Оптоэлектронное устройство для логической обработки изображений

Оптоэлектронное устройство для логической обработки изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования при построении оптоэлектронных процессоров. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит оптоэлектронные двухтактные D- триггеры картинного типа, отражатели, светоделители, светообьединители, оптоэлектронные затворы, блок оптического преобразования , комбинационный блок картинного типа, блоки пространственного сдвига изображений, элементы ИЛИ-НЕ и усилитель. Комбинационный блок картинного типа содержит элементы И картинного типа, картинные сумматоры. Блок пространственного сдвига изображений содержит двусторонние непрозрачные отражатели. 3 з.п.ф-лы, 2 табл., 4 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 К 9/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4755022/24 (22) 09.10.89 (46) 15.11.91. Бюл.%42 (71) Винницкий политехнический институт (?2) В.Г.Красиленко, Н,И.Заболотная и

В.Н.Морозов (53) 772,99(088.8) (56) Морозов В.Н.Оптоэлектронные матричные процессоры. М,: Радио и связь, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1476503, кл. G 06 К 9/00, 1987. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения оптоэлектронных процессоров в системах обработки изображений, Цель изобретения — расширение области применения функциональных воэможностей устройства путем введения в набор выполняемых микрооперций обработки изображений микроопераций параллельной записи с индикацией и бинарных изображений, накопления (двоичного счета) бинарных картин изображений, реверсивного сдвига бинарных картин изображений в пространстве с возможностью последовательного ввода картины изображения при этом.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема комбинационного узла картинного типа ус Ы, Ä 1691859 А1 для использования при построении оптоэлектронных процессоров. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит оптоэлектронные двухтактные Dтриггеры картинного типа, отражатели, светоделители, светообъединители, оптоэлектронные затворы, блок оптического преобразования, комбинационный блок картинного типа, блоки пространственного сдвига изображений, элементы ИЛИ вЂ” НЕ и усилитель, Комбинационный блок картинного типа содержит элементы И картинного типа, картинные сумматоры. Блок пространственного сдвига изображений содержит двусторонние непрозрачные отражатели. 3 з.п.ф-лы, 2 табл., 4 ил, тройства; на фиг.3 и 4 — варианты конструктивного выполнения первого блока про. странственного сдвига изображений (вправо) и второго блока пространственного сдвига изображений (влево), Устройство содержит (фиг.1) N параллельных оптических входов 11, 12 1N устройства, являющихся N параллельными оптическими входами предварительной установки устройства, которые через первый оптоэлектронный затвор 21, первый вывод которого соединен с шиной 3 нулевого потенциала, а второй вывод является управляющим входом 4 предварительной установки устройства, соединены с первыми N параллельными оптическими входами первого светообъединителя 51, N параллельных оптических выходов которого связаны с N параллельными оптическими информационными входами 61,62,,..., 6N начиная с вто1691859

15

30 ро! О, комоинационнс)ГО блока l кар1 инноГО типа, электрический управляющий вход комоина)! ионноГО блокс1 7 картин ного типа является Входом 8 сорос& усгрoйс! Ва Г)8рВэ!!)! и",ра)!)!8))ьнь::й Оп rè÷ecêèil ийформа циo HI lbII4 Bxo+ комби и ВЦ;!GHH G I cl блока ка1)тинно! о типа являе СB сче)ным 1)араллельным оптически).1 вхсГДОМ 9 устройства, Й первых параллельных Оптических выхоДов 101, 1()2...„10М YOÌ6,1HBÖI)GHI!GÃG б)гока

) картинного типа соединены посредсте)ом втОрого Оптоэлек-гpGHIioi" затвог)я 22, Ilep-!biI Вывод когорого co:="Цинен с ш1 ной 3 нулеБОГО потенциала, а влгорои Вывод является вхОДОМ 1 установк! Г)еж!)ма с«ета ус" т!)Ойства, с п8ре, ;iмll N 18 ) 31 лельнь ми

Оптическими Входами в Gp01 светообьеди" нителя 52. (N + 1)-й параллельный оптичес к и и в ы х О Д к 0 м б и "1 а Ц и 0 н н О Г О 12 л 0 к <1 7 картинного типа является (N + 1)-ь1 паралJiельным Опти«ecKkM cчетным BblxGpGf4 !2 переноса устройства N параллельныхоптиЧОСКИХ Вь)ХОДОВ BTÎPÎI СВЕТОООЪЕДИНИ ГВЛЯ

5z связань) с перьыми параллельными оптическими входами гретьего светообьединителя 5э, N параллегьных оптических

ОыхОДОВ котОРОГО соеД IHBHbi с cGGTBBTcf B1tющими параллельными Огпическими входами N Gr: Toafleктрон н ых двухтактн ых

O -TpêããepGB !31, 13), „13!) Карти!!ного типа, N параллельных оптических Выхо,108 которых связаны с N параллельными Оптическими Входами i!.ý:"peîão светоделителя

14;, г)ервые N параллельных оптических выходов первого светодег!ителя 14; являкггся

