Устройство для определения параметров изображения

(21) 3919 (22) 26.0 (46) 15.0 (71) Винни титут (72) И,В. В.Г,К аси оводниковыеоптической я, 1976, с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 97/24-24(56) Зотов В.Д. Полустройства восприятинформации, М.: Эне110,Авторское свидетельство СССРР 991452, кл . С 06 К 9/46, 1983 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНПАРАМЕТРОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к автомтике и вычислительной технике и предназначено для использования всистемах поиска, слежения, наведении технологического контроля. Цельюизобретения является повышение точности устройства за счет определения дополнительных параметров, харатеризуюших изображение, Устройствосодержит светоделительный блок, блоформрозания опорных сигналов и дваидентичных блока обработки изображений. Каждый блок обработки изображения содержит световолоконныйтрансформатор, линейку фотоприемников, два формирователя импульсов,три счетчика импульсов и коммутаторз.п. ф-лы, 2 ил, 128381Изобретение Относится к яе 1 т амати"ке и вычислительной технике и мажетиспользоваться для измерееееея координат объектов в системах поиска, слежения и наведеция,в устройствахконтроля и управления технологическими процессами,Цель изобретения - повышение точности устройства путем определениядополнительных параметров, характе - 1 Оризующих изображение,На фиг.1 изображена функционяп 1, -ная схема предлагаемого устройства;на фиг,2 - пример обрабатываемогоизображения и временные,пиягряммы 15работы устройства,Устройство содержит (фиг.1) све -тоделительньее блок 1, генератор им -пульсов 2, счетчик 3 импульсов, делитель 4 частоты, триггер 5, перв 20вый 6 и второй 7 элементы 2 И-НЕ,шину 8 тактовых импульсов, два иденовтичных блока 9 и 10 оорабатки изоб -ражений, световолоконный трансформа -тор (фокон) 11, линейки фотоприемников 12 иэ элементов с зарядовойсвязью, первый 13 и второй 11 Форми -1рователи импульсов, первый 15, вта -рой 16 и третий 17 счетчики импульсов, коммутатор 18. Зпемее 1 ты 2 - 7образуют блок Формирования опорныхсигналов .Первьпй, второй, третий, четвертый и пятый выходь 1 блока формирования опорных сигналов обозначены па - 35зициями 19-22 соответственно.Устройство работает следующим сб -разом. Изображение, подлежащее обработкепоступает на вход светодепительцой призмы. В светоделительной призме это изображение разделяется ца два изображения, которые поступают в бпо - ки 9 и 10 обработки. Выходная линейная апертура фокона 11 блока 101 ориентирована вдоль оси ОХ декар; - вой системы координат, а выходная апертура фокона 11 блока ЕО ориец - тирована вдоль Оси ОУ декартовой 50 системы координат. Таким образом, фокон 11 выполняет преобразование входного изображения в ориентированную вдоль координатной оси ОХ узкую полоску, длцна которой равна диямеру иэображения в направлении оси ОХ, а фокон блока 9 преобразует входное изображение в ориентированную вдоль оси ОУ узкую полоску, длина которой ряцц ццяметру изображения в цапрявлецц 1 11 и ОУ, Преабразоняццые изображения в первом и втором кяця.геах цаказяць; ця Фиг,2 я. Иэпуче - цце с ееыхадав Фскоцсв поступает ця оптические вхапь 1 ячеек фотоприемных линеек 12. Пад действием световогоизлучения в секЕЕиях накопления ячеек,ца которые ееоступяет свет с выходог, Фоканов, происходит накопление зяря - дов. Таким образом, секции накопления ячеек Фотоприемных линеек, на которые проецируются преобразованные изображения, оказываются заря - женными. Дальнейшее рассмотрение работы устройства будем вести гспько для блока 10, так как блоки 9 и 10абсолютно идентичны . Временные диа - граммы представлены ня фиг,2 б. Генератор 2 импульсов вырабатывает пря - моугольные импульсы, период следования которых равен Т, Зти импульсыпоступают ца вход задающего счетчика 3 импульсов, коэффициент пересчета которого равен И, где И- число Фотоприемных элементов в линейке 12, Задающий счетчик 3 работает таким браэом, что при приходе на его вход каждого (ш+1)-го импульса на еговыходе появляется импульс напряжения нулевого уровня, а в остальное время (в течение К тактов) ца его выходе присутствует напряжение "1".