Устройство для считывания изображений

(71) Владимирский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычис)фф Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(в) 3 К (и) 2 (5 Ц 006 К 11 00 лительной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений. Повышение скорости считывания изображений по сечениям и передачи ее в ЭВМ достигается за счет введения в устройство регистра сдвига, амплитудного дискриминатора, цифроаналогового преобразователя, блока кодирования изображения, блока памяти и блока формирования управляющего слова. 3 ил, 2004929Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки изображений.Известно устройство для считыванияизображений, содержащее телевизионныйдатчик, выход которого подключен к входувидеоусилителя, один иэ входов которогосоединен с входом блока видеоконтроля,первый, второй и третий счетчики, генератор импульсов, выход которого подключен кодному из входов элемента И, выход которого соединен с импульсным входом второго счетчика, блок приема и передачиинформации и блок синхронизации и управления, выходы которого подключены к уп-равляющим входам первого и третьегосчетчиков, блоки выделения границ по координатам Х и У, цифроаналоговый преобразователь и последовательно включенныеселектор видеосигнала амплитудный дискриминатор и сдвиговый регистр, информационный выход которого подключен кинформационному входу блока приема ипередачи информации, информационныевыходы которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преоб, разователя, первого и второго счетчиков иблоков выделения границ по координатам Хи У, а управляющий выход подключен к одному из входов блока синхронизации и управления, другие входы которогосоединены с выходами селектора видеосигнала, выход которого подключен к управляющим входам блоков выделения границ покоординатам Х и У, причем выход первогосчетчика соединен с соответствующим входом блока выделения границ по координатеУ, выход которого подключен к другому входу элемента И, вход второго счетчика соединен с соответствующим входом блокавыделения границ по координате Х, выходкоторого подключен к соответствующимвходам сдвигового регистра и третьего счетчика, выход которого соединен с одним извходов блока приема и передачи.Недостатком данного устройства является снижение эффективности использования устройства при считыванииотносительно большого числа сечений одного и того же обьекта.Целью изобретения является расширение области применения устройства путемувеличения скорости считывания и передачи информации и соответственно устранения отмеченного недостатка,Цель достигается тем, что в устройствовведены вторые амплитудный дискриминатор, цифроаналоговый преобразователь исдвиговой регистр, блок формирования управляющего слова, блок кодирования изображения, блок памяти управляющих слов, причем информационный вход второго амплитудного дискриминатора соединен с вы ходом селектора видеосигнала, выходыпервого и второго амплитудных дискриминаторов соединены с информационными входами первого и второго сдвиговых регистров, выходы которых соединены с инфор мационными входами блока формированияуправляющего слова и блока кодирования изображения, первая группа выходов блока формирования управляющего слова соединена шиной управления с первой группой 15 управляющих входов блока кодированияизображения, а вторая группа выходов блока формирования управляющего слова соединена шиной с информационными входами блока памяти управляющих слов, 20 причем входы управления блока формирования управляющего слова, второй группы блока кодирования изображения, блока памяти управляющих слов соединены шиной управления с выходов генераторов импуль сов, выходы блока кодирования иэображения и блока памяти управляющих слов через буферные регистры соединены со входами блока приема и передачи, причем блок кодирования иэображения содержит элемент З 0 сравнения двух последовательных кодов,узел преобразования кодов, группу мультиплексоров, информационные входы элемента сравнения двух последовательных кодов соединены с выходами входных разрядов З 5 первого и второго регистров сдвига, а выходсоединен с информационным входом узла