Й паралл ел ьны."1и Оп ги 18с кими в ь! ходами

1151, 15z, ..., 15!) устройства, В,в.торые 1 параллельных Оптических Входов связа lbi nG средством «eTBeploro Отражателя 16 с (ВхоДной зпе()тУРОЙ вт0120ГО светоделитзля

, 4, первые N параллел ьн ь)х ог!тических .:..ходов которого связаны посредством пяГг)го отражателя 16 с вторыми N паралл . ib— ными оптическими входами первого светоОбьодини) еля 51. Вторые К аврал)!ел ьных

Оптических выходов Второго светодвлителя

14„> связаны посредством третьего светсделителя 143, TpeTbei G 2э и четвертого 24 o! ITGэлектро)!ных затноров, пеОВы8 ВыВОды которых соединены с шиной 3 нул,coro потзнциала, а вторые выводы являкпся Входами 17 и 18 установки режима прсстранст

BeHHl . го сдвига стройс..еа сс)ответсгвенно вправо и Влево, с N первыми 191, 19), „„191 параглельными опти !Вскими Входами liep

Вого блока 20 ripocTpBHcTBBHHOI.G сдвига

1;зебра)кений (a;!pBBG) ", 1 Й параллельными оптическими Входами "1z 21- „, 21ц, HB«иная с Второго, Вто. а о блока 22!)pocl pзн-. стс8ннОГО сдви)а и- = об)!)ажечиЙ (Вле эо), первый параллельный оптический вход 211 которого является первым управляющим входом (последова)ельной записи картины изображения при. пространственном сдвиге влево) устройства, Ы первых г!араллельных оптических выходов 231, 23z,, 23!) второго блока 22 простоанственного сдвига иэображений связаны посредством шестого отражателя 16 с вторыми N параллельными оптическими Входами третьего свегообьединителя 5, (N + 1l)-й параллельный Оптический выход 23д+ 1 Втогрого блока 22 про-= странственного сдвига изображений является доголнительным параллельным оптическим выходом устройства при сдвиге, (N + 1)-й параллельный . оптический вход 19н;-1 пеpBGri) блока 20 пространственного сдвига изображений связан с параллельным оптическим выходом четвертого светообьединителя 54, первый параллельный оптический выход 241 первого блока 20 пространственного сдвига изображений связан с параллельным оптическим входом блока 25 оптического преобарзования и смещения изображений, N параллельных оптических выходов 24, 24з, „„ 24!н-1, начиная со второго, первого блока 20 пространственного сдвига изображений впраВО связаны с вторыми N параллельными оптическими входами второго светообъединителя 5z, Шесть электоически управляю-, щих входов блока 25 оптического преобразования и смещения изображений являются управляющими входами 261 — 268 устройства, параллельный оптический Выход блока 25 оптическо!о преобразования и смещения изображений связан посредстВом первого 164, второго 16,, Il шестого 165

Отражателей с вторым параллельным оптическим входом четвертого светообъединителя 54, первый параллельный оптический вход которого является входом последовательной записи картины изображения при пространственном сдвиге вправо, Вход 267 стробировзния блока 25 оптического преобразования и смещения изображений связан с выходом усилителя 27, который работает в ключевом режиме и является прерывателем тока, Вход усилителя 27 связан с первыми управля!Ощими входами N оптоэлектронных двухтактных D-триггеров 131, 132, ..., 131,! картинного типа и с выходом Второго логического элемен)л 11ЛИ-НЕ 28>, первый

ВХОД KGTopGf 0 связан с выходом и - )BGÃG логического элемента ИЛИ-НЕ 281 и с

Втг-pbivlf": управляющими входами N Оптоэлектронных двухтактных D-триггеров 131, 13, ..., 131,! КартИННОГО тИП", ВТОРЫЕ ВХОДЫ первого 281 и второго 28р ло-и«вских элементов ИЛК вЂ” НЕ свяэа! ы; входом 8 сброса

1691859

10

25

50

55 устройства, первый вход первого логического элемента ИЛИ-НЕ 28 является динамическим входом 29 синхронизации устройства, Комбинационный блок 7 картинного типа (фиг.2) содержит N + 1 логических И 301;

302, .„, 30tu+> картинного типа с первыми и вторыми параллельными оптическими входами, .каждый из которых выполнен в виде оптически управляемого транспаранта (ОУТ) с управляющим и информационными параллельными оптическими входами и параллельным оптическим выходом, N картинных сумматоров 31>, 31z, ..., 31и по модулю, два с первыми и вторыми параллельными оптическими входами и параллельным оптическим выходом, первый параллельный оптический вход первого логического элемента И 30 картинного типа (управляющий вход первого ОУТ 301) является первым параллельным оптическим входом комбинационного блока 7 картинного типа, второй параллельный оптический вход первого логического элемента И 301 картинного типа (сигнальный параллельный оптический вход первого ОУТ 301) соединен с источником 32 плоскопараллельного излучения, управляющий вход которого является управляющим входом комбинационного блока 7 картинного типа, остальные N параллельных оптических входов 61, 62, ..., 6и комбинационного блока 7 картинного типа соединены с помощью первой группы N светоделителей