Импульс напряжения нулевого уровня поступает 11 а входы установки в нулевое состояние г;ервога 15, второго 16 и третьего 17 счетчиков импульсов,устанавливает их в нулевое состояние разрешает счет импульсов, которые поступают на счетные входы этих счетчиков с выхода генератора импульсов2 причем счет импульсов начинаетсяс момента окончания этого импульса. Кроме того, импульс нулевого напряжения с выхода задаюшега счетчика 3 Оступает ня вторые вхадь 1 первого 6 и второго 7 элементов 2 И - НЕ и на выходах этих элемееЕтсв устанавливается напряжецие "1", которое сохраняет - ся в течение времени этого импульса, Напряжение "1" с выходов элементов 2 И-НЕ, 6 и 7 поступает по шине тактовых импульсов 8 на тактовые входы фотоприемной линейки 12 и абеспечивает рассасывание зарядов, которыемогли по каким-либо причинам остать -ся в секциях переноса Фотоприемнойлинейки после предыдущего цикла ря3з 8 18 ботсы устройства. 11 озтому к кон 1 г у имсгульса нулевсн о напряжения на выхогсе задающего сче гчика импульсов в секциях переноса Фотоприемной линейкизаряды отсутствуют, С момента окончания импульс;-, нулевого напряжения на выходе задающего счетчика 3, когда на первые входы первого о и второ, о 7 элементов 2 И - НЕ поступает напряжение "1" едингщы, начинается про -сО Т соответствует один импульс генератора 2. Таким образом, в каждом такте на счетные входы счетчиков поступает один импульс и состояние счетчиков увеличивается на 1. Предположглм, что преобразованное изображение в хождение импульсов с выходов триг - гера 5 на шину 8, тактовых импульсов через элементы 2 И-НЕ, Таким образом, на тактовые входы фотоприемной линейки поступают противофазные последовательности прямоугольных импульсов, длительность которых равна длитель - ности паузы между ними и равна периоду Т следования импульсов генератора 2. Кроме того, с момента окончания импульса нулевого напряжения задающего счетчика 3 начинается счет импульсов генератора 2 первым 15 и третьим 17 счетчиками импульсов,Под действием тактовых импульсов, поступающих на тактовые входь., в фотоприемной линейке 12 происходитсдвиг занесенной в секции переноса информации, соответствующей преобразованным изображениям, причем в каж 30 дом такте сдвиг происходит равно на одну ячейку в направлении первой ячейки секции переноса, которая соединена с выходом секции переноса фотоприемной линейки. В исходном сос- З 5 тоянии на выходе первого форьярователя импульсов 13 и на выходах второго формирователя импульсов 14 присутствует нулевое напряжеггие. Нулевое40 напряжение с выхода блока 13 посту - пает на управляющий вход коммутатора 18, при этом выход соединен с его первым входом. на который поступают импульсы с выхода генератора 2 так,45 что на вход третьего счетчика 7 поступает импульсы с выхода генератора 2. Тактовые импульсы, управляющие сдвигом информации в секциях переноса фотоприемных линеек, формируются из импульсов генератора 2, которые поступают на счетные входьс счетчиков. Поэтому кажгтому такту длительностгг пс ргом канаге определения координатГпро Рцир ОБ ало сь нс я ч ейк% с 1 с й стор - ю, Во время импульса нулевого напряжения задакщего счетчика зарядыиз секции накопления были перенесеныв секции переноса этих же ячеек изатем начался процесс сдвига, управляемый тактовыми импульсами, В каждом такте информация сдвигается на одну ячейку, так что по прошествии (с-) тактоь информация в секции переноса сдвинется на (1 с. - 1) ячеек и будет занимать ячейки с первой по ср+1) -ю, Все это время напряжение на выходе формирователя временного глнтервала не изменяется и счетчики 15 и 17 считают гоступающие на ихвходы импульсы, так что на выходах счетчиков 15 и 17 присутствует число (1 с), Второй счетчик б в это время не считает входные импульсы, так как на его