Устройство для считывания изображений

(504 С 0 00 ГОсудАРс ПО ИЗОБР ПРИ ГННТ ЕННЫИ КОМИТЕТНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСР САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ видеосигнала, блок синхронизациии управления, три счетчика, блоки вделения границ по координатам Х и Тэлемент И, блок видеоконтроля, блокприема и передачи информации сопряжения, цифроаналоговый преобразователь, амплитудный дискриминатор,генератор импульсов, сдвиговый регистр, введен формирователь сигналапрерывания, управляющие входы которога соединены соответственно с перфвым выходом блока синхронизации иуправления, вторым входом селекторавидеосигнала, третьим выходом селектора видеосигнала, выходом цифроаналогового преобразователя и выходомблока выделения границ по координате Х, Один из выходов блока приемаи передачи информации подключен кинформационному входу формирователясигнала прерывания, выход которогосоединен с входом сигнала запросаблока приема и передачи информацни.1 з.п. ф-лы, 3 ил. СССР 1985 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯАЖЕНИЙ АНИЯ ИЗОносится к автоьной технике и вано для считыва ой обработки изоетения - иовыя за счет прекращания по достиования уровня изображения. В ащее телевизионныйль, селектор левизионного растизображения,Устройство (филевизионногтеля 2, селблока 4 синпервого 5ка 7 выдел7, блока 8динате Х, здеоконтролядачи информ итыв ра(57) Изобретение от матике и вычислител может быть использо ния и предварительн бражений. Цель изобр шение быстродействи щения процесса счит женин порогом квант наибольшей яркости устройство, содерж датчик,видеоусилит Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может. быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений и является усовершенствованием устройства по авт.св. Р 1251135.Цель изобретения в повышен бы стродействия устройства,На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема блока интерполяции; на фиг.3 - принцип дискретизации тео датчика 1, видеоусилиектора 3 видеосигнала, хронизации и управления,араго 6 счетчиков, блограниц по координате выделения границ по коорлемента И 9, блока 10 виблока 11 приема и переации, цифроаналоговогопреобразователя 12, амплитудного дискриминатора 13 и генератора 14 импульсов. Позицией 15 обозначена ЭВМ. Устройство содержит также сдви-5 говый регистр 16, третий счетчик 17 и Аормирователь 18 сигнала прерывания, который содержит источник 19 опорного напряжения, сумматор 20, компаратор 2 1, счетчик 22 и элемент И 23 (Лиг.2)Телевизионный датчик 1 предназначен для получения стандартного телевизионного видеосигнала. Видеоусилитель 2 предназначен для усиления 15 видеосигнала до необходимого уровня, селектор 3 видеосигнала - для выделений из полного телевизионного видеосигнала сигналов строчной и кадровой синхронизации и приведения 20 этих сигналов к необходимому логическому уровню, Блок 4 предназначен для синхронизации блоков устройства в соответствии с ходом телевизионной развертки и установки счетчиков в 25 исходное состояние, Счетчик 5 предназначен для уменьшения частоты следования строчных синхроимпульсов в соответствии с задаваемым коэффициентом деления К 1. Счетчик 6 предназна чен для уменьшения частоты следования импульсов опорной частоты генератора 14 в соответствии с задаваемым коэфАициентом деления К . Блок 7 выделения границ по координате 7 предназначен для выделения окнан и 35 т,е. участка растра по кадру (по координате У). Блок 8 предназначен для выделения границ по координате Х, т,е, выделяет для ввода участок строки. В течение цикла ввода изображения блок 8 выдает последовательность импульсов, соответствующую во временной области моментам Аормирования первичных отсчетов изображения в объеме выбранного числа элементов45 разложения, Элемент И 9 разрешает прохождение импульсов опорной частоты генератора 14 в счетчик 6 по сигналу из блока 7 выделения границ50по координате У. Блок 10 видеоконтроля предназначен для начальной ориентации телевизионного датчика 1 иконтроля за наличием объекта на рабочей позиции,55Блок 11 приема и передачи информации предназначен для организации свя-,зи устройства для считывания визуальной инАормации с ЭВМ, Этот блок реалиэует прямой и программный режимы доступа к памяти ЭВМ, содержит буферные регистры для хранения инАормации о Аормате разложения, относительном местоположении считываемогоучастка растра, о пороге квантования видеосигнала по яркости.Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12 предназначен для установки величины порога компаратора 21, соответствующего циАровому коду, подаваемому на его вход из ЭВМ через блок 11, Амплитудный дискриминатор 13 предназначен для фиксирования момента превьппения установленного порога. Генератор 14 импульсов предназначен для формирования импульсов опорной частоты.