Устройство сравнения бинарных изображений

/7 6 К 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕН объе СЛ ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Рижское производственннение ВЭФ им. В.И.Ленина.(54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ БИНАРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для контроля печатньм плат. Цель изобретения - повьппение производительности работы устройства. В устройстве последовательно считываются первое и второе изображения, например эталонная и проверяемая печатные платы, которые накапливаются в блоках 9 запоминания и сравнения элементов изображений, Сравнение изображений производится в блоках 9 на основе сов1580400 падения количества переходов "белое -черное", "черное - белое", равенстваадресов и совпадения признаков перехо"1 1 О ратор 44 микрокоманды и генератор 45импульсов,Предусмотрены три режима работыустройства: режим считыванич первогоизображения (например, эталоннойплаты), режим считывания второго20 изображения (например, с проверяемойплаты) и режим проверки (например,сравнение информации от эталонной ипроверяемой платы).В режимах считывания изображенийвключается источник 1, световой поток от которого разделяется в разветвителе 2 на и лучей, сфокусированныхна поверхности печатной платы 3. Печатная плата 3 сканируется при помощи30 координатного стола 4. Взаимная ориентация оптического разветвителя 2и печатной платы 3 осуществляетсятак, что сфокусированные световыепятна от лучей располагаются по пря 35 мой линии вдоль одного из направленийсканирования, например У, на равномрасстоянии друг от друга. Узел 5управления столом позволяет перемещать печатную плату 3 в автоматичес 40 ком режиме, Формируя шаговые импульсы.управления движения, которые поступают также и в блок 7 синхронизации,Формируя шаговые импульсы, по которымопределяется текущее положение стола.45 Отраженные от поверхности платы лучипопадают в преобразователи узла б,осуществляющие преобразование светового потока в электрический сигнал.Выходные напряжения узла б поступаютв блок 8, где происходит преобразование аналоговых сигналон в цифровые"1" или "0", которые соответствуютпризнакам переходов на трассе соответствующего луча разнетвителя 2, Информация в цифровом виде поступает наинформационные входы соответствующихблоков 9.Режим считывания эталонной платыначинается подачей сигнала "СчитываИзобретение относится к вычислительной технике и может найти применение, например, в системах контроля качества печатных плат.Цель изобретения - повышение производительности работы.На Фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - Функциональная схема блока запоминания и сравнения элементов изображения; на Фиг.З - 5 - функциональные схемы блока синхронизации;,узла управления столом и блока микропрограммного управления соответственно.Устройство содержит блок сканирования изображения, состоящий из источника 1 излучения (лазера), оптического разветвителя 2, носителя изображения, например платы 3 (проверяемой или эталонной), закрепленной на координатном столе 4, узла 5 управления столом и узла 6 преобразователей светового потока в электрический сигнал, блок 7 синхронизации, блок 8:пороговых элементов, блоки 9 запоминания и сравнения элементов изображения, блок 10 регистрации.Блок 9 (фиг.2) содержит элемент ИЛИ 11, элемент 12 задержки, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, счетчик 14 адреса координат сканирования, мультиплексоры 15 и 16 управляющих сигналов, счетчики 17 и 18 адресов, узлы 19 и 20 памяти адресов переходон первого и второго изображений соответственно, мультиплексор 21 адресов переходов, узел 22 памяти адресов ошибок, второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23, схему,24 сравнения, узел 25 микропрограммного управления, счетчик 26 строк развертки.Блок 7 синхронизации (Фиг.З) содержит элемент ИЛИ 27, пусковой узел 28, счетчик 29, генератор 30 импульсов и дешифратор 31. Узел 5 управления столом (фиг.4) содержит первый 32 и второй 33 элементы И, элемент НЕ 34, счетчик 35 шагов по Х, счетчик 36 шагов по У, дешифратор 37, первый. 