преобразования кодов, входы управления которого соединены шиной управления с выходом генератора импульсов, выход узла 40 преобразователя кодов соединен с входамиуправления группы мультиплексоров, причем первые и вторые информационные входы мультиплексоров соединены с соответственно с и прямыми и и инверсны ми выходами второго регистра сдвига, а входы стробирования п-мультиплексоров соединены соответственно с выходами и- разрядов первого регистра сдвига, причем узел формирования управляющего слова со держит элемент сравнения с блокировкойвыхода, дешифратор, регистр с узлом выработки сигнала записи управляющего слова, инвертор, два счетчика, причем два информационных входа элемента сравнения сое динены с выходами двух входных разрядовпервого регистра сдвига, вход сброса блокировки выхода элемента сравнения соединен с выходом блока выделения границ по координате Х, а выход которой соединен с ин-.формационным входом первого счетчика, со50 входом Оствнова счетчика границы и входом управления узла преобразователя кода блока кодирования изображения, счетный вход первого счетчика соединен с выходом генератора импульсов, в вход второго счетчика соединен с выходом блока выделения границ по координате Х, выходы дешифратора через узел выработки сигнала записи управляющего слова соединены с синхровходами разрядов регистра, вход синхронизации которой соединен с выходом генератора импульсов, вход инввртора соединен с выходом входного разряда первого регистра сдвига, а парафазный.выход инвертора соединен с информационными входами регистра, вход управления выходом второго счетчика соединен с выходом переноса второго счетчика, причем выходы регистра, выход инвертора блока кодирования иэображения и выходы второго счетчика объединены 8-разрядной виной данных блока памяти управляющих слов, который шиной адреса соединен с блоком приема и передачи.Устройство осуществляет одновременное считывание информации двух смежных сечений, кодирование одним словом с последующей его передачей в ЭВМ, что позволяет увеличить скорость считывания и передачи информации, Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "положительный эффект".На фиг,1 приведена схема устройства; на фиг,2 - блок кодирования иэображения; . на фиг.З - блок формирования управляющего слова,Устройство(фиг.1) состоит из телевизионного датчика 1, видеоусилителя 2, селектора 3 видеосигнала, блока 4 синхронизации и управления, первого счетчика 5, второго счетчика 6, блока 7 выделения границ по координате У, блока 8 выделения границ по координате Х, элемента И 9, блока 10 видеоконтроля (на схеме не доказан), блока 11 приема и передачи информации, первого цифроаналогового преобразователя 12, первого амплитудного дискриминатора 13, генератора 14 импульсов. Позицией 15 обозначена ЭВМ. В состав устройства также входят регистры сдвига 16, 20, третий счетчик 17, второй цифроаналоговый преобразователь 18, второй амплитудный дискриминатор 19, блок кодирования изображений 21, блок формирования управляющего слова 22, блок памяти 23 управляющих слоев. Блок кодирования изображения (фиг,2) содержит элемент сравнения 24, узел преобразования кодов 25, группу 26 - мультиплексоров, блок формирования управляющего слова 5 10 15 20 25 30 35 40 45(фиг.З) содержит элемент сравнения 27 с блокировкой выхода, первый счетчик 28, дешифратор 29, 30, Узел выоаботки сигнала записи управляющего слова 31, инвертор 32, второй счетчик 33,Устройство работает следующим образом.На этапе подготовки устанавливаются параметры вводимого иэображения: относительное местоположнение и размер счи- тыааЕМОГО РаСтРа Унач, Хнач, А У, Л Х, ЧИСЛО элементов разложения (масштаб дискретизации) К 1; К 2, начальное значение порогов, Эта информация передается из ЭВМ 15 через буферные регистры блока 11 в счетчики 5 и 6, блоки 7 и 8 выделения границ по координатам У и Х, ЦАП 12, 18,На этапе считывания видеоинформации из телевизионного датчика 1 через видеоусилитель 2 в селектор 3 непрерывно подается видеосигнал. В селекторе происходит разделение видеосигнала на синхрониэующие кадровые, строчные и видеосигнал. Сигнал "Пуск", поступающий из ЭВМ 15 через блок 11, переводит блок 4 в режим управления вводом изображения, С приходом кадрового синхроимпул ьса (КСИ) происходит привязка к конкретному полукадру (четному или нечетному) и строчные синхроимпульсы (ССИ) начинают поступать на счетчик 5. Счетчик 5 "разряжает" растр, т.