Устройство для считывания многоцветных изображений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБ ЛИК А 1.80127396 4 С 06 К 11/О КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ(71) Институт технической кибернетики АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 624247, кл. С 06 К 11/00, 1977.Авторское свидетельство СССРУ 964671, кл, С 06 К 11/00, 1981,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ МНОГОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к области автоматики и. вычислительной техники и может быть использовано длясчитывания цветных и полутоновыхизображений. Цель. изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможностиизбирательного считывания элементовполутонового многоцветного изображения. Устройство для считывания много цветных изображений содержит оптичес.ки связанные блок проецирования светового пятна, блок сканирования,коллимирующий объектив, светоделитель и три фотоприемника, пороговые элементы, блок кодирования, блок регистрации, блок выбора шага дискрети.зации иэображения, блок контроля,блок формирования проходящего светового потока, фотоэлектрический преобразователь, функциональный преобразователь, четвертый аналого-цифровой преобразователь, переключатель ,рода работы, блок коммутации и блок формирования координат. Отличительными признаками устройства являетсявведение блока формирования проходящего светового потока, фотоэлектрического преобразователя, функцио-.нального преобразователя, четвертоганалого-цифрового преобразователя, двух пороговых элементов, переклЮчателя рода работ, блок коммутации иблока формирования координат, 1 э.п, ф-лыу 5 ил1273965 л Т. Ничипоровичйник Корректор С. Шекм оставител ехред Л,О Редактор Т. Ии к писноССР Производственно-полиграфическое предприятие ектная,4 город, ул аказ 6480/4 Ъ Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Женного комитета Сетений и открытий5, Раушская наб. Л .фчИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считываниямногоцветнын и полутоновых изображений.Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности избирательного счи-,тывания полутонового многоцветногоизображения,На фиг. 1 представлена блох-схемапредлагаемого устройства; на Фиг.2 -кинематическая схема координатногомеханизма перемещения прозрачногопланшета; на Фиг.3 - функциональнаясхема блока кодирования; на фиг.4 функциональная схема блока контроляна Фиг.5 - функциональная схема блока коммутации.Устройство для считывания многоцветных изображений (Фиг.1) содержитблок 1 проецирования светового пятна.прозрачный планшет 2, кинематическисвязанный с блоком 3 сканирования,коллимирующнй объектив 4, светоделитель 5, содержащий два дихроическихзеркала 6 и 7, Фотоприемники 8 8и Зз, поРоговые элементы 9,-9,с,блок10 кодирования, блок 11 регистрации,блок 12. выбора вага дискретизацииизображения, аналого-циФровые преобразователи (АЦП) 13,-134, блок 14контроля, блок 15 формирования проходящего светового потока, содержащий источник 16 монохроматическогоизлучения, коллиматор 17 и фокусирующий объектив 18, фотоэлектрическийпреобразователь 19, содержащий фокусирующий объектив 20, диафрагму 21и Фотоприемник 22, функциональныйпреобразователь 23, переключатель24 рода работ, блок 25 коммутации иблок 26 определения координат, приэтом блок 15 формирования проходящего светового потока оптически связанс фотоэлектрическим преобразователем19, выход которого подключен к функциональному преобразователю 23, выходом связанного с первым входомчетвертого АЦП 134, второй вход которого соединен с выходом блока 12выбора шага дискретизации изображения. Информационные выходы АЦП 13, -134 подключены к переключателю 24 рода работ, выходы которого соединеныс входами пороговых элементов 9 -9.Выход четвертого АЦП 134 соединентакже с дополнительно введенными 5 1 О 15 20 25 30 35 4 а 45 50 55 двумя пороговыми элементами 9 е и 9 ю, выходы пороговых элементов 9 -91 О подключены к блоку 25 коммутации, причем выходы дополнительно введенных двух пороговых элементов 99 и 91 р подключены и к блоку 14 контроля, Выходы блока 25 коммутации подключены к блоку 10 кодирования. Второй выход четвертого АЦП 134 подключен к блоку 10 кодирования и к блоку 14 контроля. Управляющий выход блока 10 кодирования связан с одним из входов блока 11 регистрации.