В качестве ЭВМ 15 используется универсальная или специализированная вычислительная машина, которая управляет режимами работы устройства (параметрами вводимого изображения), осуществляет каталогизацию и хранение изображений, предварительную или целевую обработку видеоинформации.Сдвиговый регистр 16 осуществляет накопление значений отсчетов видеосигнала в моменты времени, определяемые масштабом дискретизации, и Аормирование слов данных в Аормате ЭВМ. Счетчик 17 предназначен для инициализации обмена с ЭВМ. Переполнение счетчика означает, что 16-разрядное слово данных сйормировано и необходимо организовать передачу этого слова в ЭВМ.1Блоки 1-17 выполнены аналогично блокам 1-17 основного устройства.Источник 19 опорного напряжения предназначен для формирования уровня напряжения, соответствующего единице младшего разряда ЦАП 2. В качестве источника 19 опорного напряжения может использоваться подстроечный резистор, крайние выводы которого подключены к источнику питания +5 В и общему проводу (не показан), а средний является выходным, Сумматор 20 предназначен для суммирования опорного напряжения и напряжения с выхода ЦАП 12, В качестве сумматора 20 может использоваться операционный усилитель.Компаратор 21 предназначен для Аиксирования момента превьппения видеосигналом уровня напряжения с выхода сумматора 20. Счетчик 22 пред.510 назначен для подсчета числа точек,уровень видеосигнала в которыхпревышает текущий уровень напряжения на выходе ЦАП 12 на величину,соответствующую единице младшего разряда ЦАП 12, Счетчик 22 сравниваеттакже число данных точек с числомстрок, в которых осуществляетсяразложение.Элемент И 23 предназначен дляформирования сигнала "Запрос прямого доступа" по приходу очередногокадрового синхроимпульса в случае,если сигнал на выходе счетчика 22является ненулевым,Выход формирователя 18 сигналапрерываний должен быть объединенв блоке 11 элементом ИЛИ (не показан) с выходом счетчика 17.Принцип дискретизации телевизионного растра при считывании изобра-жения иллюстрируется на фиг.3, гдеЬХ, Д Х - размеры "окна"; Р, - начальная частота дискретизации.Устройство работает следующим образом,На этапе подготовки устанавливаются параметры вводимого изображения:относительное местоположение и размер считываемого участка растранацХ науч ф ДУ, Д Х число элементовразложения (масштаб дискретизации)К , К , начальное значение порога.Эта информация передается из ЭВМ 15через буферные регистры блока 11 всчетчики 5 и 6, блоки 7 и 8 выделения границ по координатам У и Х,ЦАП 12. На этапе считывания видеоинформации из телевизионного датчика 1 через видеоусилитель 2 в селектор 3 непрерывно подается видеосигнал. .В селекторе 3 происходит разделение видеосигнала на синхронизирующие кадровые, строчные и видеоимпульсы. Сигнал "Пуск", поступающий из ЭВМ 15 через блок 11, переводит блок в режим управления вводом изображения, С приходом кадрового синхроимпульса (КСИ) происходит привязка к конкретному полукадру (четному или нечетному) и строчные синхроимпульсы (ССИ) начинают поступать на счетчик 5. Последний "разряжает" растр, т.е. уменьшает число строк до выбранного формата разложения, Коэффициент деления установлен по кодуиз ЭВМ, Синхроимпульсы (СИ), соответствую 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щие необходимой частоте следования строк в считываемом растре, поступают в блок 7 выделения границ покоординате У. В счетчиках начала иконца окна этого блока содержитсякод, соответствующий номеру строки,с которой начинается считывание, истроки, на которой ввод изображениязаканчиваетсяПри переполнении счетчиков во время подсчета строчных импульсов устанавливаются триггеры начала и конца окна Т и Т , которые определяют границы участка растра по кодудля считывания. Если текущая строканаходится в пределах этого участка,элемент И 9 открывается разрешающимсигналом иэ блока 7 выделения границ и пропускает импульсы генера-.тора 14, которые различают выделенную строку в счетчике 6. Последний,как и счетчик 5, в соответствии с установленным коэффициентом деленияуменьшает частоту дискретизации построке (по координате Х). С выходасчетчика 6 импульсы дискретизациипоступают на вход блока 8 выделенияграниц по координате Х,в котором определяется участок строки для считывания, Функционирование блока 7 неотличается от рассмотренного. Импульсы на выходе блока 8 выделения границ по координате Х соответствуютмоментам дискретизации данного участка всего растра, доступного сканированию телевизионным датчикам, вданном объеме разложения. Эти импульсы подаются на сдвиговый регистр16 для фиксации мгновенных значенийвидеосигнала. Формирование словаданных в формате ЭВМ продолжается 16тактов сдвига регистра 16, после чего необходимо инициализировать обменс памятью ЭВМ, Передача данных впамять ЭВМ осуществляется в режимепрямого доступа. После завершенияцикла считывания изображения с одним порогом квантования происходитизменение порога, и процесс повторяется. В результате в памяти ЭВМформируется массив данных, соответствующий закодированному исходномуполутоновому изображению,Если на каждом последующем шагеувеличения порога квантования визображении присутствуют области,уровень видеосигнала в которых10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 выше на единицу шага квантования,чем уровень видеосигнала при текущем пороге квантования, то формирователь 18 не вносит изменений вработу устройства для считыванияизображений. В противном случае происходит. сокращение избыточности. На этапе подготовки в счетчик 22 заносится информация о числе строк разложений. На этапе считывания видеоинформации на второй вход компаратора 21 подается напряжение, равное сумме напряжения на выходе ЦАП 12 и напряжения, соответствующего единице младшего разряда ЦАП 12.Таким образом, сигнал на выходе компаратора 21 принимает значение логической единицы (разрешение вычитания из счетчика 22) тогда, когда уровень видеосигнала превышает уровень напряжения на выходе сумматора 20, Если тактовый сигнал с блока 8 выделения границ по координате Х приходит на вход вычитания счетчика 22 в тот момент, когда на входе разрешения этого счетчика присутствует оигнал логической единицы с выхода компаратора 21 то содержимое счетчика 22 уменьшается на единицу. Таким образом, осуществляется проверка растра на избыточность: если в каждой строке "окна" находится хотя бы по одному элементу, уровень видеосигнала в котором выше на единицу шага квантования, чем текущий порог квантования, то целесообразно увеличить последний и произвести опрос элементов разложения еще разВ противном случае, по окончании этапа считывания содержимое счетчика 22 ненулевое. Приход очередного кадрового гасящего импульса вызывает через второй элемент И 23 (вследствие наличия сигнала логической единицы на выходе счетчика 22) и блок 11 запрос на предоставление прямого доступа к памяти. Появление такого запроса в неустановленное время может служить для ЭВМ 15 сигналом о том, что увеличение порога квантования и повторение опроса элементов разложения нецелесообразно. Если устройство для считывания изображений производит опрос элементов растра при последовательном уменьшении (а не увеличении) порога квантования, то напряжение с выхода источника опорного напряжения должно вычитаться (а не прибавляться) из напряжения с выхода ЦАП 12. Таким образом, по сравнению с основным устройством введение формирователя сигнала прерывания позволяет уменьшить избыточность, возникающую при вводе изображений с ограниченным диапазоном яркостей, и повысить быстродействие устройства. Введение формирователя сигнала прерывания обусловливается экономией оперативной памяти ЭВМ, а также сокращением времени обработки изображений.Если необходимо реализовать нелинейную шкалу квантования, например логарифмическую зависимость с ограниченным числом градаций, из всего ряда возможных уровней квайтования выбираются те значения, которые соответствуют закону изменения шага квантования по яркости,формула изобретения 1. Устройство для считывания изображений по авт.св. В 1251135, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит формирователь сигнала прерывания, первый, второй, третий, четвертый и пятый управляющие входы которого соединены соответственно с первыми выходами блока синхронизации и управления, вторым выходом селектора видеосигнала, третьим выходом селектора видеосигнала, выходом цифроаналогового преобразователя и выходом блока выделения границ по координате Х, один из выходов блока приема и передачи информации подключен к информационному входу формирования сигнала прерывания, выход которого соединен с входом сигнала запроса блока приема и передачи информации. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок интерполяции содержит источник опорного напряжений, сумматор, компаратор, элемент И и счетчик, выход которого является выходом блока, первым, вторым, третьим, четвертым и пятым управляющими входами которого являются соответственно сбросовый вход счетчика, первый вход элемента И, первый вход компаратора, первьп вход сумматора и вход вычитаниясчетчика, выход которого подключенк второму входу элемента И, второйвход компаратора соединен с выходомсумматора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход компаратора соединен с входом сигнала разрешениясчетчика, установочные входы которого являются информационным входом блока,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 каз 2693/52 Тираж НИИПИ Государственного комит ениям 113035, Москв кая нПодписноеи открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5