е, уменьшает число строк до выбранного формата разложения. Коэффициент деления установлен по коду на ЭВМ, Синхроимпульсы (СИ), соответствующие необходимой частоте следования строк в считываемом растре, поступают в блок 7 выделения границ по координате У. В счетчиках начала и конца окна этого блока содержйтся код, соответствующий номеру строки, с которой начинается считывание и строки, на которой ввод изображения заканчивается,При переполнении счетчиков во время подсчета строчных импульсов устанавливаются триггеры начала и конца окна То и То, которые определяют границы участка растра по коду для считывания. Если текущая строка находится в пределах этого участка,элемент И 9 открывается разрешающим сигналом из блока 7 выделения границ и пропускает импульсы генератора 14, которые размещают выделенную строку в счетчик 6. Счетчик 6, как и счетчик 5, в соответствии с установленным коэффициентом деления,уменьшает частоту дискретизации по строке (по координате Х), С выхода счетчика 6 импульсы дискретизации поступают на вход блока 8 выделения границ по координате Х, в котором определяется участок строки для считывания, Функционирование блока 7 не5 10 30 40 45 50 55 отличается от рассмотренного. Импульсы на выходе блока 8 выделения границ по координате Х соответствуют моментам дискретизации данного участка всего растра, доступного сканированию телевизионным датчиком, в данном обьеме разложения. Эти импульсы подаются на сдвиговые регистры 16, 20 для фиксации мгновенных значений видеосигнала первого (базового) и второго (верхнего) сечений. Формирование базового (ВС) верхнего (ВС) слов в формате Э ВМ продолжается 16 тактов сдвига регистров 16, 20, после чего формируется бима- шинное слово (ВМС) и необходимо инициализировать обмен с памятью ЭВМ. Передача данных в память осуществляется в режиме прямого доступа.На входы сдвиговых регистров 16, 20 со стороны старшего разряда младшим разрядом вперед поступает считываемая информация о двух сечениях базовом и верхнем. В регистре 16 формируется базовое слово, в регистре 20 - верхнее слово, Базовое и верхнее слова представляют собой чередующиеся последовательности нулей и единиц, Разрядность слов определяется форматом данных ЭВМ и числом чередований групп нулей и единиц. Шесть типов слов приведены на фиг.1. Верхнее слово по числу единиц не может быть шире базового слова. Тип базового слова кодируется трехразрядным кодом. Базовое и верхнее слова объединяются в одно бимашинное слово. Если базовое слово (БС) представляет собой последовательность только нулей или только единиц, то бимашинное слово (БМС) совпадает с верхним словом (ВС), по трехраэрядному коду определяется тип базового слова. К трехразрядному коду добавляется четвертый разряд, в котором кодируется вид кода бимашинного слова - О - прямой, 1 - обратный, четыре разряда образует слово управления, которое во время передачи данных в память ЭВМ записывается в блок памяти 23 управляющих слов,Если базовое слово типа 3, то формирователь управляющих слов выделяет границу перехода последовательности нулей в последовательность единиц 0 -ф 1 ( - 1 -+1), блок кодирования изображения 21 сравнивает содержимое 1-х разрядов регистров 15, 20, при их равенстве формируется бима- шинное слово (БМС), совпадающее с верхним словом, в четвертый разряд слова управления записывают О, если равенства содержимого 1-х разрядов нет, то формирователь управляющего слова генерирует управляющий сигнал обратного кода, в четвертый разряд слова управления заносят единицу, бимашинное слово формируют иэ последовательности нулей базового слова и обратного кода части верхнего слова, расположенной над последовательностью единиц базового слова.Если базовое слово типа 4, то сравнение содержимого осуществляют в (1-1) разряде, бимашинное слово формируется аналогично предыдущему случаю,Если базовое слово 5 или 6, при формировании базового слова подсчитывают число единиц или число нулей до первойграницы, кодируют 4 разрядным словом,формируют 8-разрядное управляющее слов,Оставшуюся часть базового слова левеепервой границы кодируют по изложеннымправилам для слов типа 3, 4.