331, 33z, ...,33, содержащих параллельный оптический вход и два параллельных оптических выхода, и отражателей 341, 342, ..., 34m соответственно с первыми входами N логических элементов Vl 30z. 30з...„ 30m+i картинного типа и с первыми параллельными оптическими входами N картинных сумматоров 311, 322, ..., 31m по модулю два, параллельные оптические выходы каждого из первых и логических элементов И 301, 30z, „ 30д картинного типа связаны с помощью второй группы N светоделителей

351, 35z, ..., 35, содержащих параллельный оптический вход и два параллельных оптических выхода, соответственно с вторыми параллельными оптическими входами N картинных сумматоров 311, 312, ..., 31м по модулю два и с вторыми параллельными оптическими входами каждого последующего из N логических элементов И 30z, 30з, ..., ЗОВ+1 картинного типа, причем описанная оптическая связь параллельного оптического выхода каждого из N логических элементов И 30z. 30з, ..., 30@+< картинного типа, начиная с второго, осуществляется посредством первой и второй групп из N отражателей 361, 36г, ..., 36ы и 37, 37z...., 37н соответственно, N параллельных оптических выходов соответствующих N картинных сумматоров 311. 312...Д 31N по модулю два являются N первыми выходами 10>, 102, ..., 10и комбинационного блока 7 картинного типа, выход последнего (N + 1)-го логического элемента И 31 картинного типа является (N+ 1)-м выходом комбинационного блока 7 картинного типа.

Каждый из N картинных сумматоров

311, 31z, ..., 31 по модулю два комбинационного блока 7 картинного типа выполнены аналогично приведенному на фиг,2 картинному сумматору 31> по модулю два, первый параллельный оптический вход которого связан с инверсным сигнальным параллельным оптическим входом первого инверсного ОУТ 381 и с первым отражателем 391 посредством первого светоделителя 401, выход первого отражателя 39i связан с сигнальным параллельным оптическим входом второго инверсного ОУТ 411, инверсный параллельный оптический вход которого посредством второго светоделителя 421 связан с вторым параллельным оптическим входом картинного сумматора 311 по модулю два, второй выход второго светоделителя

421 связан посредством второго отражателя

431 с управляющим параллельным оптическим входом первого инверсного ОУТ 381, выход которого является первым параллельным оптическим входом светообьединителя

44>, второй вход которого связан с параллельным оптическим выходом второго инверсного ОУТ41>, а выход является выходом картинного сумматора 31< по модулю два.

Блок 20 пространственного сдвига изображений вправо (фиг.3) содержит N + 1 параллельных оптических входов 191, 19z, ..., 19 +>, N + 1 параллельных оптических выходов 24), 242, ..., 248+1, N двусторонних непрозрачных отражателей 451, 45z, ..., 45M, каждый из которых распо>,ожен под углом

45 к горизонтальной плоскости и включает первые параллельные оптические вход и выход, связанные с внутренней стороной (461:

46z, ..., 46m) апертуры соответствующего из двусторонних непрозрачных отражателей

45>, 45z, ..., 45, и вторые параллельные оптические вход и выход, связанные с внешней стороной (47>, 472, .„, 47M) апертуры .соответствующего из двусторонних непрозрачныхотражателей451,45z, ...,45м, первые паралельные оптические входы и вторые параллельные оптические выходы N двусторонних непрозрачных отражателей 451, 45z, ..., 45 являются соответственно N первыми параллельными оптическими входами 191, 19z, ..., 19@ и N первыми параллельными оптическими выходами 241, 242, ..., 24 бло1691859 ка 20 пространственнога сдвига иэобра>кений вправо, (N + 1)-е параллельные оптические вход 19N+1 и выход 24г,!1 которогo связаны соответ твенно с вторым паралЛВЛЬНЫМ ОПтиЧЕСКИМ ВХОДОМ М-i-О ДВУСтораннеГО непразрачнОГО Отражате)1)1, Вто! )ОЙ

ПаРа)!ЛЕ)!br lb!!)I ОП 3 in leCK !(i f)XGP, KB>KPOI 0 Ina двусторОнних 1!6!) раз((!811! !ь!х;)т))а>кателей!

