Устройство для считывания изображений

Устройство для считывания изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(в) ИЦ (1ц 2 .(51) 006 К 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5007874/24 (22) 0108.91 (46) 1512.93 Бюп Мв 45-46 (71) Владимирский политехнический институт (72) Барашев АФ„Жирков В.Ф„. Ахмед Х (73) Барашев Анатолий Федорович. .Жирков Владислав Федорович; Ахмед Хамди (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислитепьной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений. Повышение скорости считывания изображений по сечениям и передачи ее в ЭВМ достигается за счет введения в устройство регистра сдвига, амплитудного дискриминатора. цифроаналогового преобразователя, блока кодирования изображения, блока памяти и блока формирования управлякхцего слова. 3 ип.

2004929

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений.

Известно устройство для считывания изображений, содержащее телевизионный датчик, выход которого подключен к входу видеоусилителя, один иэ входов которого соединен с входом блока видеоконтроля, первый, второй и третий счетчики, генератор импульсов, выход которого подключен к одному из входов элемента И, выход которого соединен с импульсным входом второго счетчика, блок приема и передачи информации и блок синхронизации и управления, выходы которого подключены к уп- равляющим входам первого и третьего счетчиков, блоки выделения границ по координатам Х и У, цифроаналоговый преобразователь и последовательно включенные селектор видеосигнала амплитудный дискриминатор и сдвиговый регистр, информационный выход которого подключен к информационному входу блока приема и передачи информации, информационные выходы которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преоб. разователя, первого и второго счетчиков и блоков выделения границ по координатам X и У, а управляющий выход подключен к одному из входов блока синхронизации и управления, другие входы которого соединены с выходами селектора видеосигнала, выход которого подключен к управляющим входам блоков выделения границ по координатам Х и У, причем выход первого счетчика соединен с соответствующим входом блока выделения границ по координате

У, выход которого подключен к другому входу элемента И, вход второго счетчика соединен с соответствующим входом блока выделения границ по координате Х, выход которого подключен к соответствующим входам сдвигового регистра и третьего счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока приема и передачи.

Недостатком данного устройства является снижение эффективности использования устройства при считывании относительно большого числа сечений одного и того же обьекта.

Целью изобретения является расширение области применения устройства путем увеличения скорости считывания и передачи информации и соответственно устранения отмеченного недостатка, Цель достигается тем, что в устройство введены вторые амплитудный дискриминатор, цифроаналоговый преобразователь и сдвиговой регистр, блок формирования управляющего слова, блок кодирования изображения, блок памяти управляющих слов, причем информационный вход второго амплитудного дискриминатора соединен с выходом. селектора видеосигнала, выходы первого и второго амплитудных дискриминаторов соединены с информационными входами первого и второго сдвиговых регистров, выходы которых соединены с инфор"0 мационными входами блока формирования управляющего слова и блока кодирования изображения, первая группа выходов блока формирования управляющего слова соединена шиной управления с первой группой

15 управляющих входов блока кодирования изображения, а вторая группа выходов блока формирования управляющего слова соединена шиной с информационными входами блока памяти управляющих слов, причем входы управления блока формирования управляющего слова, второй группь1 блока кодирования изображения, блока памяти управляющих слов соединены шиной управления с выходов генераторов импуль25 сов, выходы блока кодирования иэображения и блока памяти управляющих слов через буферные регистры соединены со входами блока приема и передачи, причем блок кодирования иэображения содержит элемент

З0 сравнения двух последовательных кодов, узел преобразования кодов, группу мультиплексоров, информационные входы элемента сравнения двух последовательных кодов соединены с выходами входных разрядов первого и второго регистров сдвига, а выход соединен с информационным входом узла преобразования кодов, входы управления которого соединены шиной управления с выходом генератора импульсов, выход узла