До начала формирования управляющего слова счетчики 28, ЗЗ (см фиг.З) установлены в ноль, выход элемента сравнения 27заблокирован, на нулевой шине дешифратора устанавливается высокий потенциал, открывающий первый ключ узла 31 по одномувходу, подготавливая подачу сигнала насинхровходы триггеров регистра 30, При подаче значения младшего разряда базовогослова на вход сдвигового регистра 16 первым импульсом сдвига с блока 8 информация записывается в старший разряд иподается на инвертор 32, с выхода которогоподается парафазным кодом на информационные входы й-триггеров регистра 30. Задержанный сигнал относительно импульсасдвига от генератора 14 через первый ключузла 31 подают на входы С-триггеров, устанавливая их либо в ноль, либо в единицу всоответствии с содержимым старшего разряда регистра 16, одновременно снимаетсяблокировка выхода схемы Н,Счетчик ЗЗ производит подсчет числаимпульсов сдвига,При записи информации следующегоразряда схема сравнения анализируетсодержимое двух разрядов и при переходе последовательности .нулей (единиц) в последовательность единиц(нулей) 0 -+ 1 (1 -ф 0) выдает сигнал на информационный вход счетчика, на вход блока 21 и останавливает счет счетчиком 33,по синхросигналу Ф 2 А содержимое счетчика 28 увеличивается на единицу, дешифратор 29 открывает по одному входу ключисо сдвигом на один (первый ключ закрыт) изадержанный синхросигнал Ф 2 Б относительно Ф 2 А записывает в триггеры, начинаясо второго новое значение информаций свыхода преобразователя 32. Повторнаяподача на вход регистра единицы (нуля) не .изменяет содержимого регистра 30. ПриР2004929 новой смене информации не входе(переход 1 -ф 0 (О -ф 1) работа схемы работает аналогично, но новое значение входной информации заносится, начиная со следующего разряда регистра 30, то есть в третий раэ ряд, при этом на выходе счетчика 28 формируется сигнал, инициализирующий выходы счетчика 33.Блок кодировки изображения 21 синхронизируется прямой и инверсной последо вательностью импульсов с генератора 14, последовательности синхронны относительно импульсов сдвига, подаваемых на регистры 16, 20.Схема сравнения 24 блока кодирования 15 изображений 21 (см. фиг.2) сравнивает последовательно содержимое разрядов регистров 16, 20 при записи в них информации младшими разрядами вперед, 1-разряд определяется стробированием информации 20 сигналом с выхода схемы сравнения 27. Для стробирования информации тем же сигналом результат с элемента 24 задерживают на один такт в узле 25 задержкой на О-триггерах и записывают по сигналу синхрониза ции инверсной последовательности в ВЯ-триггер узла 25, с выхода которого снимают сигналы управления выбором прямого или обратного кода выходной информации формируемого бимашинного слова, выбор 30 осуществляют с помощью группы мультиплексоров 26, осуществляющих коммутацию прямых и инверсных выходов регистра 20 во всех разрядах, которые стробируются35 формула изобретения УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее последова тельно соединенные телевизионный датчик, видеоусилитель и селектор видеосигнала, первый и второй выходы которого подключены соответственно к пер: вым входам первого амплитудного дискриминатора и блока синхронизации и управления, первый выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого подключен к первому входу блока выделения границ изображения по координате Ч, выход которого соединен, с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к счетному входу вто рого счетчика, выход которого соединен с первым входом блока выделения границ изображения по координате Х, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика и информационным входам перединицами в разрядах базового слова. С выхода блока из п-мультиплексоров бима- шинное слово через буферный регистр (на схеме не показан) подают по общей шине нэ блок приема и передачи 11, коммутацию выходов данного буферного регистра и буферного регистра блока памяти 23 осуществляют сигналами управления, подключая выходы буферного регистра к общей шине на время прямого кода развертки телевизионного датчика ц, пределах выбранного окна, а выходы буферного регистра блока памяти 23 - на время обратного хода развертки, осуществляя передачу массива управляющих слов в память ЭВМ в режиме прямого доступа.