451, 457, „45N- св)1заri с первым l!apa!Iлельным Оптичес.им выходом каждого из последущих двусторонних неп ро рaч 1- ь?х отражателей 45, 45з, „„ -!5ы, Блок, )2 прастран!>т!)?Нногс сдвига иэсбражений влево !ф:)г.4) с(дер)хи-! Н + 1 параллельнь х оптических Входов 21;, 21„-, 2 ц! 1 N + и раг!! ельных аг i и iecк ix Выхо дов 231, 232, . „231.! и М двусторонних непрозрачных Отр;:>(агег!ей 481 482 48N располож(?Нных под УГлОм 45 к ВертикальHoÉ r)n0cK0cTIn, кажДЬ!Й1 !13 KOTÎPblx cog(8P жит первые параллег!ьные оптические вход и выход, связанные i; cooTBBTcTBYK>l)i внутренней стороной (49 i, 49 .... 49и) апертуры саате!етству!Ощего иэ двустО()ан! !их Непрозрачных отоажателей 481, 482, ..., 48ц, и вторые параллельные оптические вход и выход., ce"-.занные с соответствующей внеш1!ей стороной (501, 50;,, „, 50i 1) апертуры ссатветству!0018ГО 3!а,-f8ó(ггоpoHHиx нe! Iрозрачных отражателей -". .";, 48>, „., 4811, первые паоалл8льнь!8 c ri i !! !вские Входы и F!Topb!0 пзраллельнь!е o! Гическк!е выходы дву(торанних непрсэрачных отража гелей 481, 1!8р, -)8к яВляются СООтв81ственно 4 и!Зе аплельными апти !ескими входами 21>, 2! з. „,, 2 !г?+, и Н первыми гараллельными оп)ь!scc;,ими выходами 231., 232, .„, 23f, блока 22 простран"твенног0 сдвига изабр же1:;ий влево, первый параллельный or>тичес(иЙ

Вход 2 i1 и (К + 1}-й параллельный оптический выход 23и +; катара"0 связаны С..(-ветст ве! :Но с вторым параллель.!ым апти !8СКР M Входом )гер?)Ого д()усторонн <," 0 нег!раэра«нога OTpa>Ka I enn 481 и с пер(?: !м

Г!а )аллельным Опт . IB(;Kl! f4 Выходам N Ão

„.. вустооонне!.о не".poapasf?oãî отражателя

48N, второй г)арaллельный оптический Вход каждого з двусторзы)!Их непрозрачных 0 ра>х.„телед 4!>.. 48з „., 481Ч связан с саотве,cTf3yI0!цим г ервым парэплельным оптн 18ским выходом каждого из д!3устОрг!Нних неI". pîçpa -!ных отражателей 48 1, 48;:, ..., 48,,:.

Рассмотрим работу составных узлов устроЙства в отдельности. Устоойсгво в целом. а следовательно. и егo составные «злы г!Вел!-1азначено для обработк! бинар -Iblx

11эображений. Обоз Г10! Ке полутона))ого (многоуровневого) !) Зобра>1ения и редка эствует -ег0 предабработка, при которой эсу1!)ествллется п,)cob paaoi)à)ние мнагаур!)!)не.—

)5

50 р вага изображения в набор бинарных срезов иэображения. ТаК, например, любсе многоуровневое изображение (допустим 8 градаций яркости) мажет быть представлено суммой 8 бинарных (имеющих два уровня яркости).

Комбинационный блок 7 картинного типа работае следуюн!Им образам. При поступлении на управляющий вход комбинационного блока 7 картинного типа сигнала высокого уровня происходит ra(f)8ние исто:!ника 32 и iGcK0ïàðàëë8ëüsoãî иэ-; лу !ения, приводящее к ОтсуTcTsinfo на втором параллельном оптическом входе и!ервого логического зг!емента N 301 картинНОГО тиг)с! (информационном ВхОде f18peof 0

ОУт 30!j свет BÎIÎ;"îToêà, вызывающего независимо от и!!формации, поступающей на первый !!араллелн?ый о!Тгический вход первого логического элемента !.1 301 картинного типа (управляюгций вход первого ОУТ

301), явля!Огцийся первым параллельным оптическим входом комбинационного уэла7 картинного типа, формирование на выходе первого ОУТ 301 совокупности оптических сигналов нулевого уровня интенсивности.

Таким образом, исключается влияние информации, поступаю!цей на первый параллельный оптический вход комбинационного блока 7 картинного типа, Дальнейшее формирование состояний первых параллельных оптических выходов 101, 10з, ..., 10f, и (N +

1)-га параллельного оптического выхода комбинационного бл(>ка 7 картинногo тиг!а зависит от состояний его Й параллельных

Оптических ВхОдОВ 61, 62, „б! 1!. Для первсначальной установки комбинационного блока 7 картинного типа в нулевое состояние необходимо присутствие на входах б1, Gz...,, б!ч картин иэображений, представленных совокупностями оптических сигналов нулевого уровня интенсивности, что достигается поДачей На УГ!раВлйlащий ВХОД комбинационного блока 7 картинного типа сигнала высокого уровня и запретом выбора режима предварит8льнОЙ установки.