управляюсщш вход с выхода Формирователя временного интервала 13 поступает нулевое напряжение. В 1-м такте с первой ячейки фотоприемной линейки 12 сигнал, возникающий при считывании находящегося в ней заряда, поступает на вход 13, а на его выходе вознглкает напряжение "1". Счетчики 15 н 17 в Е-м такте увеличивают свое состояние на 1 и на их выходах устанавливается число 1, рав- ное коордгнате ближайшего к координатной осзг данного блока края изображения . Си гнал с выхода секции переноса Фотоприемной линейки 12 поступает на вход первого формирователя 13 импульсов, вследствие чего формируется прямоугольный импульс напряжения "1 плительность которого пропорциональна размеру преобразованного ггзображения. С выхода Формирователя 13 напряжение "1" поступает на управляющий вход коммутатора 18 и на вход разрешения счета второго счетчика 16. Это приводит ктому, что выход 18 отключается отего первого входа и подключается ковторому входу, который соединен свыходом делителя частотг: 4. Делительчастоты .4 делит частоту поступающихна его вход импульсов генератора 2на два, Таким образом, состояниетретьего счетчика 17 увеличиваетсяна единицу только по каждому второму импульсу генератора 2, Коммутатор 18 находится в состоянии, в котором его выход соединен со вторым его вхо дом В течеегке Всего нрь 1 нк присут - стния напряжения "1" ца выходе Ьэ) - мирагзателя 13, Прк поступлении ца вход второго Формирсвателя импу:Еьс.: п 14 переднего положительного фронта выходного импульса формирователя 13 на его первом выходе формируется короткий положительный импульс, который поступает на вход остановки первого счетчика 15, который вследстгпз О этого сохраняет свое состояние, Таким образом, на Выходе пер)ого счет - чика 15 до конца цикла обработки изображения присутствует число равное координате ближайшего к оси о) коорденат данного блока края изобра - жения. Второй счетчик 16 начиняетсчет импульсов, приходяЕЕгх ца его вход и в 1 г.-м такте, принимает состояние "1", третий счетчик 17 начицае 2 О счет импульсов, частота каторьхвдвое ниже частоты импульсов генератора 2, т.е. счетчик 17 увеличицат свое состояние на едгегиггу только В каждом втором такте, В процессе сдви га информации в секции переноса фотоприемной линейки 12 в каждом так те с 1 г.-го по р-й на ее выходе появляется импульс, при этом ца выходе формирователя 13 сохраняется напряжение "1" и счетчики импульсов 16 и 17 ведут счет импульсов как описано вьеепе. По прошествии (р - 1) тактов в первой ячейке фотоприемной лицей - ки находится заряд, который быц накаплен в р-й ячейке линейки Во вре - мя проецирования на нее преобразованного изображения. В р - м такте заряд первой ячейки Фотоприемной линейки поступает на выход и после этого в последующих тактах на выходе Фотоприемной линейки сигналы боль ше нь появляются. В р-м такте счет - чик б, на вход которого поступило (р-с+1) импульсов эа время с 1 Г-го по р-й такт, устанавливается в сос - таяние (р-с+1), т,е, его результат счета равен размеру преобразованного изображения (т,е. диаметру вход - ного изображенияпо координатной оси данного блока), После поступле- НИЯ ПОСЛЕДНЕГО ВЫХсЭДНОГО СИГНаЛа С фотоприемной линейки на вход фармврователя 13 он формирует заднийфрант импульса напряжения "1", д;из -т ель ность к отара го проп Орционал ьнадлине входного изображения, Отрицз -тельный перепад напряжнкя с Выхода 6с 1 с.рм 1)с)цат 5 я1 с)сту 121 1(1 ,хс)д с)СМКраг)ЯТця 14ца 1 Оран т:,ЬХ Ггг)ТО)ОГО ПСЯЕ 1 ЛЯЕ СЯ КОРО 1 Ь 1 Й сГ)1 ца ГЛЬЦЫИ ЗМ".У:1(С Ц(псРЯЖЦИЯЦОГ ГУЛ(1 ЮЗЙ ца Вход( ОГ такс)нки т 1)етьГ ( с"чика кс(1 пулесОВ 1 I При пост" пленки1 ГУ 1 е В О 1 0 1а и э Я ж ц и Я с В ь х с ) Е 2ф О Р 15 з Р ОВатля 13 ца управляющий вхс д 18сО ГЛ ЕДНКЙ В ОСБР 11 ЕаТ С 51 В С ОГ ТОЯ ЦКЕкотором его выход соединен с его :.рйым ВходомПод лей стезием цу.1 БО го напряжения, ко горо поступает ца Вход разрешения счета счетчика 16 выхода фармиров(ателя 3 .