40 преобразователя кодов соединен с входами управления группы мультиплексоров, причем первые и вторые информационные входы мультиплексоров соединены с соответственно с и прямыми и и инверсны45 ми выходами второго регистра сдвига, а входы стробирования п-мультиплексоров соединены соответственно с выходами иразрядов первого регистра сдвига, причем узел формирования управляющего слова со50 держит элемент сравнения с блокировкой выхода, дешифратор, регистр с узлом выработки сигнала записи управляющего слова, инвертор, два счетчика, причем два информационных входа элемента сравнения сое55 динены с выходами двух входных разрядов первого регистра сдвига, вход сброса блокировки выхода элемента сравнения соединен с выходом блока выделения границ по координате Х, а выход которой соединен с ин-. формационным входом первого счетчика, со ./..

55 входом оствнова счетчика границы и входом управления узла преобразователя кода блока кодирования изображения. Счетный вход первого счетчика соединен с выходом генератора импульсов, в вход второго счетчика соединен с выходом блока выделения границ по координате Х, выходы дешифратора через узел выработки сигнала записи управляющего слова соединены с синхровходами разрядов регистра, вход синхронизации которой соединен с выходом генератора импульсов, вход инвертора соединен с выходом входного разряда первого регистра сдвига, а парафазный.выход инвертора соединен с информационными входами регистра, вход управления выходом второго счетчика соединен с выходом переноса второго счетчика, причем выходы регистра, выход инвертора блока кодирования иэображения и выходы второго счетчика объединены 8-разрядной виной данных блока памяти управляющих слов, который шиной адреса соединен с блоком приема и передачи.

Устройство осуществляет одновременное считывание информации двух смежных сечений, кодирование одним словом с последующей его передачей в ЭВМ, что позволяет увеличить скорость считывания и передачи информации. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "положительный эффект".

На фиг,1 приведена схема устройства; на фиг.2 — блок кодирования иэображения; . на фиг.3 — блок формирования управляющего слова, Устройство (фиг.1) состоит из телевизионного датчика 1, видеоусилителя 2, селектора 3 видеосигнала, блока 4 синхронизации и управления. первого счетчика 5, второго счетчика 6, блока7 выделения границ по координате У, блока 8 выделения границ по координате Х, элемента И 9, блока 10 видеоконтроля (на схеме не показан), блока 11 приема и передачи информации, первого цифроаналогового преобразователя 12, первого амплитудного дискриминатора 13, генератора 14 импульсов. Позицией 15 обозначена ЭВМ. В состав устройства также входят регистры сдвига 16, 20, третий счетчик 17, второй цифроаналоговый преобразователь 18, второй амплитудный дискриминатор 19, блок кодирования изображений 21, блок формирования управляющего слова 22, блок памяти 23 управляющих слоев. Блок кодирования изображения (фиг.2) содержит элемент сравнения 24, узел преобразования кодов 25, группу 26 — мультиплексоров, блок формирования управляющего слова

45 (фиг.3) содержит элемент сравнения 27 с блокировкой выхода, первый счетчик 28, дешифратор 29, 30, Узел выоаботки сигнала записи управляющего слова 31, инвертор

32, второй счетчик 33.

Устройство работает следующим образом.

На этапе подготовки устанавливаются параметры вводимого иэображения: относительное местоположнение и размер считыааЕМОГО РаСтРа Унач, Хнач, А У, Л Х, ЧИСЛО элементов разложения (масштаб дискретизации) К1; К2, начальное значение порогов.

Эта информация передается из ЭВМ 15 через буферные регистры блока 11 в счетчики

5 и 6, блоки 7 и 8 выделения границ по координатам Y и Х, ЦАП 12, 18.

На этапе считывания видеоинформации из телевизионного датчика 1 через видеоусилитель 2 в селектор 3 непрерывно подается видеосигнал. В селекторе происходит разделение видеосигнала на синхрониэующие кадровые, строчные и видеосигнал.