После предварительного сброса в нулевое состояние комбинационного tnoKa 7

KapTIn«soI-o типа.при уст!Овии запоминания состояний его выходов i01, 10>, „., 10N и организации обратной связи выходов с входами комбинационный бло" 7 картинного типа работает в режиме двоичнога счетчика картиннога типа. Эта происходит следую:цим образом. Г-!а управляю цем входе комбинационного блока 7 картинного т-: па на протяжении всего цикла раб()ть! в режиме двоичного счетчика картнннага типа должен присугстг>овать сиГнал низкого уровня, приводящий к сохранен 1ю ес в:-:.люченном со1691859

5

15

25

55 стоянии источника 32 плоскопараллельного излучения. П ри поступлении на первый вход комбинационного блока 7 картинного типа входной картины изображений, обозначаемой S, на параллельном оптическом выходе первого ОУТ 301 формируется картина изображения, соответствующая входному изображению. Поскольку N параллельных оптических входов 61, 62...Д бл1 комбинационного блока 7 картинного типа связаны с управляющими параллельными оптическими ОУТ 302, 30з, „„30л1 + 1 соответс1 ванно, сигнальные параллельные оптические входы каждого К-го (К = 2, ..., N + 1) из которых связаны с параллельными оптическими выходами (К - 1)-го ОУТ, то на параллельных оптических выходах ОУТ 302, 30з...„30л1 + 1 формируются картины изображений, описываемые логическими выражениями: на выходе ОУТ 302 SQ1; на выходе ОУТ 30з

SQiQ2; на выходе ОУТ 30л1 + 1 SQ1Q2 ...Ол1, где S — входная картина изображения, подаваемая на первый оптический вход комбинационного блока 7 картинного типа; Q i Q2 ...Ол1 — картины изображений, подаваемые на N параллельных оптических входов 61, 62, .„, блею комбинационного блока 7 картинного типа характеризующие состояние его N выходов

101, 102...., 10л1 в предыдущий момент времени.

Картины изображений, сформированные на N параллельных оптических выходах соответствующих N первых ОУТ 301, 302...., 30л1, поступают затем на вторые параллельные оптические входы К картинных сумматоров 3 ti, 312, „., 3 !л1 по модулю два, на первые параллельные оптические входы которых поступают М картин изображений с N соответствующих входов 61, 62, ..., блею комбинационного блока 7 картинного типа.

Рассмотрим принцип работы любого, например 31"„картинного сумматора по модулю два, так как все другие картинные сумматоры по модулю два работают аналогично, но при поступлении на их параллельные оптические входы другой информации.

При поступлении картины изображения S на второй параллельный оптический вход первого картинного сумматора 311 по модулю два посредством второго светоделителя

421 она передается на инверсный сигнальный параллельный оптический вход второго инверсного ОУТ 411 и с помощью второго отражателя 431 на управляющий параллельный оптический вход первого инверсного

ОУТ 381. При поступлении картины изображения Qi на пЕрвый параллельный Оптический вход первого картинного сумматора

311 по модулю два посредством первого светоделителя 40; она передается на инверсный сигнальный параллельный оптический вход первого инверсного ОУТ 381 и с помощью первого отражателя 391 на параллельный оптический управляющий вход второго инверсного ОУТ 411, На параллельных оптических выходах первого 381 и второго 411 инверсных ОУТ получают картины изображений, описываемые выражениями соответственно SQ1 и

SQ1, которые, поступая на первый и второй параллельные оптические входы светообъединителя 44, приводят к формированию на его параллельном оптическом выходе картины изображения, описываемой выраженияем 561+ SQ1. Таким образом. учитывая, что параллельный оптический выход светообъединителя 44 связан с параллельным оптическим выходом первого картинного сумматора по модулю два, который, в свою очередь, связан с первым параллельным оптическим выходом 10i комбинационного блока 7 картинного типа, то на первом параллельном оптическом выходе 101 комбинационного блока 7 картинного типа получают картину изображения, описываемую выражением SQi + SQ1. Аналогично на других параллельных оптических выходах

102-,... 10л1 комбинационного блока 7 картинного типа получают картины изображений, описываемые выражениями: на выходе

".02 SQ1Q2 + SQ1Q2; н:3 Выходе 10М SQiQ2 ...

QN + 50102 .„QN-iQi

На (N + 1)-м Выходе комбинационного узла 7 картинного типа формируется изображение, описываемое выражением

SQiQ2Qз ... Ол1 и соответствующее значению переноса картинного типа в следующий разрядный срез, N оптоэлектронных двухтактных 0-триггеров 131, 132, ..., 13л1 картинного типа могут быть реализованы в виде оптоэлектронных бистабильных стройствдля параллельной записи, хранения и считывания изображений.

Путем подачи сигнала высокого уровня на вход 8 сброса устройства, связанного с вторыми входами первого 281 и второго 282 логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ, на их выходах устанавливаются сигналы нулевого уровня, которые, поступая на первую и вторую шины угравления О-триггеров 131, 132, ..., 13л1 картинного типа, приводят к их сбро.су в нулевое состояние, Затем при отсутствии сигнала высокого уровня на динамическом входе 29 синхронизации устройства, связанном с первым входом первогологического элемента ИЛИ—

НЕ 28i, первый логический элемент ИЛИ—

HE формирует на своем выходе, а следовательно, и на второй шине управления N 0-триггеров 131, 132, ..., 13л1 картин1691859

НОГО типа СИГнал ВЫСОКОГО у()овня, поцГОтавливяю1ций к p35096му состоянию BTopt=!6

