Устройство для считывания почтовых индексов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИН(51)5 С 06 К 7/1 ОПИ САНИ АВТОРСКОМУ льстВУ"Техни о пост нить ика Теха те 44 е ра ло Те ЧИТЫВАНИЯ П(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫХ ИНДЕКСОВ (57) Изобретение ка и прикладного телевид использовано в устр ки почтовых отправл ретения является по выдержки тонких мал ется автоматики ния и может быт йствах сортиров ний.Целью изобышение точности контрастных элеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР 4255843/24-2413.04.8715,01.90. Бюл, У 2В.Н.Карпов, О.Н.Кулыергеев и Ю.Н.Харлапе681.327.12(088.8)Чернышев В.В, и дроения телевизионнойванйя почтового индсредств связи, Сер.ения", 1979, вып. 2 ЛО 15364,ментов изображения почтового индекса. Предлагаемое устройство устраняет неравномерности сигнала с адаптацией в реальном масштабе времени к сигналу фона по каждому койверту , для чего используется свободная эона до кодового штампа, При этом оценка калибровочной характеристики выполняется путем пространственной суммации сигна" лов от каждого фоточувствительного элемента фотоэлектрического преобразователя 1 по нескольким строкам каддля уменьшения влияния возможных кальных загрязнений на конверте. м самым устраняется маскирующее действие фона и на пороговомэлементе 11 аЯ можно установить соответствующий порог для надежного выделения тонких малоконтрастных элементов иэображения почтового индекса. 2 з.п.ф-лы,2 ил.Изобретение относится к автоматике и прикладному телевидению и может быть использовано в почтовой связи для автоматизации процессов сортиров 5 ки почтовой корреспонденции.Цель изобретения - повышение точности выделения тонких малоконтрастных элементов изображения почтового индекса. 10На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - то ке, блока управления.Устройство для считывания почтовых индексов (фиг.1) содержит фотоэлект уический преобразователь (ФЭП) 1, ,предварительный усилитель 2, блок 3 . выделения огибающей, блок 4 автоматической регулировки усиления (АРУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, первый регистр 6, сумматор 7, первый блок 8 памяти (ОЗУ), второй Регистр 9, второй блок 10 памяти (ПЗУ), пороговый элемент 11, синхрогенератор 12 и блок 13 управления, 25Блок 13 управления (фиг.2) содержит первый элемент ИЛИ 14, первыйсчетчик 15, первый дешифратор 16, второй элемент ИЛИ 17, первый триггер 18, первый элемент И 19, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 14; вход второго дешифратора 20 соединен с выходом первого счетчика 15, а выход - с входом Установки первого триггера 18 и вхоДом сброса второго триггера 21. При35 вхождении письма в зону считывания на автоматической письмосортировочной машине (АПСМ) формируются кадровые импульсы, которые поступают на второй вход первого элемента ИЛИ 14, второй вход второго элемента ИЛИ 17 и вход установки второго триггера 21, прямой выход которого подключен к входам сброса первого 6 и второго 9 регистров, а инверсный - к второму входу первого элемента И 19. Блок 13 управления содержит также второй счетчик 22, третий дешифратор 23, первый коммутатор 24, второй коммутатор 25, тре 50 тий триггер 26, третий элемент ИЛИ 27, второй элемент И 28, выход которого подключен к входу управления блока ОЗУ 8, а второй вход - к инверсному выходу второго триггера 21. Вход четвертого дешифратора 29 соединен с вы ходом старших разрядов второго счет" чика 22, а выход - с вторым входом первого коммутатора 24, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 27. Выход двойной тактовой частоты синхрогенератора 12 подключен к счетному входу второго счетчика 22, выход младшего разряда которого подключен к второму входу второго коммутатора 25 и к счетному входу третьего счетчика 30, вход сброса которого соединен с выходом третьего триггера 26, выход старших разрядов - с входом старших разрядов адреса блока ОЗУ 8, а выход младшего разряда - с первым входом третьего элемента И 31. Второй вход третьего элемента И 31 подключен к инверсному выходу, первого триггера 18, а выход - к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32, выход которого соединен с входом .