На Фиг,2 приведена кинематическая схема координатного механизма перемещения прозрачного планшета блока 3 сканирования, содержащего ходовой, винт 27 продольного и ходовой винт 28 поперечного перемещений планшета 2, шаговые двигатели 29 и 30.Блок 10 кодирования (фиг.3) содер жит регистры 31-40, группы 41-50 элементов И, первые входы которых подключены к управляющим входам п 2",Ч пъ псп Ъп ОК иФ Э Э Э пО,", пр " блока 10, а вторые - к информационным выходам регистров 31-40, выходы групп 41-50 элементов И поразрядно подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ 51-53, выходы которых соединены с вторыми входами группы. элементов И 54, первые входы которой подключены через элемент НК 55 к входу блока 10 кодирования от блока 14, счетчик 56, связанный с информационным входом блока 10 от АЦП 134 нулевой установочный вход. которого соединен через элемент 57 задержки с информационным входом блока 10 от АЦП 134,группу элементов И 58, первые входы которой соединены с входом пп блока 10 кодирования, а вторые - с информационными выходами счетчика 56, выходы группы элементов И. 58 поразрядно подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ 51, 52 и 53, выход группы элементов И 54 является информационньпк выходом блока 10 кодирования, а управляющие входы пФ", п, пЧ", ПП П П ЕВ П ПП П П П П ф 1сж лпр ка 10 являются его управляющим выходом .Блок 14 контроля содержит (фиг.4) элементы ИЛИ 59-62, элементы И 63-76, триггеры 77-80, многовходовый элемент ИЛИ 81 и элементы ИЛИ 82-84,и элементы 85-87 задержки, при этомз 1273965 входы элементов ИЛИ 59-62 подключенытт и и и к соответствующим входам к , о и и и и и,и и и и т и ив т в ," Ри блока 14 контроля, подключенныхтакже соответствующим образом к элементам И 63-70,выходы элементов ИЛИ 59- 62 подключены к единичным установочным входам соответствующих триггеров 77-79, нулевые установочные входы которых соединены через 1 О элементы 85-87 задержки с выходами соответствующих элементов ИЛИ 82-84, первые входы которых связаны с соответствующими входами "Стоп" блока 14 контроля от АЦП 13 е, а вторые - 15 с входом "Стоп" от АЦП 13, подключенным также через элемент 88 задерж ки к первому нулевому установочному входу триггера 80 блока 14 контроля, прямые выходы триггеров 77-80 соеди иены соответствующим образом с входами элементов И 71-76, выходы элементов И 63-76 подключены к многовходовому элементу ИЛИ 81, выход которого связан с вторыми нулевыми ус тановочными входамй триггеров 77- 80 и выходом "Сбой" блока 14 кодирования.Блок 25 коммутации (фиг.5) содержит первый коммутатор 89,выпол ненный, например, в виде двухплатного галетного переключателя,второй коммутатор 90, выполненный например, в виде контактора на десять положений и элемент ИЛИ 91.Входы первого коммутатора 89 подключены к соответствующим входам ики, тт т и и и те и ,и еее тт и е и иЭ ) У Э ипти блока 25 коммутации, входы элемента ИЛИ 91 подключены к входу Ри 4 О блока 25 коммутации, при этом один из входов иц " и выход элемента ИЛИ 91соединены соответственно с вхои и и идами р, и 4 первого коммутатора 89. Входы второго коммутатора 90 45 соединены с соответствующими входамии и, т и и и и тт и 2 , дт " , " р " блока 2 5 коммутации . Выходы первого и второго коммутаторов 8 9 и 90 соединены с соотве тстии и и и и и и и,.и тт и т иэв в Р в е в веО у иси блока 25 кодирования. Устройство работает следующим образом. 55 Перед началом работы оператор производит начальную установку устройства. При считывании многоцветных,регистрах 31-38 цифровой признакцветности. В пороговых элементах91 -98 (фиг.1) оператор устанавливаеткод, соответствующий цифровому эквиваленту определенного цвета иэображения. Определение цифровых эквивалентов и кодов поля допуска, устанавливаемых в элементах 9-9 , произ.водится в результате предварительного считьвания эталонного или реального многоцветного изображения.При помощи блока 12 выбора шага дискретизации изображения оператор задает определенный шаг просмотра строкизображения и шаг квантования внутри строки считывания. Режим считьвания многоцветных изображений задается при помощи переключателя 24 рода работ, установленного в положение, показанное на фиг.1, При помощиблока 25 коммутации оператор можетзадавать режим избирательного вводаопределенного цифрового признакацветности, например красного, оран.