Сигнал "Пуск", поступающий из ЭВМ 15 через блок 11, переводит блок 4 в режим управления вводом изображения. С приходом кадрового синхроимпул ьса (КСИ) происходит привязка к конкретному полукадру (четному или нечетному) и строчные синхроимпульсы (ССИ) начинают поступать на счетчик 5. Счетчик 5 "разряжает" растр, т.е, уменьшает число строк до выбранного формата разложения. Коэффициент деления установлен по коду на ЭВМ. Синхроимпульсы (СИ), соответствующие необходимой частоте следования строк в считываемом растре, поступают в блок 7 выделения границ по координате Y. В счетчиках начала и конца окна этого блока содержйтся код, соответствующий номеру строки, с которой начинается считывание и строки, на которой ввод изображения заканчивается, При переполнении счетчиков во время подсчета строчных импульсов устанавливаются триггеры начала и конца окна То и Т«, которые определяют границы участка растра по коду для считывания. Если текущая строка находится в пределах этого участка, элемент И 9 открывается разрешающим сигналом из блока 7 выделения границ и пропускает импульсы генератора 14, которые размещают выделенную строку в счетчик 6.

Счетчик 6, как и счетчик 5, в соответствии с установленным коэффициентом деления, уменьшает частоту дискретизации по строке (по координате Х), С выхода счетчика 6 импульсы дискретизации поступают на вход блока 8 выделения границ по координате Х, в котором определяется участок строки для считывания, Функционирование блока 7 не

2004929

10

30

55 отличается от рассмотренного. Импульсы на выходе блока 8 выделения границ по координате Х соответствуют моментам дискретизации данного участка всего растра, доступного сканированию телевизионным датчиком, в данном обьеме разложения.

Эти импульсы подаются на сдвиговые регистры 16, 20 для фиксации мгновенных значений видеосигнала первого (базового) и второго (верхнего) сечений. Формирование базового (ВС) верхнего (ВС) слов в формате

Э ВМ продолжается 16 тактов сдвига регистров 16, 20, после чего формируется бимашинное слово (ВМС) и необходимо инициализировать обмен с памятью ЭВМ.

Передача данных в память осуществляется в режиме прямого доступа.

На входы сдвиговых регистров 16, 20 со стороны старшего разряда младшим разрядом вперед поступает считываемая информация о двух сечениях базовом и верхнем.

В регистре 16 формируется базовое слово, в регистре 20 — верхнее слово. Базовое и верхнее слова представляют собой чередующиеся последовательности нулей и единиц, Разрядность слов определяется форматом данных ЭВМ и числом чередований групп нулей и единиц. Шесть типов слов приведены на фиг.1. Верхнее слово по числу единиц не может быть шире базового слова.

Тип базового слова кодируется трехразрядным кодом. Базовое и верхнее слова объединяются в одно бимашинное слово. Если базовое слово (IC) представляет собой последовательность только нулей или только единиц, то бимашинное слово (БМС) совпадает с верхним словом (BC), по трехраэрядному коду определяется тип базового слова.

К трехразрядному коду добавляется четвертый разряд, в котором кодируется вид кода бимашинного слова — Π— прямой, 1 — обратный, четыре разряда образует слово управления, которое во время передачи данных в память ЭВМ записывается в блок памяти 23 управляющих слов, Если базовое слово типа 3, то формирователь управляющих слов выделяет границу перехода последовательности нулей в последовательность единиц О -> 1 (I - 1 -+ I), блок кодирования изображения 21 сравнивает содержимое 1-х разрядов регистров 1, 20, при их равенстве формируется бимашинное слово (БМС), совпадающее с верхним словом, в четвертый разряд слова управления записывают О, если равенства содержимого I-х разрядов нет, то формирователь управляющего слова генерирует управляющий сигнал обратного кода, в четвертый разряд слова управления заносят единицу. бимашинное слово формируют иэ последовательности нулей базового слова и обратного кода части верхнего слова, расположенной над последовательностью единиц базового слова.