D-триггеры-защелк(л со<. Гветствук)щих N DTpлГГеООв 13!, 1!>., . 1 11! кэртиннОГО п1па, Ь зто ВРеклл на в,lxf.!!6 BTot)oro ЙОГиче !(Пгo

ЗЛЕМЕНка ИЛИ вЂ” HE .)ß", а СЛЕДОВаТЕЛЬНО, И

HG пе; вол шипе у,ГBвлеf4!.à 1 1 D TpHãrâðñ в I 31, 13>...,. 13(4 картинного ri;r!3 формируется сигнoti низкого уров 4fl, принодягций в нераб0 66 Сосirоя ни(1; 8!"IBbl6 „ -.I oигr(30blЗЗЩВЛКИ СООТВ610 i 1)УЮ11!Их I .! L)-TPÈÃ 6!)OB

131, 132, „., 13M карт1лне<)ГО типа,; ак1к1м 00 разом, при Отс Гутстви. 1сиГнала ВысОкОГО уровня н3 динамичес;<ш:; входе 29 синхаоl4è33Öèè ус ГООЙ "а i(l i I Tptff l ерОB 1.>1, 1 ° ;>, 13 ) КВр инноГО типа HBxof :, гся в п )ех нем с()01оянии, не !>еагируя на ин(1>oрмаци1о, поступа:ощу;о па их параллельtfb!6 оптические Входы. .1рг< .подаче импульсного

СИГНаЛа ВЫСОКОГО Ут)к)ВНЯ На ДИНВМИЧЕ=КИй

Bxîä 29 синхро1 изации устройства Н3 выхоДе rtepBOro логи .8с

28 1, следовател: но, и в) арой шины упра-"ления И 0-триггеров 13, I33...,, 13N картvlHНОГО ТИПа .кстанавливаеТСЯ СИГНВЛ НИ КО10 уровня, вы1<лю 31ощий BTopbt6 D-триггерыЗВЩЕЛКИ КВРтИННОГО тИПа (;ООтаетСтВУЧ)ЩИХ

И D-тригráp=B 131, l3z,, „13f4 картинного

ТИПО, Т,е, Пк)ОИСХ!,ЗИТ Ст ИРанИ6 Г1РВЦЫДУЩей1

11!!Формк1ЦИИ.:3 "0 !<6 Бремя На ВЬIXO»)6 ВТО рого логи-16ско..о::, емента ИЛИ--НЕ 282, а следова-;ельно, .-- Первой шины управления

1ч 0-триггеров !3„1Ъ...,. 131ч карти-ного

T>irI3 устанавливается сигнал высокого 1»ровня, под(отвали(вающий к рабочему cocroBHf!to первые D-григгеры-защелки кар) иннОГО типа соз rBBTOTвующих fbi D-(риГГ6ров 13;, 13, ..., 1311 .<артинного типа, при поступ)16н(ле на параллельны6 Оптические входы которых N входнь х картин изобра>кеНИЙ ПРОИСХОДИ I 33ПИСЬ ПОСЛ6ДН ЛХ В Пкв Р ".:; ;, D-триггеры-защелки картинного типа, но

fIocf(orIbxy вторые О-триггеры-защелки карTIsIftI0ГО типа !3xo»)rlтся В Н6рабочем с ос) 0 янии до момен Га снятия иMIióëb(ногo сип1ала ВысокоГО po!39 с динамическоГО входа 29 синхронизации устройтва, то тольt<0 ???? ?????????????? ???????????? ?????????? 1???????????? ::?? ???? ????p331!16rlbhb!x orltn i6cx x ?????????????? n d?????????????????? 13 13;...,., 13(?? ???????????????? 0 ???????? ?????????????????????????????? ????????????????????, ??????????.?????????? ?? ???? ????(>гветствующих входов. "аким образом, описываемые И D-триггер;-3 13;.

132, ., 131ч картинHOro. типа явля1отся динамическими т и:. Гер-:,: ми, срабатыва)ац. нми

ПО заднем» фронт сflf I!3!rfG управлен1/ я, ПОс)-упающему HB вхзд 29 синхрснизап1 и стРОЙС Гва, Блок 25 оп ик1еского преобразов;-ния и сме(цени изг. ) )аж614ий выпол:- .зн и;;лбота5

10 1 Г

f5

5О

55 ет в полном соответствии с аналог1лчным блоком известного устройства, Он содержит шесть внутренних каналов, позволяющих осуществлять операции смещения изображения я плоскости на Bhlo(àHHûé шаг в одном из четырех возможных направлений, передачу изображений на выход блока 25 оптического преобразования и смещения изображений с его входа без изменений, инвертирование изображений, что задается комбинацией сигналов на группе управляющих входов 26; — 2б;", и .Вине 26- стробирс-—

