенсивность в которых превышает порог С: характеристики транспаранта 13 (обозначен пунктиром на фиг. 3 и 4). GJ- части изображения RY интенсивность в которых ниже С.. Для подготовки преобразователя к работе включается источник света 1 и устанавливаются световые потоки SQ , , д f, , Для преобразования входного I .изображения , у) в числовые коды и дпя определения положения глобального максимума изображение S поступает на Кодирующую схему 2 самого старшего первого разряда (.R.-S). При этом изображение R с помощью полупрозрачного и Глухого зеркал 11, 12 проецируется науправляющую , поверхность порогового транспаранта 13 и на управляемую поверхность коммутационного транспаранта 20 на управляющую поверхность которого постоянно подается световой пучок с. Порог характеристики управляемого транспаранта 13 в схеме первого разряда имеет величинуС.-5,, где5 умаксимально допустимая интенсивность Преобразуемого изображения, Интенсивность эталонного светового пу%ка S выбирается такой, чтобы отраженный световой сигнал на выходе транспаранта 13 был равен (S-c sic 1 о H/TlL S С Т.е. сигнал на выходе транспаранта 13 отличен от нуля только в областях Q. Этот сигнал через зеркала 14 и 15 подается на усилительный транспарант 21 . Часть интенсивности сигнала с выхода транспаранта 13 через зеркапа 5 11, 12 и коммутационный транспарант 20 проецируется на управляющий вход второго транспаранта 19, в результа/те чего сигнал в области Q на выходе транспаранта 19 отсутствует. Таким образом, отраженный сигнал на выходе транспаранта I9 отличен от нуля толь ко в области G.. Этот сигнал также подается на вход усилительного транс паранта 21, с выхода которого сигнал поступает в схему формирования следу щего младшего разряда. Аналогично функционируют все схемы формирования разрядов числа. Аналитически процесс формирования кода может быть описан следующим образом Q,(,)K,; к л ц Q,(QUR,-C, ., До . ((Л(, ЧИ а QHUR,K)-C2,0 QV,-- CQH-I V-I%H) ,(Q,.URv,-;Rvi-J H o; hi. 1 2 2 V 2 iV tДля считьшания результатов преобразования световые потоки подаются н все разряды преобразователя. При это в каждом разряде сигналы, отраженные от управляемой поверхности транспара та 19, соответствующие i-ому разря- ду всех чисел в инверсной форме, подаются через полупрозрачное зеркало 22 на управляющую поверхность транспаранта 24 через зеркала 22 и 23 на управляющую поверхность транспаранта 25 о Посредством импульсных сигналов считьшаются все чиЪла Р , Ул , P-j ... РИ, PY, с управляемых поверхностей транспарантов 24 и 25 всех разрядов. Для определения координат глобаль ного максимума исключаются световые пучки К, и подаются световые пучки С} на управляемые поверхности модуляторов 18 всех разрядов. При этом изображение RJ отражается от управляемой поверхности коммутационного транспаранта 20 только в случае отсутствия области изображении (т.е. при R(y) С; при всех х и у светового потока Q соответствующего верхней половине (от пунктирной линии) диаграммы фиг, 6. В противном случае световой поток из области Q через полупрозрачное зеркало 16 и линзу 17 0 поступает на управляемую поверхность модулятора 18 и запрещает отражение светового пучка (J, от управляемой поверхности модулятора 18, что в свою очередь, запрещает отражение изображения R 1 от управляемой поверхности транспаранта 20, так как такое отражение есть только при наличии светового пучка, подаваемого на управляющую поверхность транспаранта 20. Таким образом, выходное изображение от каждого разряда кодирующей схемы определяется равенством CottfU. Я -vwax-Ci О tV 1 u W1C5IX - Ц О Пример селекции максимума показан на диаграмме (фиг. А) ()i Основные узлы -предлагаемого преобразователя проверены в лаборатор- риях кафедры автоматики ЖВТа и оптозлектроники ФИАН СССР. Введение оптических схем преобразования отличает предлагаемой преобразователь от известного увеличением производительности более, чем на два порядка, расширением функциональных возможностей при малом объеме используемого оборудования. Таким образом, схема селекции максимума расширяет функциональные возможности многоканального оптоэлектронного аналого-цифрового преобразователя, позволяя решать с его помощью задачу поиска глобального экстремума интенсивности в обрабатываемых изображениях. Формула изобретения Многоканальный анапого-ци фовой преобразователь по авт.св. № 742855, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных озможностей за счет выполнения опеации поиска максимума интенсивности в преобразуемых изображениях, он ополнительно содержит для каждого азряда числа схему селекции макимума, состоящую из полупрозрачного еркала, линзы, оптически управляемоо модулятора и коммутационного опически управляемого транспаранта,, правляемая поверхность которого вклюена меящу входом считывания второго правляемого транспаранта схемы форирования данного разряда и выходом

схемы формирования предыдущего разряда, при этом управляющий вход модулятора через полупрозрачное зеркало и линзу связан с выходом первого управляемого транспаранта схемы формирования, а управляемый выход модулятора связан с управляющим входом коммутационного транспаранта.

Источники информагии, принятые во внимание при экспертизе

1.Смолов В,Б. и др. Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи информации /Энергия, Л., 1976, с. 314-322.

2.Авторское свидетельство СССР

742855, кл. 9 02 F 7/00, 09.03.78.

Фиг