Устройство для преобразования оптической информации из декартовой системы координат в полярную

ОЦ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 1964665(5 )М. Кл,С 06 6 9/00 3 Ьеударсткиаый комитет СССР до делам изабрретеник и открытий(72) Автор: изобретения ЗСЕСОЮЗНя В Л Перлу ЙИЮТ 1 КХЕХ 1111",ИСКЛ 11 скои Революцйи зе БИБЛИОТЕКА Московский ордена Ленина и ордена Октяб авиационный институт им. Серго Орджоник(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОЙИНФОРМАЦИИ ИЗ ДЕКАРТОВОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТВ ПОЛЯРНУЮ 1Изобретение относится к областиоптических средств вычислительной .техники и может быть использованов пиктографических аналоговых вычислительных системах.Известно устройство для преобразования .оптической информации издекартовой системы координат в полярную,содержащее входной транспара+т, оптические формирующие системы, два электронно-оптических преобразователя, и генератор импульсов,соединенный с управляющим входомодного электронно-оптического преобразователя, причем каждая формирующая система выполнена в виде волоконно-оптического блока 13Недостатками данного устройстваявляются низкая точность преобразования и ограниченность функциональных 2 овозможностей,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для преобразования коорди 2н ат опт и цес кой и нформа ци и, содержащее первый источник света, оптически связанный через транспарант с входной оптической информацией с входом телекамеры, выход которой .соединен с первым входом оптического модулятора, второй вход которого оптически связан с выходом второго источника света, а выход модулятора света связан с первы,1 входом блока оптического отклонения, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами счетно-рещающего блока, а выход блока оптического отклонения оптически связан с входом выходного транспаранта 2 1. Недостатком известного устройства является то, что входные массивы. информации состоят из высокоинформативной части (например, объекта) и низ кои нформати вной части (например, фона). При этом яркостное распределение фона ниже яркостного распреде964665 ления обье кт а и быстродей ст вие устройства не велико.Дпя устранения этого недостатка. ц еле сообр аз но о суще ст влят ь преобразование координат только высокоинформативной части входной, оптической информации.Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение устройства. 10Поставленная цель достигается . тем, что в устройство, содержащее первый источник света, выход которого оптически связан через коллиматор с входным транспарантом, счет но-решающий блок, второй источник света, оптический модуляторвыход которого оптически связан с первым входом блока оптического отклонения, второй и третий входы которого сое.динены с первым и вторым выходами счетно-решающего блока, а выход блока оптического отклонения оптически связан с выходным транспарантом, выход которого является оптическим выходом 25 устройства, введены блок управления, оптический затвор, элемент НЕ-ИЛИ, две группы элементов И, пороговый оптрон, две матрицы Фатоприемников и светоделитель, вход которого оптичес- З ки связан с выходом входного транспаранта, а первый и второй выходы светоделителя оптически связаны с сигнальными входами соответственно первой и второй матриц фотоприемников, первый и второй электрические входы35 которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления и с сигнальными входами элементов И первой и второй групп, выход40 первой, матрицы фотоприемников соединен с электрическим входом оптического модулятора, сигнальнь 1 й вход которого оптически связан с выходом оптического затвора, электрический45 вход которого соединен с выходом окончания процесса вычисления счетно-решающего блока и с прямым входом элемента НЕ- ИЛИ, си гнал ьный вход оптического затвора связан с выходом второго источника света, выход второй .матрицы фотоприемников соединен через пороговый оптрон с инвертирующим входом элемента НЕ-ИЛИ и с управляющими входами элементов И первой и второй групп, выходы которых соединены с соответствующими входами счетно-решающего блока, а выход элемента НЕ-ИЛИ соединен с входом блока фуправления, который выполнен в видедвух дешифраторов двух счетчиков,элемента И, элемента НЕ, триггераи генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которогосоединен с единичным выходом триггера, нулевой вход которого соединенчерез элемент НЕ с единичным входомтриггера, который является входомблока управления, выход элемента Исоединен с входом первого счетчика,первый выход которого соединен с входом первого дешифратора, выход которого является первым выходом блокауправления, а второй выход первогосчетчика соединен через .