Е озможно получ8ние сдвин JTQI Î изобра>1(ения одновременно в двух любых направлениях, В трех лк)бых направлениях, В ч8тырех H3rfp3Btl61 II15!x с последующим их суммированием. Основные режимы работы блока 25 оптического поеобразования и смещения изображения приведены в табл.1, где под входным изображением подразумевается изображение, поступающее на вход блока 25 оп ического преобразования и смещения изобра>кения, Работа первого блока 20 пространственного сдвига изображений вправо и второго блока 22 пространственно о сдвига изображений Влево осНОВВН3 на принципе параллельного Отражения изображений, поступающих на первые вторые параллельные оптические входы двусторонних непрозрачных отражателей, расположенных таким образом в пространстве, чтобы обеспечить сдвиг N картин изображений на шаг, равный апертуре одного квадратного изображения, в требуемую сторону (вправо или влево). При этом следует учитывать требование к конструктивному выполнени,о двустороннего непрозрачного отражателя; его толщина (> должна быть несоизмерима шагом дискретизации входной картины изображения, что исключает возможность иска)кения изображений после выполнения ,1ад ними операций пространственных сдвигов влево и вправо, Рассмотрим работу устройства в целом.

OcHoBHbI8 режимы работы устройства описаны в табл,2, где картинные операнды-изображения обозначены с помощью квадратных скобок (), обозначает неопределенное состояние.

Сброс устройства (установка в нулевое состояние) осуществляется путем подачи сигнала высокого уровня на вход 8 сброса устройства, приводящего к переводу в нера()очеее состояние первого ОУТ 301 комбинациои НОГО узла у ка1)тинного типа, что ! et

13

14

1691859

10

40 и второго 282 логических элементов ИЛИНЕ сигнала низкого уровня, который, поступая на первую и вторую тактовые шины управления Nо,птоэлектронных 0-триггеров 131, 132, ..., 13и картинного типа, осуществляет их сброс в нулевое состояние.

Выходные картины изображений с интенсивностью оптических сигналов уровня логического нуля с параллельных оптических выходов N D-триггеров 13>, 13, ..„13и картинного типа посредством первого светоделителя 141 поступают íà N параллельнь х оптических выходов 151, 152, ..., 15 устройства и посредством внешних оптических обратных связей передаются на другие узлы устройства, сбрасывая их в нулевое состояние. Сброс устройства можно осуществить одной только подачей на вход 8 сброса устройства сигнала высокого уровня, но для большей надежности работы устройства в указанном режиме следует:

1) закрыть первый оптоэлектронный затвор 21 путем подачи на управляющий вход

4 предварительной установки устройства соответсвующего управляющего сигнала (например, сигнала низкого уровня), устраняя таким образом влияние информации, поступающей на N параллельных оптичеcKLAx BxopoB 11, 12...., 1N устройства;

2) подать на входы последовательной записи картины изображений при пространственном сдвиге влево и вправо соответствую цих блоков 20 и 22 картины изображений с интенсивностью оптических сигналов уровня логического нуля;

3) подать на управляющие входы 261, 262, . „266 сигналы нулевого уровня, описываемые комбинацией "000000 .

Подробно режим сброса устройства описан в табл.2 (п.1). Для обеспечения рабаты устройства в режиме предварительной установки, который можно назвать и режимом параэлельной записи в устройство N бинарных картин изображений, необходимо предварительно осуществить сброс устройства, Затем, подавая параллельно на N параллельных оптических входов 1>, 12, ..., 1д устройство N оптических цифровых картин-иэображений {обозначенных как (A>), (Ap).. „(Аг|) в табл.2, п,2) и открывая первый оптоэлектронный затвор 21 путем подачи соответствующего управляющего сигнала на управляющий вход 4 предварительной установки устройства N входных изображений (A>), (А ), „(Аи), их суммируют на первом светоабьединителе 51 с соответствующими N совокупностями оптических сигналов интенсивностью уровня логического нуля, поступающими путем обратной связи с очищенных блоков памяти. которы-! ми являются N D-триггеров 13>, 13р, „., 13м картинного типа. Таким образом, фактически N входных каргин изображений (A1), (А2), ..., (А ч) поступают íà N параллельных оптических входов, 61, 6z, ..., бц начиная с второго, комбинационного блока 7 картинНОГО Тилд.

Для передачи беэ изменения входных иэображений (Ai), (А2), ..., (Ag) на параллельные оптические выходы 101, 102, ..., 10m комбинационнога блока 7 картинного типа необходимо пода ь сигнал низкого уровня на вход 8 сброса устройства, запрещая режим сброса, и подать изображение (О), формируемое совокупностью оптических сигналов интенсивностью уровня логического нуля, на счетный параллельный оптический вход 9 устройства, являющийся первым параллельным оптическим входом комбинационного блока 7 картинного типа, Открывая второй оптоэлектронный затвор

22 путем подачи соответствующего сигнала на режимный вход 11 счета устройства, N картин изображений (А1), (А2), ..., (Аи) передают с N параллельных оптических выходов

101, 10, „„ 10м комбинационного блока 7 картинного типа посредствам второго 52 и третьего 53 светоделителей на N параллельных оптических входов N 0-триггеров 131, 13р, ..., 13м картинного типа. Поскольку предварительно бь л осуществлен режим сброса. то информация, поступающая на вторые входы второго 52 и третьего 5з светообьединителей, представлена в виде N картин изображений, формируемых совокупностью оптических сигналов интенсивностью уровня логического нуля, и не вносит изменений при подаче картин изображений (А1), (Az), ..., (Аи) íà N параллельных оптических входов N D-триггеров 131, 132...„13м картинного типа. Состояние управляющих входов других блоков, связанных с формированием информации на входах светаобъединителей 5z и 5з, в режиме предварительной установки описано в табл.2, п,2.