этОт сче чкк также прекращает счет е)ходцыхимпульсоц к сохраняет состояЕке, в ко гора установи:ся перед э гкм. 12 - ким образом, по прашествск р тактов ЦГЕ СЧЕТЧИКИ Канала ПРКРаГЕ 2 Ют СЧЕ г и находятся в состоянии хранения ре.зультатав счета. Как было Е.оказацо Выепе, перзый счетчик 15 сосчиталимпульсов и на его выходе грисут,.твует число Р, равное коордкнате б.гкжайшего к аск координат края изображения. На выходе счетчика 16 присутствует число (р+1), которое равно диаметру изображения Относигельно оск координат данного блока Па Выходе Счетчика 17 присутствует число к+рк+ ) /2, где (х) - целаячасть х, которое равно координатесередины преобразованного кзобра -жения или координате центра Входного изображения относительно оск координат даццога бчака. Эти результаты счета сохраняются на выходах счетчкков до конца цикла обработкк изображения, дгктельность которого задает - ся счетчиком 3 и огределяется количеством ячеек и фотоприемной лкцейДлит)1 ьесость 11 икла Об 1) абаткк из Об - ражецкя р агс е а М, По прошествии М так - " ОВ на Выходе задающего счетчика 3появляется импульс нулевогс напряжения, которьй устанавливает счет -.Икк и цулцое состояние, о сисаетячейки фотоприемной лкчейкк к пагг)Г)ему окоцчацик начинает новый циклобработки изображения,Фар мул ац за брегчияУстройство для Определениясарамтров изображегся, ГО;ЗсзржалеГветоделительеый блок к де)2 блокач а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен блок формирования опорных сигналов, а каждый блок обработки изображения содержит оптически связанные световолоконный трансформатор и линейку фотоприемников, вход уста - новки в нулевое состояние и два тактирующих входа которых подключены к первому, второму и третьему входам блока формирования опорных сигналов, первый формирователь импульсов, вход которого соединен с выходами фотоприемников, а выход подключен к входу второго формирователя импульсов, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к четвертому выходу блока формирования опорных сигналов, входы установки в нулевое состояние счетчиков подключены к первому выходу блока фор - мирования опорных сигналов, входы остановки счета соединены с первым выходом второго формирователя импульсов, а выходы счетчиков являются выходами устройства, коммутатор, первый информационный вход которого подключен к четвертому выходу блока формирования опорных сигналов, второй информационный вход подключен к пятому выходу блока формирования опорных сигналов, а управляющий вход соединен с выходом первого формирователя импульсов, третий счетчик Я:30 , 8 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом коммутатора, вход установки в нулевое состояние подключен к первому выходу блока формирования опорных сигналов, вход остановки счета соединен с вторым выходом второго формирователя импульсов, а выход является выходом устройства, причем входы световолоконных транс О форматоров оптически связаны со светоделительным блоком,2. Устройства по и.1 о т л ичающее ся тем, что, блокфор мирования опорных сигналов содержитсчетчик имгульсов и два элемента2 И-НЕ, первые входы которых соединены с выходом счетчика импульсови являются первым выходом блока фор - 20 мирования опорных сигналов, а выходы являются соответственно вторыми третьим выходами блока формирования опорных сигналов, триггер, прямой и инверсный выходы которого 25 соединены со вторымивходами элементов 2 И-НЕ, генератор импульсов иделитель частоты, причем входы счетчика тонггср;., делителя частотыи выход генератора импульсов явля- ЗО ются четвертым выходом блока формирования опорных сигналов, а выходделителя частоты является пятым выходом блока формирования опорныхсигналов.Сос та вит ель А, КрасновРедактор В.Ковтун Техред И,Попович орректор Л.Пилипенко Зак одпис роизводственно-полиграфическое пре.,:,приятие, г, Ужгород, ул, Проектна Рею счеща а.жцина 1 б7 РИ ИОВЮдЕщцина 7 "7 Щ 745/50 Тираж ББИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж70 го комитета СССй и открытш Раупская наб