Устройство для центрирования изображений Советский патент 1982 года по МПК G06K9/32 

Изобретение относится к автоматическому распознаванию зрительных образов, а именно к центрированию считывающих устройств относительно носи теля информации. Известно устройство для центрирования изображений, содержащее оптическую систему, два фотоэлемента, расположенные в фокальной плоскости оптической системы, два колеблющихся зеркала, схему сравнения, генератор, усилитель, сканирующее устройство, причем при колебаниях зеркал неболь шие краевые сегменты изображения отражаются на соответствующие фотоэлементы, выходы которых подключены ко входам схемы сравнения, выход схемы сравнения подключен ко второ.му входу усилителя, к первому входу усилителя подключен выход генератора а выход усилителя подключен ко входу сканирующего устройства fl. Однако данное устройство при наличии разрывов в изображении не обеспечивает правильного центрирования, что существенно сужает область его применения. Известно также устройство для центрирования изображений, содержащее поворотную платформу с расположенными на ней телевизионной трубкой с отклоняющими катушками, фотоэлектрическим блоком вычисления координат центра тяжести изображения, фотообъективами и фотодатчиками с щелевыми масками, блок электропривода поворота платформы, вход которого соединен с выходами фотодатчиков, а выходы через линию задержки с управляющим входом видеоусилителя, включенного между выходом телевизионной трубки и видеоконтрольным и вычислительным блоками, генераторы строчной и кадровой разверток, множительные блоки, первые входы которых подключены к выходам фотоэлектрического блока вычисления координат центра тяжести изображения, вторые входы - к выходам генераторов кадровой и строчной развертки соответственно, а выходы множительных блоков подключены к соответствующим отклоняющим катушкам 2J Известное устройство обеспечивает центрирование и при наличии разрывов в изображении, но отличается значительной сложностью и низким быстроде ствием. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является известное устройство, содержащее бло ки передающих телевизионных трубок, триггеры, ключевые схемы, блок разверток, выходы которого соединены с соответствующими входами ключевых схем и блоков передающих телевизионных трубок, блоки вычитания, входы которых соединены с выходами ключевых схем, преобразователи время - на пряжение, входы которых соединены с выходами блоков вычитания, и блок электропривода, соединенный с выходами преобразователей время - напряжение, причем выходы блоков передающих телевизионных трубок соединены с одними входами триггеров, выходы блока разверток - с другими, а выходы триггеров - с управляющими, входами ключевых схем 3 . Однако устройство является сложным и имеет низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение быст родействия и упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство содержит блок сканирования плоскими лучами и блок форми рования сигналов развертки изображения, одни входы триггеров соединены с выходом блока формирования сигналов развертки изображения, другие входы - с соответствующими выходами блока сканирования плоскими лучами, а прямые выходы триггеров соединены со входами соответствующих преобразователей время - напряжение, выходы которых, соединены с соответствующими входами блока вычитания, подключенно го ко входам блока сканирования .плос кими лучами. На фиг. 1 приведена блок-схема н фиг. 2 - функциональная схема устрой ства для центрирования изображений, Устройство .содержит блок 1 сканирования плоскими лучами, блок 2 формирования сигналов развертки изоб ражения, триггеры преобразовате ли , время - напряжение, блок 11 вычитания, схема 12-13 вычитания. формирователи и 15 плоских лучей, сканаторы 16-17, переотражатели 1819i блок 20-21 запрета, генераторы 2223напряжения развертки, дифференциаторы , синхронизатор 26. В состав блока 2 входят последовательно соединенные фотоприемник, усилитель-ограничитель и схема выделения переднего фронта сигнала развертки изображения. Блоки представляют собой SR-триггеры, Преобразователи 7-10 время - напряжение выполнены в виде интеграторов на основе операционных усилителей. Блок 11 вычитания состоит из двух схем 12 и 13 вычитания, изготовленных на основе операционных усилителей. В формирователях 14 и 15 плоских лучей используются щелевые маски, источники света и цилиндрические линзы. В качестве элементов 16-17 применены высокочастотные электромеханические сканаторы. В качестве переотражателей 18-19 могут быть применены, например, осциллографические гальванометры. Блок 20 запрета, как