Для записи N картин изображений (А1), (Aa), .... (Agj в N D-триггеры 13>, 132, ..., 13д картинного типа на динамический вход 29 синхронизации устройства следует подать импульсный сигнал высокого уровня, по заднему франту которого происходит переключение N D-триггеров 131, 132, ..., 13и в новое состояние и на N параллельных оптических вь ходах 151, 152,... 15M устанавливаются N входных картин иэображений (A>), (А2). ".. (AN)

Работа устройства в режиме прямого двоичного счета (режиме накопления К бинарных картин изображения) возможна при последовательной подаче входных К картин

1691859

10

40

55 четвертого светообьединителя 54, являющийся входом последовательной записи изображения при пространственном сдвиге изображений вправо. Таким образом, с параллельного оптического выхода четвертого светообъединителя 54 на вход 19и + t блока

20 пространственного сдвига иэображений вправо поступает уже преобразованное иэображение (А ), которое проходит на последний 24и + < параллельный оптический выход блока 20. Сформированные таким образом И изображений с выхода блока 20 поступают на N параллельных оптических входов и 0-триггеров 131, 132 ..., 13n картинного типа, где и запоминаются при подаче на вход 29 синхронизации устройства импульсного сигнала (табл.2, п.9). Выполнив описанные выше действия Nраэ,,на выходах 151, 152, ..., 15N получают и сдвинутых в плоскости вправо на один дискрет изображений.

Задавая кодовые комбинации на управляющихх входах 26> -2бв блока 25 оптического преобразования и смещения изображений в соответствии с табл.1 и повторяя остальную описанную последовательность действий, можно организовать режимы работы устройства: сдвиг в плоскости влево, вверх, вниз на один дискрет, инвертирование ранее записанных N картин изображений, используя режим передачи изображения без преобразования с входа на выход блока 25, можно организовать циклический пространственный сдвиг изображений вправо.

Описанные режимы работы устройства являются самыми простыми, посредством их комбинации и кратного повторения можно реализовать различные сложные алгоритмы обработки изображений, связанные с выполнением операции по перемножению картин иэображений, корреляционной обработке, выделению контуров изображений, пороговой обработке и т.д.

Для обеспечения надежной работоспособности устройства, содержащего большое количество светоделительных блоков, вносящих затухание и ослабление входных оптических сигналов, следует в качестве оптичеси управляемых транспарантов, на которых реализуются комбинационный блок 7 картинного типа и блок 25 оптического преобразования и смещения изображений, выбирать такие ОУТ, которые обеспечивают требуемый коэффициент усиления яркости с учетом вносимых затуханий. Кроме того, с целью согласования выходных апертур предыдущих блоков с входными апертурами последующих узлов в предлагаемое устройство могут вводиться обьективы с колиматорами, что позволяет устранить эффекты рассеивания пучка света, Предлагаемое устройство позволяет выполнять все операции параллельной обработки изображений, которые выполняет известное устройство, что осуществляется за счет сохранения в устройстве блока 25 оптического преобразования и смещения изображений, выполненного в полном соответствии с аналогичным блоком известного устройства. Кроме того, устройство позволяет выполнять такие микрооперации обработки изображений, как накопление (двоичный счет) бинарных изображений с возможностью параллельной картинной предустановки, реверсивный сдвиг бинарных картин изображений в пространстве с возможностью последовательного авода картины изображения при этом, а также ряд других микроопераций параллельной обработки изображений, базирующихся на описанных, что позволяет организовать сложные алгоритмы вычислений полного перемножения картин иэображений, корреляционную и пороговую обработку и т.д.

Формула изобретения

1. Оптоэлектронное устройство для логической обработки иэображений, содержащее N оптоэлектроных двухтактных

0-триггеров картинного типа с параллельными оптическими информационными входами и выходами и двумя электрическими управляющими входами, где N — число обрабатываемых изображений, первый и второй отражатели, первый и второй оптоэлектронные затворы, первые светоделитель и светообьединитель, блок оптического преобразования с параллельными оптическими информационными входами и выходами, о тл ича ю ще ес я тем,что, с цельюрасширения области применения и функциональных воэможностей за сче параллельного ввода-вывода и обработки изображений, в устройство дополнительно введены комбинационный блок картинного типа с N + 1 параллельными оптическими информационными входами и выходами и электрическим управляющим входом, который является первым входом сброса устройства, третий и четвертый оптоэлектронные затворы, управляющие входы которых являются лервым и вторым входами установки режима работы устройства, два блока пространственного сдвига изображений с и + 1 параллельными оптическими информационными входами и выходами, второй и третий светоделители, второй