Если базовое слово типа 4, то сравнение содержимого осуществляют в (1-1) разряде, бимашинное слово формируется аналогично предыдущему случаю, Если базовое слово 5 или 6, при формировании базового слова подсчитывают число единиц или число нулей до первой границы, кодируют 4 разрядным словом, формируют 8-разрядное управляющее слов, Оставшуюся часть базового слова левее первой границы кодируют по изложенным правилам для слов типа 3, 4.

До начала формирования управляющего слова счетчики 28, ЗЗ (см фиг.3) установлены в ноль, выход элемента сравнения 27 заблокирован, на нулевой шине дешифратора устанавливается высокий потенциал, открывающий первый ключ узла 31 по одному входу, подготавливая подачу сигнала на синхровходы триггеров регистра 30, При подаче значения младшего разряда базового слова на вход сдвигового регистра 16 первым импульсом сдвига с блока 8 информация записывается в старший разряд и подается на инвертор 32. с выхода которого подается парафазным кодом на информационные входы R-триггеров регистра 30. 3адержанный сигнал относительно импульса сдвига от генератора 14 через первый ключ узла 31 подают на входы С-триггеров, устанавливая их либо в ноль. либо в единицу в соответствии с содержимым старшего разряда регистра 16, одновременно снимается блокировка выхода схемы 27, Счетчик 33 производит подсчет числа импульсов сдвига.

При записи информации следующего разряда схема сравнения анализирует содержимое двух разрядов и при переходе последовательности .нулей (единиц) s последовательность единиц (нулей) О - 1 (1 -+О) выдает сигнал на информационныйй вход счетчика, на вход блока 21 и останавливает счет счетчиком 33, по синхросигналу Ф2А содержимое счетчика 28 увеличивается на единицу, дешифратор 29 открывает по одному входу ключи со сдвигом на один (первый ключ закрыт) и задержанный синхросигнал Ф2Б относительно Ф2А записывает в триггеры, начиная со второго новое значение информации с выхода преобразователя 32. Повторная подача на вход регистра единицы (нуля) не . изменяет содержимого регистра 30. При

2004929 новой смене информации не входе(переход

1 -+ 0 (О - 1) работа схемы работает аналогично, но новое значение входной информации заносится, начиная со следующего разряда регистра 30, то есть в третий раэ- 5 ряд, при этом на выходе счетчика 28 формируется сигнал, инициализирующий выходы счетчика 33.

Блок кодировки изображения 21 синхронизируется прямой и инверсной последо- 10 вательностью импульсов с генератора 14, последовательности синхронны относительно импульсов сдвига, подаваемых на регистры 16, 20. .Схема сравнения 24 блока кодирования 15 изображений 21 (см. фиг.2) сравнивает последовательно содержимое разрядов регистров 16, 20 при записи в них информации младшими разрядами вперед, i-разряд определяется стробированием информации 20 сигналом с выхода схемы сравнения 27. Для стробирования информации тем же сигналом результат с элемента 24 задерживают на один такт в узле 25 задержкой на О-триггерах и записывают по сигналу синхрониза- 25 ции инверсной последовательности в

RS-триггер узла 25, с выхода которого снимают сигналы управления выбором прямого или обратного кода выходной информации формируемого бимашинного слова, выбор 30 осуществляют с помощью группы мультиплексоров 26, осуществляющих коммутацию прямых и инверсных выходов регистра

20 во всех разрядах, которые стробируются

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее последова- 40 тельно соединенные телевизионный датчик, видеоусилитель и селектор видеосигнала, первый и второй выходы которого подключены соответственно к пер: вым входам первого амплитудного дискриминатора и блока синхронизации и управления, первый выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого подключен к первому входу блока выделения границ изображения по координате Ч, выход которого соединен, с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом блока выделения границ изображения по координате Х, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика и информационным входам перединицами в разрядах базового слова. С выхода блока из п-мультиплексоров бимашинное слово через буферный регистр (на схеме не показан) подают по общей шине нэ блок приема и передачи 11, коммутацию выходов данного буферного регистра и буферного регистра блока памяти 23 осуществляют сигналами управления, подключая выходы буферного регистра к общей шине на время прямого кода развертки телевизионного датчика ц, пределах выбранного окна, а выходы буферного регистра блока памяти 23 — на время обратного хода развертки, осуществляя передачу массива управляющих слов в память ЭВМ в режиме прямого доступа.