жевого или желтого, установив первый коммутатор 89 блока 25 в соответствующее положение, или производить многоканальный избирательныйввод цифровых признаков цветности,,установив второй коммутатор 90 блока25 в замкнутое положение, а первыйкоммутатор 89 - в нейтральное. Отраженный от освещенной блоком 1 части изображения световой поток через коллимирующий объектив 4 поступает на светоделитель 5, которыя с помощью светоизбирательных дихроических зеркал 6 и 7 расщепляет его на три потока по цветовым признакам, выделяющих красную, синюю и прошедшую через два дихроических зеркала 6 и 7 зеленую составляющие. Составляющиевотраженного и прошедшего через два светоизбирательных дихроических зеркала 6 и 7 светового потока поступают на фотоприемники 8-8 подобранные по спектральным характеристикам в соответствии со, спектральными характеристиками выходов светоделителя 5 и позволяющие с достаточной точностью выделить различные цвета считываемого изображения путем сравнения уровней выходных сиг налов с пороговыми значениями,Сигнал с выхода фотоприемников 81-8 з поступает на АЦП 13-13 з, где форми 1273965руются унитарные цифровые коды, соответствующие цвету считываемого элемента многоцветного изображения.Работой АЦП 13,-13, управляетблок 12 выбора шага дискретизации изображения, с выхода которого навторые входы АЦП 13,-13 э поступает сигнал "Пуск", Цифровые коды с выходовАЦП 13-13 з поступают через переключатель 24 рода работы на соответствующие входы пороговых элементов 9 -98. При этом происходит сравнениепараллельного кода А, соответствующего цифровому эквиваленту определенно"го цвета, заранее занесенному в пороговый элемент 9,-9, с цифровымикодами В сигналов, поступающих с выходов АЦП 13,-134. Выходной сигнал"Равно" (А В) появляется лишь на выходе того из пороговых элементов 9 -9 в который был записан код, совпадающий, с учетом поля допуска, сцифровым кодом В считываемого элемента многоцветного изображенияСигналы "Равно" (А=В) с выходовпороговых элементов 9-9 поступаютчерез блок 25 коммутации на входыблока 10 кодирования, где осуществляется формирование цифровых признаков цветности, поразрядно передаваемых с выходов регистров 31-38 через соответствующие группы элементов И 41-48, элементы ИЛИ 51-53 навторые входы группы 54 элементов И,на первые входы которой поступает вслучае отсутствия сбойной ситуациичерез элемент НЕ 55 разрешающий сигнал с выхода блока 14 контроля. На , выходе группы элементов И 54 формируется цифровой признак цветности считываемого элемента многоцветного изображения. На управляющемвыходе блока 10 кодирования присутствует один иэ входных сигналовлд,нэ"н", используемых в блоке 11 регистрации.Сигналы "Равно" (А=В) с выходов пороговых элементов 9 -98 поступают на соответствующие входы элементов ИЛИ 59-61 и элементы И 63-69 блока 14 контроля. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 59-61 поступают на единичный установочный вход соответствующих триггеров 77-79, прямые выходы которых подключены к входам элементов И 71-76. Сигналы с выходовэлементов И 63-69, 71, 72 и 74 поступают на многовходовый элементИЛИ 81. Наличие сигнала на выходе многовходового элемента ИЛИ 81 позволяет зафиксировать сбойную ситуации, при которой передача сигналов с выхода группы элементов И 54 блока 10 кодирования в блок 11 регистрации прекращается.Сигналы "Стоп" с вторых выходов АЦП 1313 поступают через элементы ЙЛИ, 82-84 и элементы задержки 85-87 на нулевые установочные входы триггеров 77-.79,а сигнал "Сбой" с выхода многовходового элемента ИЛИ 81 на вторые нулевые установочные вхо 51015 ды триггеров 77-79, производя их подВ блоке 26, представляющем линейно-временной преобразователь, по управляющим сигналам блока 3 сканирования и управляющему сигналу "Пуск" с выхода блока 12 выбора шага дискретизации изображения осуществляется измерение координат Х и У считы" ваемого элемента многоцветного изображения. 25 30 Коды координат Х и У, сформированные в блоке 26, цифровой код признака цветности и сигналы с управляющего выхода "у" блока 10 кодирования поступают в блок 11 регистрации.Возможность многоканального Формирования признаков цветности считываемого элемента многоцветного изображения обеспечивается вторым коммутатором 90 блока 25, а регистрация получаемой информации - с помощью блока 11 регистрации с использованием сигналов управляющего выхода "у" блока 10 кодирования, позволяющих формировать и регистрировать массивы данныхотносящихся к определенным признакам цветности.В режиме многоканального считывания полутоновых изображений оператор устанавливает в блоке 10 кодирования (фиг.3), в регистрах 31- 40 и пороговых элементах 9-9 1 О (фиг.1) код оптической плотности, соответствующий выделяемым облас" тям полутонового иэображения, интересующих специалиста. В пороговых элементах 9-9 О (фиг,1) оператор устанавливает и поле допуска сравниваемых величин, При помощи блока 35 40 5 50 55;готовку к приему следующих управляю 20 щих сигналов, 127396510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 шага дискретизации оператор задает определенный шаг просмотра строк иэображения и шаг квантования внутри строки считывания, а переключатель 24 рода работ устанавливает во второе положение, подключив пороговые элементы 9 -9 к соответствующему входу четвертого АЦП 13 (фиг.1). При помощи блока 25 коммутации оператор может задавать режим избирательного ввода элементов полутонового иэображения с определенным кодом оптической плотности, например, установив первый коммутатор 89 блока 25 в соответствующее тВ 1 т 11 1 л 11 1 1 е 1 ф 11 Т 1 й и р , Ч ,, с , г , и, , р режим считывания полутонового изображения с выделением всех элементов полутонового изображения, установив первый коммутатор 89 блока 25 в положение "А", или режим многоканального считывания полутоновых изображений, например, с использованием десяти каналов, установив второй коммутатор 90 блока 25 в замкнутое положение, а первый коммутатор 89- в нейтральное положение.При считывании полутоновых изображений включается источник 16 монохроматического излучения блока 15 проходящего светового потока.Световой поток источника 16 монохроматического излучения через коллиматор 17, фокусирующий объектив 18, прозрачный планшет 2 и носитель изображения, закрепленный на планшете 2, проходит через фокусирующий объектив 20, диафрагму 21, попадая на фотоприемник 22 блока 19 фотоэлектрического преобразования, где преобразуется в электрический сигнал. Сигнал с выхода фотоэлектрического преобразователя 19 поступает на входфункционального преобразователя 23Преобразование выполняется с помощью логарифмического усилителя с использованием однолучевой схемы измерения (не показаны).С выхода функционального преобразователя 23 сигнал поступает на вход четвертого АЦП 134, с помощью которого формируется код оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения. Работой четвертого АЦП 13 управляет сигнал "Пуск" с выхода блока 12 выбора ша га дискретизации изображения. С выхода четвертого АЦП 13 код оптической плотности в унитарном виде поступает на пороговые элементы 9 и 9 и через переключатель 24 рода работ - на пороговые элементы 9, -9. При этом происходит сравнение караллельного кода А оптической плотности, соответствующего выделяемым областям полутонового изображения и заранее занесенным в пороговые элементы 9-9,О, с текущим значением кода В оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения, формируемого в унитарном виде на выходе четвертого АЦП 13 .Сигнал "Равно" (А=В) появляется лишьна выходе того из пороговых элементов 9,-9,О, в который был записан код, совпадающий (с учетом поля допуска) с кодом оптической плотностисчитываемого элемента полутонового изображения. Сигналы "Равно" (А=В) с выходов пороговых элементов 9 -9 поступают через блок 25 коммутации на соответствующие входы блока 10 кодирования, где.осуществляется .формирование кода оптической плотности с выходов регистров 31-40 через соответствующие группы элемен,тов Й 4 1-50,поразрядно передаваемогочерез элементы ИЛИ 51-53 на вторые входы группы элементов И 54, на пер" вые входы которой поступает, в случае отсутствия сбойной ситуации,через инвертор 55 разрешающий сигнал.В режиме считывания полутонового ,изображения с выделением всех элементов полутонового изображения кодоптической плотности формируется на счетчике 56 блока 10 кодирования,на счетный вход которого поступает унитарный код по входу блока 10 от АЦП, 131. С информационных выходов счетчика 56 сигналы поступают на вторые входы группы 58 элементов И, на первые входы которой по входу "л" блока 10 кодирования поступает один из сигналов "Больше" (А ) В), "Равно" (А=В) или "Меньше" (А В) результата сравнения в пороговом элементе 9 Сброс счетчика 56 в исходное состоя" ние осуществляется сигналом Стоп", поступающим по входу, блока 10 от блока 13 через элемент 57 задержки на нулевой установочный вход счетчика 56. Сигналы с выходов группы элементов И 58 поразрядно передаются через элементы ИЛИ 51-53 на соответ1273965 10 9ствующие входы группы элементов И 54.Сигналы "Равно" (А=В) с выходов /пороговых элементов 9, -9,р поступают на соответствующие входы элемен тов ИЛИ 59-62 и элементы И 63-70 блока 14 контроля. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 59-62 поступают на единичные установочные входы триггеров 59-62, прямые выходы коО торых подключены соответствующим образом к входам элементов И 71-76, Сигналы с выходов элементов И 63- 76 поступают на многовходовый элемент ИЛИ 81. Наличие сигнала на вы ходе многовходового элемента ИЛИ 81 фиксирует сбойную ситуацию, при которой передача кода оптической плотности с выхода группы 54 элементов И блока 10 кодирования в блок 11 20 регистрации прекращается.Сигнал "Стоп" с выхода четвертого АЦП 134 поступает через элемент 88 задержки блока 14 контроля на нулевой установочный вход триггера 80, а через соответствующие элементы ИЛИ 82-84 и элементы 85-87 за" держки - на нулевые установочные входы триггеров 77-9, а сигнал "Сбой" с выхода многовходового эле мента ИЛИ 81 поступает на вторые нулевые установочные входы триггеров 77-80. Таким образом осуществляется подготовка триггеров 77-80 к приему следующих управляющих сигналов.Коды координат Х и У , сформированные в блоке 26 определения координат, и код оптической плотности, сформированный в блоке 10 кодирова ния, поступают в блок 11 регистра" ции, в котором осуществляется в зависимости от выбранного режима регистрацйя получаемой информации для дальнейшей ее обработки с помощью 45 ЭВМ. В режиме многоканального считывания полутонового изображения в бло. ке 1 1 регистрации используются сигналы с управляющего выхода блока 10 кодирования50Таким образом, использование блока 15 определения проходящего свето-вого потока, фотоэлектрического пре, образователя 19, функционального пре. образователя 23, переключателя 24 55 рода работ, блока 25 коммутации, блока 26 определения координат, четвертого АЦП,134, двух дополнительно введенных пороговых элементов 9 и 9 и соответствующих конструктивюных связей расширяет область применения устройства и круг решаемых задач, обеспечивая возможность многоканального считывания многоцветных и полутоновых изображений. Формула изо.бретения 1. Устройство для считывания многоцветных изображений, содержащее оптически связанные блок проецирования светового пятна, блок ска"нирования, коллимирующий объектив, светоделитель и три фотоприемника, выходы которых соединены с первыми входами трех аналого-цифровых преобразователей, одни из выходов ко- торых подключены к входам первой группы блока контроля, входы второй группы которого соединены с выходами пороговых элементов, а выходс управляющим входом блока кодирования, выходы которого подключены к одним из входов блока регистрации, блок выбора шага дискретизации изоб" ражения,. входы которого подключены к выходам блока сканирования, а вы" ход - к вторым входам аналого-цифровых преобразователей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности избирательного считывания элементов полутонового многоцветного изображения, оно содержит блок коммутации, блок определения координат, переключатель рода работ, дополнительные пороговые элементы, последовательно соединенные фотоэлектрический преобразователь, функциональный преобразователь и четвертый аналого-цифровой преобразователь, а также блок формирования проходящего светового потока, оптически связанный с фотоэлектрическим преобразователем, один из входов четвертого аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом блока выбора шага дискретизации, а выходы - соответственно с входами дополнительных пороговых элементов и с одними из входов блока кодирования и блока контроля, выходы блока сканирования подключены к входам блока определения координат, выходы которого соединены с другими входами1273965 11 блока регистрации, информационные выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам переключателя рода работ, выходы которых соединены с соответствующими входами , пороговых элементов, выходы которых подключены через блок коммутации к соответствующим входам блока кодирования. 22. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок формирования проходящего светового потока содержит последовательно расположенные и оптически связанные источник монохроматического излучения, коллиматор и фокусирующий объектив.