второй счетцик с входом второго дешифратора, выход которого является вторым выходом блока управления,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство для преобразованияоптической информации из декартовойсистемы координат в полярную содержит первый источник 1 света, выходкоторого оптически связан через коллиматор 2 с входным транспарантом3, сцетно-решающий блок 4, второй источник 5 света, оптический модулятор6, выход которого оптически связан спервым входом блока б оптическогоотклонения, второй и третий входыкоторого соединены с первым и вторымвыходами счетно-решающего блока 4,а выход блока б оптического отклонения оптически связан с выходнымтранспарантом 8, блок 9 управления,оптический затвор 10, элемент - НЕИЛИ 11, две группы элементов И 12,13, пороговый оптрон 14, две матрицы фотоприемников 15, 16 и светоделитель 1 б, выход которого оптически связан с выходом входного транспаранта 3, а первый и второй выходысветоделителя 17, оптически связаныс первыми входами соответствующихматриц фотоприемников 1.4, 15 и 16,вторые и третьи входы которых соединены соответственно с первыми ивторыми выходами блока 9 управления и с сигнальными входами первой12 и второй 13 групп элементов И,выход первой матрицы Фотоприемников.15 соединен .с электрическим входомоптического модулятора 6, сигнальный вход которого оптически связанс выходом оптического затвора 10,электрический вход которого соеди5 9646 нен с выходом окончания процесса вычисления счетно-решающего блока 4 и с прямым входом элемента НЕ-ИЛИ 11, а сигнальный вход оптического затвора 10 связан с выходом второго источника 5 света, выход второй матрицы фотоприемников 16 соединен через ключевой оптрон 14 с инвертирующим входом элемента НЕ-ИЛИ 11 и с управляющими входами первой 12:и 1 О второй 13 групп элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами счетно-решающего блокаа выход элемента НЕ-ИЛИ 11:соеди-нен с входом блока 9 управления, 15 который выполнен в виде двух дешиф раторов 18 и 19, двух счетчиков 20-21,элемента И 22, элемента НЕ 23, триггера 24 и генератора 25 .тактовых импульсов, выход которого подключен 20 к первому входу элемента И 22, второй вход которой соединен с единичным выходом триггера 24, нулевой вход которого соединен через элемент НЕ 23 с единичным входом триг гера 24, который является входом блока 9 управления, выход элемента И 22 соединен с входом первого счетчика 20 первый выход которого соединен с входом первого дешифратора 18 зв выход которого является первым выходом блока 9 управления, а второй выход первого счетчика 20 соединен через второй сцетцик 21 с входом второго дешифратора 19, выход которого является вторым выходом блока 9 управления.Блок 7 оптического отклонения выполняют либо в виде дефлектора, либо в виде коллиматора с управляемым мат- в ричным транспарантом.В качестве источников 1 и 5 света, используют либо когерентные, либо некогерентные источники света. В качестве входного 3 и выходного 8 транспарантов используют фото- или кинопленку, пластины из фотохромного или любого другого оптического материала.Иатрицы фотоприемников 15 и 1650 являются идентичными друг другу по всем параметрам и служат для преобразования входной оптической информации в электрические сигналы. Каждый фоточувствительный элемент (фотопри емник) матриц. 15 и 16 функциониру 55 ет в режиме непосредственно отсчета, при котором выходной сигнал фотоприемника в каждый момент времени про 5порционален интенсивности падающего на него оптического сигнала.Группа элементов И 12, 13 является матрицами логических схем И, состоящих из одной строки,Счетно-решающий блок 4 предназначен для вычисления зависимостей где х, у; - координаты точек,элементов входной оптической информации;координаты точек преобразованной оптическойинформации,В цастном случае преоразованияоптической информации из декартовыхкоординат в полярные счетно решающий блок 4 для каждой точки (х, у; )вычисляет зависимости,= (,ю,), ,=иесь - ). 2)Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии оптическийзатвор 10 - закрыт.Излучение первого истоцника 1 света, пройдя через коллиматор 2 и входной транспарант,3; на котором записана входная оптическая информация,модулируется этим транспарантом 3 посоответствующему закону и подаетсяна вход светоделителя 17, с помощьюкоторого разделяется на два равноценных световых пучка. Световые пучкис .