38 и второй 39 формиронатели импульсов,да при равенстве адресов. При; этомучитывается допуск на отклонение отэталона, 5 ил. Узел 25 микропрограммного управления (фиг.5) содержит регистр 40 состоянийсчетчик 41 адреса микрокоманд, регистр 42 адреса микрокоманды, узел 43 памяти микропрограмм, дешиф1580400 6узла 5 Формируется сигнал окончаниядвижения, который поступает на входый признака окончания движения блока 9,и При этом также происходит Формировае- ние импульса перехода и сигнал окон 5чания движения фиксируется в узле 19памяти, указывая на окончание адресовперехода в строке эталона. После10 этого узел 5 управления столом осуществляет необходимое перемещение поа- оси У, и далее происходит считываниеследующей строки,После считывания последней строки5 15 на соответствующем выходе узла 5 Форо- мируется сигнал "Окончание считывания", который поступает на выход го"товности устройства, Режим считываниявторого иэображения - проверяемойи платы аналогичен режиму считыванияэталона, Разница заключается в том,что сигнал "Считывание проверяемойплаты", подаваемой на второй входя режима устройства, поступает на входы25 считывания второго изображения блоков 9, при этом разблокируется мультиплексор 16 и адреса переходов фикси 5 руются в узле 20,5 Проверка печатной платы осуществт ляется сравнением адресов переходов,сы зафиксированных в узлах 19 и 20, Критерием отсутствия ошибок являетсясовпадение количества переходов, попарное равенство адресов и совпадение35признаков перехода при равенстве адресов. Кроме того, контролируемаятехнология рисунка печатной платы всоответствии с классом точности изготовления проводника имеет допуск наотклонение от эталона, т.е. ширинапроводника может изменяться в пределах допуска. В связи с этим при сравнении соблюдается условие, что отклонение на один шаг не является ошибкой,так как сканирование платы осуществляется световым пятном, размер кото-.рого равен половине допуска и также, равен шагу съема информации,ние эталона" на первый вход режимаустройства. Сигнал с первого входарежима устройства поступает на перввход запуска блока 7 синхронизациина входы считывания первого изображния блока 9. Сигнал с первого входазапуска блока 7 синхронизации черезэлемент ИЛИ 27 включает пусковойузел 28, Сигналом с первого выходаузла 28 запускается генератор 30,сигнал с второго выхода узла 28 подется на входы сброса блоков 9. Синхросигнал с первого выхода блока 7поступает на вход тактирования узлауправления столом и вызывает формирванне импульсов движения стола, истол начинает двигаться по координате Х,Синхросигнал с выхода текущих прращений узла 5 подается на тактовыйвход блока 7. При этом на третьем выходе блока 7 Формируются импульсы,определяющие текущий адрес положенистола с заданным шагом.При этом в каждом блоке 9 происходит следующее: сигнал "Считываниеэталона" подключает мультиплексор 1и с первого выхода мультиплексора 1счетчик 17 сбрасывается в ноль; счечик 14 сбрасывается в ноль; импульс третьего выхода блока 7 подаютсяна счетный вход счетчика 14, в результате чего на выходе счетчика 14формируется текущий адрес положениястола, информация в цифровом видеподается через элемент ИЛИ 11 и наинформационные входы узлов 19 и 20,При любом изменении информации наинформационном входе блока 9 (изменение с "0" на "1" или с "1" на "0")на выходе первого элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 13 Формируется импульс перехода, длительность которого определяется параметрами элемента 10 задержки. Импульс перехода поступает навход мультиплексора 15 и вызываетформирование сигнала "Запись" в узел19 памяти. По этому сигналу в узле 19памяти фиксируется адрес положениястола 4, который является адресомперехода. Одновременно с адресом вузле 19 Фиксируется признак перехода.По окончании импульса записи сигналомс выхода мультиплексора 15 состояние55счетчика 17 адреса увеличивается наединицу.По окончании движения стола по одной строке на соответствующем выходе Сравнение начинается вычитанием первого адреса перехода эталона из первого адреса перехода печатной платы. В случае несовпадения (разность + 1) меньший по величине адрес записывается в узел 22 памяти вместе с обоими признаками перехода и больший адрес сравнивается со следующим адресом перехода из того массива, к которому принадлежит меньший адрес.В случае совпадения адресов сравниваются признаки перехода. В случае их несовпадения адрес также записывается в узел 22 памяти, Сравнение продолжается до появления сканирования сигналов на выходах признаков окончания узлов 19 и 20 памяти.Проверка начинается подачей активного сигнала "Режим проверки" на тре 10 тий вход режима устройства. Этот сигнал поступает на входы сравнения блоков 9. Сигнал с входа сравнения блока 9 поступает на мультиплексоры 15 и 6, а также на узел 25. При этом счетчики 17 и 18 сбрасываются в ноль и информация по нулевому адресу из узлов 19 и 20 памяти. поступает на схему 24 сравнения и мультиплексор 21В схеме 24 сравнения происходит вычитание адресов переходов и на первом выходе20 схемы формируется сигнал, если разность равна О, на втором выходе - если равна +1, и на третьем - если она ) О. По сигналу "Режим проверки" начинает работать узел 25.В первую очередь проверяются сигналы окончания движения с узлов 19 и 20, которые являются признаком окончания строки, Если оба сигнала активны, узел 25 Формирует на своем третьем выходе сигнал "Конец проверки строки и записывает его по текущему адресу в узел 22 памяти. При этом значение счетчика 26 строк уменьшает" ся на единицу. Затем проверяется сос- З 5 тояние счетчика 26 на ноль.По окончании проверки узел 25 формирует сигнал ".Конец проверки" и записывает его в узел 22 памяти. На этом проверка заканчивается.Если выход счетчика 26 не равен нулю, проверка продолжается. Если признак окончания активен только на выходе одного из узлов 19 или 20, то узел 25 последовательно переписывает все адреса в узел 22 памяти до тех пор, кокИ не закончится проверка всей строки. Если оба сигнала окончания движения пассивны, то узел 25 переходит к анализу выходов схемы 24.В случае, если сигналы на первом или втором выходах схемы 24 активны, узел 25 анализирует результат сравне ния признаков переходов, который формируется на выходе второго элемента ИСКЛЮЧАИЩЕЕ ИЛИ 23.В случае несовпадения признаков узел 25 формирует на своем первом выходе сигнал подключения адреса перехода эталона, по которому информация с выхода узла 19 памяти через мультиплексор 21 поступает на вход узла22 памяти, Затем формируется сигнал"Запись в память ошибок", по которому адрес перехода и оба признака фик 1сируются в узле 22 памяти.В случае, если сигналы на первоми втором выходах схемы 24 пассивны,проверяется состояние третьего выхода блока 24, Если этот сигнал активен, узел 25 формирует сигнал "Подключение адресов перехода эталона"и в узле 22 памяти фиксируется адресперехода эталона с обоими признаками. Затем узел 25 формирует сигнал,которым увеличивает на единицу содержимое счетчика 17, и переходит к следующему шагу проверки.Если сигнал на третьем выходе схемы 24 сравнения тоже пассивен, тоузел 25 записывает в узел 22 памятиадрес перехода проверяемой платы,увеличивает содержимое счетчика 18на единицу и переходит к следующемуциклу проверки,По окончании проверки в каждомблоке 9 блок 10 регистрации переписывает содержимое иэ каждого узла 22памяти и формирует на выходе устройства сигнал окончания работы.Формула и з о б р е т енияУстройство сравнения бинарных изображений, содержащее блок сканирования иэображения и блок синхронизации, первый и второй входы запуска, первый выход и с первого по третий входы управления сихронизацией которого соединены с первым и вторым входами режима устройства, с входом тактирования, с выходами текущего приращения, признака окончания сканирования и признака готовности блока сканирования изображения соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности работы, в него введены блок пороговых элементов, информационные входы которого соединены с выходами блока сканирования изображения, группа блоков запоминания и сравнения элементов изображения, информационные входы которых соединены с выходами блока пороговых элементов, а информационные выходы и выходы готовностиинформации являются одноименными выходами устройства, с первого по третий входы режима которого соединены с входами считывания первого изображения, входами считывания первого изображения и входами сравнения блоков запоминания и сравнения элементов изображения группы, входы начальной установки, аДреса координат и призна ка окончания сканирования которых соединены с вторым и третьим выходами блока синхронизации и с выходом признака окончания сканирования блока сканирования изображения, а каждый 1блок запоминания и сравнения элементов изображения содержит элемент ИЛИ, элемент задержки, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик адреса координат сканирования, первый и второй мультиплексоры управляющих сигналов, первый и второй счетчики адресов, узлы памяти адресов переходов первого и второго изображений, мультиплексор адресов переходов, узел 5 памяти адресов ошибок, схему сравнения, узел микропрограммного управления и счетчик строк развертки, причем в каждом блоке запоминания и сравнения элементов изображения информационный вход и вход признака окончания сканирования соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, с разрядами признака перехода и признака окончания сканирования информационных входов узлов памяти адресов переходов первого и второго изображений, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом и через элемент задержки с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом блокировки счетчика адреса координат сканирования и с первыми информационными входами первого и второго мультиплексоров упРав ляющих сигналов, первые управляющие входы которых соединены с входами считывания первого и второго изображения блока запоминания и сравнения элементов изображения, вторые управляющие входы соединены с входом срав 50 нения блока запоминания и сравнения элементов изображения, входы начальной установки и адреса координат которого соединены с входом сброса и счетным входом счетчика адреса координат сканирования, выходы которого соединены с разрядами адреса координат сканирования информационных входов узлов памяти адресов переходовпервого и второго иэображений, адресные входы которых соединены с выхода.ми первого и второго счетчиков адресов соответственно, счетные входы,входы сброса которых и входы записиузлов памяти адресов переходов первого и второго изображений соединеныс выходами соответствуюцдх разрядовпервого и второго мультиплексоровуправляющих сигналов соответственно,вторые информационные входы которыхсоединены с соответствующими выходамиузла микропрограммного управления,выходы разрядов признака переходаузлов памяти адресов переходов первого и второго изображений соединеныс первым и вторым входами второгоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с соответствующими входами условий узла микропрограммного управления и с соответствующими информационными входамиузла памяти адресов ошибок, выходыпризнака окончания сканирования ссе. -динены с соответствующими входамиусловий узла микропрограммного управления, выходы адреса координат сканирования соединены с первыми и вторьвиинформационными входами мультиплексора адресов переходов и схемы сравнения, выходы которой, выход второгоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходпризнака нулевого состояния счетчикастрок развертки соединены с соответствующими входами условий узла микропрограммноного управления, соответствующие выходы которого соединеныс соответствующими управляющИми входами мультиплексора адресов переходов, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами узла памяти адресов ошибок, входначальной установки которого соединенс одноименным входом счетчика строкразвертки и с соответствующим выходомузла микропрограммного управления,соответствующие выходы которого соединены с соответствующими информ 1 пионными входами узла памяти адресовошибок и с вычитающим входом счетчикастрок развертки и с выходом готовности информации блока запсминанияи сравнения элементов изображения,информационный выход которого соединен с выходом узла памяти адресовошибок, 15804001580400 Ж 7 Ю СРи Составитель А.Ушакоанко Техред Н.Ходанич Реда Корректор Н.Корол ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Производствен Заказ 2015 . Тираж 588 ВНИИПИ Государственного комит 113035, ИосквПодписноеа по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СЧСР Ж, Раушская наб., д. 4/5