и схема 21, выполнен на основе аналоговых ключей и триггеров, управляющих этими ключами, на счетные входы которых подаются сигналы с вентилей VD1 и VD3 соответственно. Генераторы 22-23 напряжения развертки представляют собой генераторы напряжения треугольной формы. Дифференциаторы выполнены на основе операционных усилителей. В состав синхронизатора 26 входит автоколебательный мультивибратор, ключевые схемы, распределяющие синхросигналы на генераторы 22, 23, и счетная схема, управляющая работой ключей. Устройство работает следующим образом. Поле зрения устройства развертывается поочередно. Сначала горизонтально ориентированным плоским лучом по вертикали, затем вертикально ориентированным плоским лучом по горизонтали. Указанную очередность сканирования обеспечивает синхронизатор 2б (фиг. 2), управляющий работой генераторов 22 и 23. В момент начала развертки по вертикали на вход З-триггера 3 подается сигнал единицы, формируемый с помощью дифференциатора 24и вентиля VD1. Горизонтально ориентированный плоский луч, сформированный в формирователе И, проецируется на сканатор 1б, который под действием напряжения треугольной формы 59 генератора 22 сканирует по поверхности переотражателя 18. С поверхности последнего плоский луч проецируется на рецепторное поле и осуществляет сканирование изображения по вертикали, смещаясь сверху вниз. В момент пересечения плоским лучом верхней границы контура изображения на выходе блока 2 появляется сигнал, соответствующий переднему фронту си1- нала фотоприемника, который подается на вход R-триггера 3 . Таким образом с выхода триггера 3 снимается импульс длительность которого равна времени хода луча от начала сканирования по вертикали до момента пересечения-с верхней границей контура изображения В блоке 7 происходит преобразование длительности импульса в постоянное напряжение, которое затем запоминается и поступает на первый вход схемы 12 вычитания блока 11. Горизонтально ориентированный луч продолжает двигаться сверху вниз и достигает нижней границы рецелторного поля, что соответствует максимуму напряжения развертки генератора 22. В этот момент подается сигнал единицы через VD2 на вход S-триггера 4 и начинается обратный ход развертки горизонтально ориентированным плоским лучом. В момент пересечения лучом нижней границы контура изображения на выходе блока 2 появляется сигнал, который подается на вход R-триггера . Последний формирует импульс, длительность которого равна времени хода луча от момента начала обратного хода развертки до момента пересечения с нижней границей контура. В блоке 8 происходит преобразование длительности импульса в постоянное напряжение, которое затем запоминается и поступает на второй вход схемы 12 блока 1Т. Напряжение на выходе схемы 12 равно разности входных напряжений и пропорционально смещению изображения по вертикали относительно центра. В момент завершения обратного хода развертки по вертикали с выхода дифференциатора 25 через VD3 на схему 20 запрета поступает сигнал, разрешающий прохождение сигнала .центрирования с выхода схемы 12 на переот706ражатель 18, а также начинается развертка вертикально ориентированным плоским лучом по горизонтали. В результате действия сигнала центрирования переотражатель 18 поворачивается так, чтобы выровнялись расстояния между противолежащими границами рецепторного поля с противолежащими им границами изображения по вертикали. Центрирование по горизонтали осуществляется аналогично с помощью блоков 2, 5, 6, 9. 10, 13, 15, 17, 19, 21, 23 и 25. Быстродействие предлагаемого устройства на два порядка выше, чем у известных. Кроме этого изобретение реализуется с помощью более простых технических средств. Формула изобретения Устройство для центрирования изображений, содержащее триггеры, блоки вычитания, преобразователи.время напряжение, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит блок сканирования плоскими лучами и блок формирования сигналов развертки изображения, одни входы триггеров соединены с выходом блока формирования сигналов развертки изображения, другие входы - с соответствующими выходами блока сканирования плоскими лучами, а прямые выходы триггеров соединены с входами соответствующих преобразователей время - напряжение, выходы которых соединены с соответствующими входами блока вычитания, подключенного к входам блока сканирования плоскими лучами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Stenley С. V., Uixon Т. Р. Horizon зсалпег has по rotating members. - Electronics, 19б1, № 2. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. 06 К , 1970. 3. Патент США № 301002, кл. 7.50-203, опублик. 19б1 (прототип).