выходов светоделителя 17 подаютсяна сигнальные входы первой и второйматриц фотоприемников 15 и 16.Далее блок 9 управления вырабатывает первую; пару двоичных кодовпо координатам х и у, которые подаются на сигнальные входы обеих группэлементов И 12, 13, а также на вто- .рые и третьи входы матриц фотоприемников 15, 16,"выбирают" и считывают сигналы с первых элементов (фотоприемников ) этих матриц.Электрицеский сигнал с выхода первой матрицы фотоприемников 15 поступает на вход оптического модулятора 6 и устанавливает его в определенное рабочее состояние.Электрический сигнал с выхода второй матрицы фотоприемников 16 поступает на вход порогового оптрона 14.Высокоинформативные составляющиеоптической информации, содержащиеся на выходе входного транспаранта3, а следовательно, и на выходе втоПолученный код через дешифратор 18 подается на первый выход блока9 управления,7 9646рой матрицы фотоприемников 16, поэлементно выделяются пороговым оптроном 14, порог срабатывания которогосоответствует ее высокоинформативному элементу оптической информациина входном транспаранте 3, а одновременно и на входе матрицы фотоприемников 16,Пусть первый элемент входной оптической информации является высоко Оинформативным. Тогда на выходе порогового оптрона 14 будет электрический сигнал высокого уровня (т,е. "1"),который, пройдя через инверсный входэлемента НЕ-ИЛИ 11, трансформирует.ся в сигнал низкого уровня ("0") ипоступает на вход блока 9 управления.,блокируя тем самым выработку следующей пары двоичных кодов этим блоком..Одновременно сигнал высокого уровня с выхода порогового оптрона 14поступает на управляющие входы оЬеихгрупп элементов И 12, 13 и открывает их,Двоичные коды с обоих выходов блока 9 управления поступают через открытые по управляющим входам обеихгрупп элементов И 12, 13 на соответствующие входы счетно-решающего бло,ка 4, который выполнит над ними требуемое функциональное преобразование,Результатом преобразования будутновые двоичные коды по координатами, причем354 ( м.); 7.:, ,.) (3)Полученные двоичные коды черезпервый и второй выходы счетно-решающего блока 4 подаются на соответ 40ствующие второй и третий входы блока7 оптического отклонения и устанав -ливают его в определенное рабочеесостояние. По окончании процесса работы счетно-решающего блока 4 на еговыходе окончания процесса вычисления45формируется электрический сигнал,который поступает на первый вход оптического затвора 10 и открывает его,В результате этого световой пучок 0.с выхода второго источника 5 света,проходит через открытый оптическийзатвор 10 на вход оптического модулятора 6, которым модулируется доопределенного уровня яркости,соответствующего уровню яркостипервого элемента входной оптическойинформации, Лромодулированный световой пучок с выхода оптического модулятора 6 поступает на вход блока 7,которым от клоня ется в соответ ст виис выражениями (3 ) в требуемую точкувыходного транспоранта 8 и записывается на нем.Таким образом, происходит преобразование координат первого элементавходной оптической информации,Одновременно электрический сигналс выхода окончания процесса вычисления счетно-решающего блока 4 поступает через элемент НЕ-ИЛИ 11 на входблока 9 управления,Под воздействием входного сигналаблок 9 управления выработает следую- .щую пару двоичных кодов и процесспреобразования координат следующегоэлемента входной оптической информации повторится аналогично вышеописанному в первом такте,В случае, если элемент входной оптической информации не .является высокоинформативным, то на выходе порогового оптрона 14 сигнала высокого уровня ("1") не будет, обе группы элементов И 12, 13 будут закрытыпо управляющим входам, и процессапреобразования координат этого элемента не произойдет, Сигнал с выходапорогового оптрона 14 поступит черезинверсный вход элемента НЕ-ИЛИ 11на вход Ьлока управления, в результате блок 9 выработает следующуюпару двоицных кодов.Яналогицно вышеописанному происходит преобразование координат всех остальных элементов входнойоптицеской информации.