Таким образом, вместо каждых двух иразрядных машинных слов (базово : и верхнего) определяется одно и-рязрядное бимашинное слово и 4-разрядное управляющее слово. Выигрыш; при 16-разрядных словах четырем бимашинным словам соответствует одно считываемое иэ блока памяти 16 -разрядное управляющее слово, Вместо 8 слов в память ЭВМ необходимо передать 5 слов. Если формируется 8-разрядные управляющие слова, то вместо 4 слов в память ЭВМ необходимо передать 3 слова, что обуславливает увеличение скорости считывания и передачи информации по сечениям, для записи требуется меньший объем памяти ЭВМ, (56) Авторское свидетельство СССР

М 1251135, кл, G 06 К 11/00, 1986. вого регистра сдвига, второй выход блока синхронизации и управления соединен с управляющими входами блоков выделения границ изображения по координатам Х и У и третьего счетчика, блок приема и передачи информации, перва- - третья группы выходов которого соединены соответственно с информационными входами первого и второго счетчиков, блока выделения границ изображения по координате Х и пер: coro цифроаналогового поеобразователя,, выход которого подключен к второму входу первого амплитудного дискриминатора, ; выход которого соединен с управляющим

; входом первого регистра сдвига, отличающееся тем, что в него введены вторые амп литудный дискриминатор, цифроаналоговый преобразователь и регистр сдвига, блок памяти, блок кодирования изображения, содержащий элемент сравнения, преобразователь кодов и группы мультиплексоров, причем выход элемента сравнения соединен с

2004929

12 информационным входом преобразователя кодов, выход которого подключен к управляющим входам мультиплексоров, первый, второй и третий информационные входы которых соединены соответственно с прямнми выходами первого и второго регистров сдвига и инВерсным выходом второго регистра сдвига, первый и второй входы элемента сравнения подключены к выходам старших разрядов первого и второго регистров сдвига, формирователь управляющего слова, содержащий элемент сравнения, два счетчика, дешифратор, регистр, блок выработки сигнала записи управляющего слова и инвертор, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с прямыми и инверсными входами регистра, выход элемента сравнения подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, выходы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к информационным входом блока выработки сигнала записи управляющего слова, выходы которого соединены с синхровходами регистра, выход переноса первого счетчика подключен к управляющему входу второго счетчи- I ка, а нулевой выход - к входу сброса ! ,второго счетчика и входу блокировки эле-, мента сравнения, информационные входы которого соединены с выходами первого и второго регистров сдвига, а управляющий вход - с выходом генератора импульсов и тактовыми входами первого счетчика и блока выработки сигналов записи управляющего слова, выход элемента сравнения формирователя управляющего слова под- ключен к управляющему входу блока коди-! рования изображения, .выходы регистра и второго счетчика формирователя управляющего слова соединены с первой группой информационных входов блока .памяти, 15 вторая группа входов которого подключена к четвертой группе выходов блока приема и передачи информации и входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второ20 го амплитудного дискриминатора, второй вход которого подключен .к выходу селектора видеосигнала, а выход - к управляю- . щему входу второго регистра сдвига, . информационный вход которого соединен

26 с выходом блока выделения границ изо-. бражения по координате Х, выходы блока ! памяти и мультиплексоров подключены к информационным входам блока приема и передачи информации. .!

2004929

V8. Z

©>+© 4ж пере5ачо у рцЯрющего сла3а

Otic.5

Составитель А. Барашев

Техред М.Моргентал

Корректор М. Петрова

Редактор В. Трубченко

Заказ 3396

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101