младшего разряда адреса блока ОЗУ 8. Выход младшего разряда первого счетчика 15 соединен с входом управления первого коммутатора 24 и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32. Инверсный выход первого триггера 18 соединен с входом управления второго коммутатора 25, выход которого соединен с входом синхронизации записи первого 6 и второго 9 регистров, Выход строчных импульсов синхрогенератора 12 подключен к счетному входу первого счетчика 15, к входу сброса второго счетчика 22 и к входу сброса третьего триггера 26.Устройство работает следующим образом.В качестве фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) 1 свет-сигнал в устройстве используется однострочная ПЗС. Развертка по кадру осуществляется за счет механического перемещения корреспонденции относительно ФЭП 1 на АПСМ, развертка по строке - путем электронного опроса фоточувствительных элементов с тактовой частотой. Синхрогенератор 12 формирует сигналы для обеспечения работы ФЭП 1 и устройства в целом.Видеосигнал с выхода ФЭП 1 после предварительного усиления подается на блок 3 выделения огибающей для выделенияогибающей полезного сигнала, а затем на блок АРУ 4 для поддержания необходимого уровня сигнала на входе АЦП 5 независимо от фона считываемого изображения.Цикл работы устройства состоит из трех режимов.Первый режим - режим подготовки ОЗУ 8 для хранения калибровочной ха5 536 ч 09 рактеристики. Он заключается в обну- и ленни содержимого ОЗУ 8 после оконча- х ния предыдущего цикла работы. Начина п ется режим по кадровому импульсу и , п5 длится в течение нескольких строк. р Пропуск строк служит для исключения ч краевого эффекта от входящей в это л время в зону считывания корреспонденции. 1 ОВторой режим - режим получения калибровочной характеристики. В этом к режиме вычисляется усредненные значе- в ния фона бумаги корреспонденции по У кадру для каждого фоточувствительно о го элемента.ФЭП 1 и результаты зало- и минаются в ОЗУ 8, Таким образом, ви ОЗУ 8 запоминается реальная неравно- х мерность сигнала в данный момент вре- о мени для данного конверта. Пространственная суммация необходима для р уменьшения влияния отдельных локальных неоднородностей фона бумаги, иТретий режим - рабочий режим счи- с тывания почтового индекса. В этом ре н жиме производится коррекция неравно- о мерности фона считываемого изображе- р ния. Коррекция выполняется табличным в методом. Таблица откорректированных н значений видеосигнала хранится в ПЗУ ЗО в 1 О, Эти значения заранее вычисляются н в соответствии с формулой п А"вх.В)с.П эфт где А - максимальное значение фона;ф; - калибровочное значение фонадля -го фоточувствительногоэлемента;входной информационный сигнал 4 Оот -го фоточувствительногоэлемента;еф" - скорректированный сигнал, причем П .изменяется от 0 до 1 ф;, абк.45 гдемаксимально возможный коэффициент неравномерности, при котором выполняется коррекция.Вычисленные таким образом значения сигналов записываются в ПЗУ 10, Коррекция в данном случае заключается в обычном считывании информации с ПЗУ 10 по адресам, определенным, с одной стороны, калибровочным сигналам Пф; -го фоточувствительного элемента ФЭП 55 1 в данный момент времени, а с другой стороны, текущим входным информационным сигналом П,. в тот же момент вреени. Откорректированный сигнал с выода ПЗУ 10 подается для сравнения сорогом в пороговсм элементе 11. Приревышении в, порога на выходе поогового элемента 11 формируется логиеская единица, в противном случаеогический нуль. На этом цикл считывагия изображения индекса на почтовойоррекспояденции заканчивается.Блок 13 управления служит для перелючения режимов и обеспечения праильного взаимодействия входящих встройство блоков. Он вырабатывает сотватствующие управляющие сигналы,спользуя строчные синхроимпульсы импульсы двойной тактовоч частоты синрогенератора 2 и кадровые импульсыт АПСМ,Рассмотрим более подробно режимаботы устройства.В режиме подготовки по кадровомумпульсу от АПСМ сбрасываются первыйчетчик 15, первый триггер 18 и устаавливается второй триггер 21. В своючередь, сигнал с прямого выхода втоого триггера 21 сбрасывает первый 6 иторой 9 регистры, а сигнал с инверсого выхода, поступал ча второй входторого элемента И 28, устанавливаета его выходе сигнал управления "Заись" для ОЗУ 8. По строчному импульсу с выхода синхрогенератора 12 сбрасывается второй счетчик 22 и устанавливается третий триггер 26, сигнал свыхода которого сбрасывает третийсчетчик 30. По окончании строчногоимпульса второй счетчик 22 начинаетсчитать импульсы двойной тактовой частоты с выхода синхрогенератора 12.Второй коммутатор 25 пропускает сигнал с выхода младшего разряда второгосчетчика 22 для сброса третьего триг-,гера 26, при этом сигнал с его выходаразрешает формирование адресов третьим счетчиком 30 для ОЗУ 8 по сигналамтактовой частоты с выхода младшегоразряда второго счетчика 22. Поскольку сигналы на выходах первого 6 и второго 9 регистров равны нулю, то происходит обнуление ОЗУ 8 по формируемым адресам. Одновременно с обнулениями ОЗУ 8 формируется защитный интервал для устранения влияния возможных деформаций края конверта притранспортировке его в зоне считывания. Формируется этот интервал первымсчетчиком 15 и вторым дешифратором20. Первый счетчик 15 считает строч 1536409ные импульсы, по 16 импульсу второй дешифратор 20 дешифрует состояние перного счетчика 5, формирует сигнал, который устанавливает в единичное состояние первый триггер 18 и сбрасывает второй триггер 21, сигнал с прямого выхода которого разрешает запись в первый 6 и второй 9 регистры. Таким образом, по сигналу второго дешифрато.10 ра 20 заканчивается формирование заЩитного интервала, ОЗУ 8 обнулено и 1устройство переходит в режим получения калибровочной характеристики.Для упрощения аппаратурной реализации при вычислении калибровочной характеристики используется число фрок, кратное степени 2, в этом случае деление при усреднении осуществляется отбрасыванием соответствующе го числа младших разрядов, а с целью движения требований к быстродействию элементов при суммации вдоль кадра используются сигналы четных элементов четных строк и сигналы нечетных 25 эпементов нечетных строк. Выбор четьйх и нечетных элементов выполняют третий 23 и четвертый 29 дешифраторы, которые формируют сигналы, совпадающйе по времени с четными и нечетными соответственно элементами с выхода ФЭП 1, Первый коммутатор 24, управляемый сигналом с выхода младшего разряда первого счетчика 15, коммутирует в четной строке сигнал с выхода третьего дешифратора 23 на первый вход второго коммутатора 25, а сигнал с четвертого дешифратора 29 - на второй вход третьего элемента ИЛИ 27, и наоборот, в нечетной строке сигнал с 40 выхода третьего дешифратора 23 - на второй вход третьего элемента ИЛИ 27, а сигнал с выхода четвертого дешифратора 29 - на первый вход второго коммутатора 25. В начале режима получения калибровочной характеристики по сигналу с выхода второго дешифратора 20 первый триггер 18 переключается в единичное состояние сигнал с прямого выхода которого соответственно пере-, ключает второй коммутатор 25 так, что сигнал с первого выхода первого коммутатора 2 ч проходит на входы синхронизации записи первого 6 и второго 9 регистров, Для каждого,из и элементов ФЭП 1 выполняются следующие операции Сначала считывается результат сумма ции сигналов предыдущих четных ,нечетньх) строкпо адресу ссо гветств ".ощему х-му фотоприемнику ФЭП 1 изОЗУ 8 (сигнал на выходе второго элемента И 28, переводит ОЗУ 8 в режим "Чтение" ), и по сигналу с выхода второго коммутатора 25 записывается в регистр 9. Одновременно текущее значение сигнала 1-го фотоприемника записывается в первый регистр 6. В сумматор 7 суммируются значения сигналов первого 6 и второго 9.регистров, результат записывается по сигналу с выхода второго элемента И 28 в ячейку ОЗУ 8 по тому же адресу, т.е, соотвествующему -му фотоприемнику ФЭП 1. Таким образом, в ОЗУ 8 происходит накопление частичных сумм сигналов для каждого фотоприемника ФЭП 1, Поясним, как формируется сигнал записи в ОЗУ 8. В начале.строки первым сигналом с выхода второго коммутатора 25 третий триггер 26 сбрасывается в нулевое состояние, разрешая формирование адресов третьим счетчиком 30 по сигналам тактовой частоты. Поскольку на первом входе третьего элемента ИЛИ 27 установился логический нуль, на втором входе - тоже логический нуль (инверсный выход первого триггера 18 в нулевом состоянии), то сигнал на выходе третьего элемента ИК 27 опрецеляется сигналом с второ-. го выхода первого коммутатора 24. Этот сигнал через открытый второй элемент И 28 (на инверсном выходе второго триггера 21 - логическая единица) подается на вход управления ОЗУ 8. Длительность управляющего сигнала определяется периодом следования тактовых импульсов. В режиме получения калибровочной характеристики адреса чтения/ записи ОЗУ 8 определяются состоянием третьего счетчика 30, за исключением младшего разряда, который в четных строках принимает значение логического нуля, а в нечетных - логической единицы, поскольку на первом входе элемента ИСКЛОЧА 1 ОЦЕЕ ИЛИ 32 - логический нуль (т.к. по инверсному выходу второй триггер 21 в нулевом состоянии, соответственно сигнал на выходе третьего элемента И 31 - логический нуль) и сигнал на его выходе определяется младшим разрядом первого счетчика 15, Итак, в результате рассмотренных выше операций в ОЗУ 8 получается калибровочная характеристика, пропорциональная неравномерности чувствительности фотоприемников используемого ФЭП 1 и неравномерности9 1536( считываемого изображения в данный момент времени, Эта калибровочная характеристика используется в рабочем режиме для коррекции видеосигнала.Рабочий режим начинается по сигналу с выхода первого дешифратора 16, который проходит через второй элемент ИЛИ 17, сбрасывает первый триггер 18, сигнал с прямого выхода которого переключает второй коммутатор 25, и импульсы тактовой частоты с выхода младшего разряда второго счетчика 22 проходят на входы записи первого 6 и второго 9 регистров. Одновременно на входе управления ОЗУ 8 устанавливается сигнал "Чтение" (на первом и втовтором входах первого элемента И 19 - логическая единица, соответственно, на входе и выходе. третьего элемента 20 ИЛИ 27 тоже логическая единица, на выходе второго элемента И 28 также появляется логическая единица), который остается неизменным в течение всего рабочего режима. Кроме того, 25 сигнал с выхода первого элемента И 19 поступает на первый элемент ИЛИ 14 и далее на вход сброса первого счетчика 15. Поскольку на втором входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32 установился ЗО логический нуль, то сигнал на его вьг. ходе, который является младшим разрядом адреса ОЗУ 8, будет определяться сигналом с выхода младшего разряда третьего счетчика 30, Таким образом, адре" З 5 са считывания ОЗУ 8 определяются состоянием третьего счетчика 30, изменяющегося с частотой тактовых сигналов, поступающих с выхода младшего разряда второго счнтчика 22, Те кущий сигнал 1-го фотоприемника после АЦП 5 по сигналу с выхода второго коммутатора 25 запоминается в регистр 6, а считанная из ОЗУ 8 величина калибровочного сигнала, соответствующая тому же 1-му фотоприемнику, записывается во второй регистр 9, Эти сигналы поступают на адресные входы ПЗУ 10, а с выхода ПЗУ 1 О считывается откор" ректированный сигнал, который затем подается на пороговый элемент 11При превышении сигналом установленного порога в пороговом элементе 11 формируется логическая единица в противном случае - логический нуль. Таким образом, исходное изображение индекса на конверте преобразуется в дзухградационный видеосигнал, где фону соответствует сигнал логического ну 09 10ля, а цифрам и меткам - логической единицы.Благодаря ввеценным новым блокам и соответственно, связам перед пороговым ограничением осуществляется коррекция сигнала для устранения неравномерности чувствительности фоточувствительных элементов ФЭП 1, неравномерности освещения зоны считывания и т,п., причем благодаря адаптации к фону конверта и к неравномерности освещенности по каждому конверту в реальном масштабе времени обеспечивается более высокая точность коррекции и удобство эксплуатации, Таким образом, повышается глубина модуляции отмалоконтрастюлх элементов иэображения почтового индекса и устраняется маскирующее действие фона, что позволяет установить в порогов"м элементе 11 соответствующий порог цля более нацежного преобразования иэображения почтового индекса в двухгрядгционный видеосигнал для последующей обработки в АПСМ,Формула изобретения 1. Устройство дл; считывания почтовых индексов, содержащее фотоэлектрический преобразователь, синхрогенератор, предцарительный усилитель, блок автоматической регулировки усиления, пороговый элемент, группа выходов синхрогекератора подключена к управляющим входам фотоэлектрического преобразователя, оптический вход которого является информационным входом устройства, а выход соединен с входом предварительного усилителя, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности выделения тонких, малоконтрасткых элементов изображения почтового индекса, в устройство введены аналого-цифровой преобразователь, блок выделения огибающей, два регистра, сумматор, два блока памяти и блок управления, причем выход предварительного .силителя подключен к информационному входу блока выделения огибающей, управляющий вход которого соединен с первым выходом синхрогенератора, а выход подключен к входу блока автоматической регулировки усиления, выход которого саедшеи с информационным входом аналого-цифрового преоб-. разователя, управляющий вход которого подключен к второму выходу синхро09 12ров, второй выход первого счетчикасоединен с первым входом элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и управляющим входомпервого коммутатора, выход первого де- .шифратора подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса первого триггера, выход второго дешифратора подключен квходу установки первого триггера ивходу сброса второго триггера, первыйвыход которого является первым выходом блока управления, и.-;рвый выходпервого триггера соединен с первымивходами первого и третьего элементовИ, второй выход первого триггера подключен к управляющему входу второгокоммутатора, второй выход второготриггера соединен с вторыми входамипервого и второго элементов И, выходпервого элемента И подключен к вторымвходам первого и третьего элементовИЛИ, первый выход второго счетчикасоединен с входами третьего и четвертого дешифраторов, выходы которых подключены соответственно к первому ивторому информационным входам первогокоммутатора, выход которого соединенс третьим входом третьего элементаИЛИ, второй выход первого коммутатораподключен к первому информационномувходу второго коммутатора, второй выход второго счетчика соединен с вторым информационным входом второго коммутатора и информационным входомтретьего счетчика, выход второго коммуматора является вторым выходом блока управления и подключен к входусброса третьего триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и входом обнулениятретьего счетчика, первый выход которого подключен к второму входу треть-,его элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго элемента И,третьего счетчика и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно третьим, четвертым и пятым выходами блокауправления, выход третьего элементаИЛИ соединен с первым входом второгоэлемента И,11 153 б 4 генератора, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом первого регистра,ервый и второй выходы блока управления5 подключены соответственно к входу записи и к входу обнуления регистров, третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответствен- но с управляющим входом, первым и вто.1 О рым адресными входами первого блока памяти, вход кадрового импульса блока у 1 равления является управляющим входом устройства, а входы строчного и тактового импульсов подключены соответственно к третьему, и четвертому выходам синхрогенератора, выход первого регистра соединен с первым входом сумматора и первым адресным входом второго блока памяти, выход сумматора 20 подключен к информационному входу первого блока памяти, выход которого со-, елинен с информационным входом второго регистра, выход второго регистра подключен к второму входу сумматора 25 .и второму адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с входом порогового элемента выход порогового элемента является выходом устройства, ЗО2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит три элемента ИЛИ, три счетчика, четыре дешифратора, три тригге-. ра, три элемента И, два коммутатора и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИЛИ является входом кадрового импульса блока управления и соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом уста О новки второго триггера, информационныц вход первого счетчика является входом строчного импульса блока управления и подключен к входу обнуления второго счетчика и к входу установки третьего триггера, информационный вход второго счетчика является входом тактового импульса блока управления, выход первого элемента И 1 П соединен с информационным входом первого счетчи- БО ка, первый выход которого подключен к входам первого и второго дешифрато-11536409 тавитель В.Макаренред М. Ходанич едактор А.Маковск Тех Корре ксимишинец аказ 11 ираж 5 одписное ВНИИПИ и о оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. У 101 ул. Гаг арственного комитета 113035, Москва, Ж изобретения Раушская ытиям при ГКНТ СССР 4/5