Рассмотрим работу блока 9 управленйя. В исходном состоянии счетчики 20 и 21 сброшены, триггер 24 находится в единичном состоянии, а элемент И 22 открыт по второму входу. ,По сигналу запуска генератор 25 тактовых импульсов вырабатывает первый импульс, который поступает через элемент И 22 на вход первого счетчика 20. На первом выходе счетчика 20 образуется двоичный код, обозначающий порядковый номер поступившего на еговход импульса,Так как на второй счетчик 21 импульсов еще не поступало, то на его выходе будет нулевой код. Если на входе блока управления присутствует высокий уровень напря,жения (т,е. "1") триггер 24 остается в единичном состоянии. Генератор25 тактовых импульсов выработаетследующий импульс, который через открытый по второму входу элемент И 22 5поступит на вход счетчика 20, в результате чего на выходах блока управления будут новые двоичные коды.При поступлении на вход блока 9управления, нулевого сигнала триггер 24 перебросится в нулевое состояние, элемент И 22 закроется по второму входу, в результате чего формирования .новых двоичных кодов в блоке9 управления не произойдет,Максимальное число импульсов М,которое может быть записано в счегчик 20, равно числу элементов в строке матрицы фотоприемников 15 или матрицы фотоприемников 16. При поступлевнии на вход счетчика 20 (И+1) импульса, этот счетчик переводится внулевое состояние, а с его второговыхода на вход счетчика 21 поступаетимпульс, формируя, на его выходе новый двоичный код.Максимальное. число импульсов й,которое может быть записано в сцетчике 21, определяется числом строкматриц фотоприемников 15 и 16, зоТаким образом, предлагаемое устройство позволяет преоЬразовать оптическую информацию из одной системы координат в другую с высоким Ьыстродействием и более простыми сред 35ствах. Повышение быстродействияустройства достигается за счет пре- .образования координат только высокоинформативной части входной оптической информации, а упрощение устройства достигается за счет исключениятелекамерыформула изобретения451, Устройство для преобразования оптической информации из декартовой системы координат в полярную, содержащее первый источник света, выход которого оптически связан через кол 50 лиматор с входным транспарантом, счетно-решающий блок, второй источник света, оптический модулятор, выход которого оптически связан с первым входом блока оптического отклонения, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами счетно-решающего блока, а выход блока оп 1 О ти ческого отклонения оптически связан с выходным транспарантом, выходкоторого является оптическим выходомустройства, о т л и ч а ю щ е. е с ятем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в неговведены Ьлок управления, оптическийзатвор, элемент НЕ-ИЛИ, две группыэлементов И, пороговый оптрон, двематрицы фотоприемников и светодели-,тель, вход которого оптически связанс выходом входного транспаранта, апервый и второй выходы светоделителяоптически связаны с сигнальными входами соответственно первой и второй матриц фотоприемников, первый и второйэлектрические входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления и ссигнальными входами элементов И первой и второй групп, выход первой матрицы фотоприемников соединен с зле ктрицеским входом оптического модулятора, сигнальный вход которого оптически связан с выходом оптического.затвора, электрический вход которого, соединен с выходом окончанияпроцесса вычисления счетно-решающего блока и с прямым входом элементаНЕ-ИЛИ, сигнальный вход оптического затвора связан с выходом второгоисточника света, выход второй матрицы фотоприемников. соединен через пороговый оптрон с инвертирующим входом элемента НЕ-ИЛИ и с управляющими входами элементов И первой и второй групп, выходы которых соединеныс соответствующими входами счетнорешающего блока, а выход элементаНЕ-ИЛИ соединен с входом блока управления,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блокуправления содержит два дешифратора, два счетчика, элечент И, элементНЕ, триггер и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен кпервому входу элемента И, второйвход которого соединен с единичнымвыходом триггеранулевой вход которого соединен через элемент НЕ сединичным входом триггера, которыйделится входом Ьлока управления,выход элемента И соединен с.входомпервого счетчика, первый выход которого соединен с входом первого дешифратора, выход которого являетсяпервым выходом блока управления,второй выход первого счетчика соеди12 1. Авторское свидетельство СССР Н 643914, кл. 6 06 6 9/00, 1977.2. Патент СИА йф 4073010,кл. 315-364, 1978. оставитель О.Козловехред Л. Пекарь Корректор актор Г.Волков о 0 Тираж 731 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/ а иал ППППатент", г. Ужгород, ул. Проектн 11 964665 нен через второй счетчик с входом второго дешифратора, выход которого является вторым выходом блока управленияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе