Устройство для сканирования изображения

(1)64 О 333 Союа Советских Социалистических Республик5) Дата опубликования описания 20,02.7 72) Авторы изобретени(54) УСТРОЙСТВО ЛЯ СКАНИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в телевизионных установках автоматического распознавания и выделения элементов изображения.Известны устройства для сканирования изображения 1), содержащие сдвигающий регистр, соединенный с блоком управления регистром, подключенным к генератору цикла развертки, логические элементы И, ИЛИ, счетчики и блок управления центрированием и сканированием изображения.Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная большим количеством оборудования,Известно такке устройство для сканирования изображения 21, содержащее сдвигающий регистр, выход которого подключен к блоку передачи видеосигналов, соединенному с выходом устройства, генераторы тактовых импульсов, генераторы строчных и кадровых синхроимпульсов и логические элементы И, ИЛИ.В этом устройстве апертура разм.- ром тХи элементов образуется при помощи регистра задержки, составленного из последовательно соединенных сдвигающих регистров. Каждый из (т - 1) первы. строчных регистров содержит по Ж ячеек памяти, где Л - число элементов разложения, приходящихся на одну строку телевизионного изображения (число дискретов на строке), а количество ячеек последнего 5 строчного регистра равно ширине и апертуры. Полный объем регистра задержки составляет, таким образом, (п - 1) Ь+ и ячеек.Первые и ячеек каждого строчного регистра в совокупности образуют собственно апертуру. Бинарный телевизионный видеосигнал подается на первую ячейку регистра первой строки и проталкивается:последовательно через все регистры им пульсами генератора тактовой частоть 1 соскоростью, определяемой скоростью развертки телевизионного изображения. Прп этом апертура (ее центральный элемент 1 как бы обегает (сканирует) изображение 20 за время длительности одного телевизионного кадра. Сканирование начинается с л;.вого верхнего угла кадра, откуда апертура дискретно (поэлсментно) перемещается вправо до конца строки, затем возвращает ся к началу развертки и одновременносмещается вниз на одну стооку, после чего опять движется вправо и т. д. Состояния каждого из элементов апертуры передаются на выход устройства специальной схехсэй переноса, которая открывается вкаждом такте дискретного сканирования после окончания переходных процессов в элементах регистра задержки.В тех случаях, когда наблюдаемые телевизионной камерой объекты малоподвцкцы или подвижны восе (изменения цх формы или положения на экране про. исходят медленно в сравнении с частотой телевизионных кадров), возможен просмотр полного телевизионного изображения цо частям за время длительности нескольких кадров. Прп этом объем сдвигающих регистров н их быстродействие, определяемое скоростью телевизионной развертки, оказываются избыточными.Целью изобретения является упрощение устройства за счет уменьшения объема регистра задзерккц телевизионной сканиру 1 ощей логической апертуры и повышение быстродействия устройства прп анализе малоподвижных объектов.Для этого устройство содержит буферный регистр и коммутатор, зходы которого соединены с выходамц генераторов строчных и кадровых синхроцмпульсов, а ззыходы - соответственно с одццмп из входов первого, второго и третьего логическихх элементов И и управляющим входом блока передачи видеосигналов, другие входь. первого, второго и третьего логических элементов 1 Л соединены соответственно со входом устройства и с выходамц генераторов тактовых импульсов, выход первого логического элемента И соединен через буферный регистр со входом сдвш ающего регистра, управляющий вход которого подключен к выходу третьего лопгческого элемента И и к одному цз входов логического элемента ИЛИ, другой вход которо. го соединен с выходом второго логического элемента И, а выход - с упразляющим входом буферного регистра.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 - -временная диаграмма работы.Устройство содержит вход устройства 1, логические элегценты И 2, 3, 4, логический элемент ИЛИ б, буферный регистр б, сдвигающий регистр (задержки) 7, блок передачи видеосигналов 8, генераторы тактовых импульсов 9, 10, коммутатор 11, генератор строчны.; сцнхроимпульсов 12, гецсратор кадровых сицхроцмпульсов 13, контрольные клеммы 14 - 19, выход устройства 20.На фиг. 2 показаны эпюры напряжений в контрольных клеммах 4 - 17 схемы фиг. 1 при сканировании двух последовательных телевизионных кадров апертурой с п=5 при длине строчного сдвигающего регистра К=12 ячеек. (Исключение составляет последний строчной регистр, длина которого, как уке отмечалось, равна ширине и=5 апертуры).В процессе сканирования первого теле 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 60 65 визионного кадра после каждого 1-го сцнхроимпульса (фиг, 2,а), вырабатываемого генератором 12, на выходе коммутатора 11 формируется прямоугольный импульс напряжения, разрешающий прохождение через логический, элемент И 2 входного видеосигнала и через логический элемент И 3 - двенадцати тактовых импульсов записи (фиг. 2,б) с частотой повторения, определяемой частотой следованцч элементов разложения в процессе развертки изображения, В результате в буферный (сдвигающий) регистр б вписывается часть -ой строки изображения шириной в 12 элементов. Вслед за этим на выходе коммутатора 11 появляется прямоугольный импульс напряжения, разрешающий прохождение через логический элемент 1 Л 4 двсцадцати импульсов перезаписи (фиг. 2,в) от генератора 10. Этими импульсами, поступающими на тактовый вход сдвгнаогпсго регистра 7 (задержки) непосредственно и ца вход буферного (сдвпгающего) регистра б через логический элемент ИЛИ 5, осуществляется поэлсментная перезапись содержимого регистра б в первый строчный регистр сдвигающего регистра 7. Одповременцо все содержимое рсгцстра 7 продвигается по направлению к .