Таким образом, вместо каждых двух и- разрядных машинных слов (базово. и верхнего) определяется одно и-рязрядное бимашинное слово и 4-разрядное управляющее слово, Выигрыш; при 16-разрядных словах четырем бимашинным словам соответствует одно считываемое иэ блока памяти 16 -разрядное управляющее слово, Вместо 8 слов в память ЭВМ необходимо передать 5 слов. Если формируется 8-разрядные управляющие слова, то вместо 4 слов в память ЭВМ необходимо передать 3 слова, что обуславливает увеличение скорости считывания и передачи информации по сечениям, для записи требуется меньший объем памяти ЭВМ,(56) Авторское свидетельство СССР В 1251135, кл, 6 06 К 11/00, 1986. вого регистра сдвига, второй выход блока синхронизации и управления соединен суправляющими входами блоков выделенияграниц изображения по координатам Х и У и третьего счетчика, блок приема и передачи информации, перва" - третья группы выходов которого соединены соответственно с информационными входами первого и второго счетчиков, блока выделения границ изображения по координате Х и первого цифроаналогового поеобразователя, , выход которого подключен к второму входу первого амплитудного дискриминатора, ; выход которого соединен с управляющим , входом первого регистра сдвига, отличающееся тем, что в него введены вторые амплитудный дискриминатор, цифроаналоговый преобразователь и регистр сдвига, блок памяти, блок кодирования изображения, содержащий элемент сравнения, преобразователь кодов и группы мультиплексоров, причем выход элемента сравнения соединен синформационным входом преобразователя кодов, выход которого подключен к управляющим входам мультиплексоров, первый, второй и третий информационные входы которых соединены соответственно с прямнми выходами первого и второго регистров сдвига и инВерсным выходом второго регистра сдвига, первый и второй входы элемента сравнения подключены к выходам старших разрядов первого й второго регистров сдвига, формирователь управляющего слова, содержащий элемент сравнения, два счетчика, дешифратор, регистр, блок выработки сигнала записи управляющего слова и инвертор, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с прямыми и инверсными входами регистра, выход элемента сравнения подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, выходы первого счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к информационным входом блока выработки сигнала записи управляющего слова, выходы которого соединены с синхровходами Регистра, выход переноса первого счетчика подключен к управляющему входу второго счетчи-ка, а нулевой выход - к входу сброса,второго счетчика и входу блокировки эле-,мента сравнения, информационные входы которого соединены с выходами первого и второго регистров сдвига, а управляющий вход - с выходом генератора импульсов и тактовыми входами первого счетчика и блока выработки сигналов записи управляющего слова, выход элемента сравнения формирователя управляющего слова под-ключен к управляющему входу блока кодирования изображения, выходы регистра и второго счетчика формирователя управляющего слова соединены с первой группой информационных входов блока .памяти, 15 вторая группа входов которого подключенак четвертой группе выходов блока приема и передачи информации и входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второ го амплитудного дискриминатора, второйвход которого подключен .к выходу селектора видеосигнала, а выход - к управляю- щему входу второго регистра сдвига, информационный вход которого соединен 28 с выходом блока выделения границ изо.бражения по координате Х, выходы блока памяти и мультиплексоров подключены к информационным входам блока приема и передачи информации. . 302004929 08. 2 Составитель А. БарашевТехред М,Моргентал Корректор М. Петро Редактор В, Трубченко аказ 3 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10