выходу ца 12 дцскретов. При этом, если в течение первых четырех тактов перезаписи в каждом строчном регистре в пределах первых пятц ячеек одновременно присутствуют элементы изображения двух соседних строк телевизионного растра (т. е, топология изображения в пределах апертуры нарушена), то в последуощпе 8 тактов ос - ществляется нормальное сканирование телевизионного изображения в горизонтальном направлении, На это время ца выходе коммутатора 11 выраоатывается последовательность цз 8-ми прямоугольных импульсов (фцг, 2,г), открыва ощцх блок Я цсрсдачц видеосигналов, ц содержимое рсп.стра 7 (в пределах собственно апертуры) поступает на выход 20 устройства.Таким образом, центр апертуры за вре. мя одного телевизионного кадра сканируег изображение в пределах вертикальной полосы шириной в К - и+1=8 элементов разложения, дискретно перемещаясь в горизонтальном направлении от левой границы этой. полосы к правой с последуюпшм возвратом па исходную позицию (под действием первых а цз К тактовых импульсов перезаписи) в каждой строке растра.В каждом последующем телевизионном кадре все три выходных напряжения коммутатора 11 сдвигаются вправо по оси ремецц относительно строчного синхроцмпульса ца величину, соответствующую 8-ми дискретам (фиг. 2,д, 2,е, 2,ж), и скаццровацце осугцествляется уже в соседней вертикальной полосе изображения той же ширины. Полное телевизионное изображе 640333ние сканируется, таким, образом, зз К 1 К - и+ 1) циклов кадров развертки.Сканирование по частям полного телевизионного изображения, реализованное в предлагаемом устройстве, позволяет существенно уменьшить объем регистра (задержки) 7. Например, если в известны устройствах размером 5 Х 5 элементов ,т = и =5) прц Л=400 регистр (задержки) 7 содержит (т - 1) Л+ и=4 Х 400+ 5 = =1605 ячеек памяти, то в предлагаемом устройстве апертура тех же размеров потребует для своей реализации регистра (задержки) 7 с числом ячеек, равны:, (и - 1) К+ и = 4 Х 12+ 5=53. Дополнительныйый буферный (сдвигающий) регистр содержит К=12 ячеек,Процесс записи информации в буферный (сдвигающий) регистр б занимает на каждой телевизионной строке время, соот. встствуюц 1 сс развертке К последовательных дискретов, что составляет (КХ) -о часть длительности полной телевизионной строки, Остальная ее часть, соответствующая развертке последующих (У - К) дис кретов, может быть целиком использована для перезаписи информации из буферного регистра б в сдвигающий регистр 7. Прц этом, если К ,М, то частота следования тактовых импульсов перезаписи может быть выбрана много меньшей частоты следования тактовых импульсов записи (показано ца фцг. 2.б ц 2.в, 2,д ц 2,е). Например, прн Л=-400 ц К=12 этц частоты могут находиться в Отношашп К(Л - .К) =1/32, чтэ существенно сиикает треоованця к быстродействию элементов регистра 1 задержки) 7 и блока 8, на долю которых приходится основной объем аппаратуры устройства для сканирования. Одновременно в той же степени снижаОтся требования к быстродействшо любого устройства логической обработки изображения в пределах апертурьп подключаемого к выходу 20, в практических система.; телевизионной автоматики.Формула пзооретенцяУстройство для сканирования изображения, содержащее сдвигающий регистр, выход которого поделОчен к блокх переда- и видеосигналов, соединенному с выходом О устройства. генераторы тактовых импульсов, генераторы строчных ц кадровых сцнхроцмпульсов и логические элементы И, ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродей ствця устройства, оно содержит буферныйрегистр и коммутатор, входы которого сосдцнець с выходап генераторов строчных и кадровых спцхроцмпульсов, а выходы - соответственно с одними пз входов перво го, второго ц третьего логических элементов 11 ц с управляющим входом блока передачи видеосигналов, другие входы первого, второго ц третьего логических элементов И соедцнень. соответственно со входом 25 устройства ц с выходамп генераторов тактовых импульсов, выход первого логического элемента И соединен через буферный регистр со входом сдвцгающего регистра, управляющий вход которого подключен к выходу третьего логического элемента И и к одному из входов логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго логического элемента 11, а выход - с управляющим вхо дом буферного регистра.Источники информации, пршгятые вовнимание прц экспертизе:1. Патент СШЛ ЛЪ 358;047, НКИ 340 - 40 146,3, 1968,2. Ссредцнскцй А. В. п др. Телсвцзпоцпыц лог; 1 ескц 1 фильтр. Вопросы радиоэлстроицын, серия Тсхнп 1 а телевпде.нця);, вып. 1, 1968, с, 43 - 52.640333 ЦЫЛЛЛЛПДИИ.ХБ аказ 985/15701-ПО Госуд Изд. Л"в 801 Тираж 799 твенного комитета СССР по делам изобретен 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Подписноеи открытий п. Харьк, фил. пред. Патент Составитель В. КиселевРедактор Ю. Челюканов Текред С. Антипенко Корректор И. Симки