Оптоэлектронное устройство преобра-зования изображения

Свез Советскии Сощиалистическик Республик(51)м, ил, СВ 700 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения Ли Си Кен Ленинградский институт водного транспорта1(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении инФормационновычислительных машин,Известны устройства преобразования изображений 11 .Наиболее близким является волоконнооптический преобразователь, содержащий электроннолучевую, трубку, волоконные световоды и Фотоприемные матрицы 2 .Недостатком данного устройства яв-.ляется невозможность оперативногоизменения видов преобразования изображений вследствие определения вида 15преобразования изображения расстановкой волоконных световодов.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем оперативного изменения видов преобразования изображейий.Цель достигается тем, что в оптоэлектронное устройство преобразования изображения, содержащее блок управления, связанный с первым входомустройства, введены блок памяти операторов, Н-разрядные коммутационныетранспаранты, блок оперативной памяти, усилительные транспаранты, элементы проецирования изображения,светоделительные элементы, мультипликаторы, блок памяти операторов связан со вторым входом устройства и М;разрядными коммутационными транспарантами, блок оперативной памяти оптически связан через светоделительные элементы и мультипликаторы с И- разрядными коммутационными транспарантами, выходы первого и й-ого разряда которых соответственно оптически связаны через светоделительные элементы с третьим входом и выходом уст ройства, блок оперативной памяти оптически связан непосредственно и через элементы проецирования изображения и светоделительные элементы с усилительными транспарантами, которые оптически связаны через элементы про" ецирования иэображения с М-разрядными коммутационными транспарантами.На фиг. 1 изображена схема устройства; на Фиг. 2 - схема одного элемента усилительного транспаранта; на фиг. 3 - схема одного элемента оп" тически управляемого транспаранта типа "латрикс"; на фнг, 4 - транспарант типа "латрикс", часть поперечного сечения; на фиг. 5 - преобразование изображения, пример; на фиг, б и 7 операторные поля, с помсщью которыхпроизводится коммутация оптических сигналов для получения заданного изображения (Фиг. 5 Б ) от исходного изображения (Фиг. 5 а ).Оптоэлектронное устройство преобразования иэображения содержит блок 1 управления на лазерах и транспарантах с памятью, блок 2.памяти операторов, построенный на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" ,блок 3 оперативной памяти с источниками света, построенный на оптически управля- емых транспарантах типа "латрикс и лазерах, светоделительный элемент в виде полупрозрачного зеркала 4, коллиматор, состоящий из полупрозрачных зеркал 5 и 7 и отражательных зеркал 15 6 и 8, разрядные коммутационные тран-, спаранты, построенные на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" 9-11, элементы Формирования спектра изображения в виде сферичес О ких линз 12-14, усилительный транспарант на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" 15, сферическую линзу 16, полупрозрачные зеркала 17 и 18, отражательное зеркало 19, полупрозрачное зеркало 20, отражательное зеркало 21, группу коммутационных транспарантов на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" 22-24, сферические линзы 25-27, усилительный транспарант на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" 28, сферическую линзу 29, полупрозрачное зеркало 30, группу коммутационных транспарантов на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" 31-33, сферические линзы 34-36, усилительный транспарант на оптически управляемых транспарантах типа "латрикс" 37 и 39, сферическую линзу 38. 40На фиг. 1 обозначены: Т - канал связи управления; Р - канал связи операторов;- входной информационный канал связи; Бвщх - выходнОй информационный канал связи; 5 о -сплошной световой поток . Элемент усилительного транспаранта (Фиг, 2) содержит Фотоприемник 40в виде Фототранзистора, усилитель 41на транзисторах, электрод одногоэлемента (бит) с зеркальной поверхнрстью 42, электрооптический кристалл типа КТН 43, прозрачный электродФ44, причем Р; - пучок света, являющийся операторным сигналом по координатам М и У- пучок света, являю. -щийся обрабатываемым сигналом по координатам М и У,Элемент оптически управляемоготранспаранта с памятью типа латИ 60рикс" (фиг, 3) содержит Фотоприемник45, ячейку памяти на транзисторах 46,электрод одного элемента (бит) 47,электрооптический кристалл 48, прозрачный электрод 49, причем 1 о - вы вод предназначенный для обнуления ячейки памяти,.Часть поперечного сечения транспаранта типа "латрикс" (Фиг. 4) содержит сапфировуи подложку 50, слой интегральных схем 51, полученный на эпитаксиальном слое, побитовый электрод с зеркальной поверхностью 52, электрооптический кристалл 53 и прозрачный электрод 54.На фиг. 5 приняты следующие обозна- чения: О - исходное иэображение; 6 изображение, которое следует получить в результате преобразования; Ь - изображение, полученное в результате сдвига по вертикали на 2" ", где и -и число двоичных разрядов, 2 = М - число клеток (для данного примера 2 = 8) и коммутации на правом разряде; 2 - иэображение, полученное в результате сдвига по горизонтали на 2" и коммутации на первом разряде;- изображение, полученное в результате сдвига по вертикали на 2 и коммутации на втором разряде; Е изображение, полученное в результате сдвига по горизонтали на 2 и комимутации на втором разряде;Ж - изображение, полученное в результате сдвига по вертикали на 2 и коммун-э тации на третьем разряде; Э - изображение, полученное в результате сдвига по горизонтали на 2 и коми-э мутации на третьем разряде.Устройство работает следующим образом.Для подготовки устройства к работе в блок памяти операторов вводятся операторные поля. Кроме того, в блок 1 управления вводится микропрограмма записи и считывания промежуточных преобразований в блок 3 оперативной памяти. После такой подготовки одновременно с запуском блока 1 управле-. ния вводится исходное изображение 5 (х, у) на входной канал связи 5 э При этом оно размножается с помощью полупрозрачных зеркал 4 5 и 7 и глухих зеркал 6 и 8 на четыре изображения, первое из которых вводится в блок 3 оперативной памяти и при необходимости записывается на управляемые поверхности коммутационных транспарантов 9-11. Отражение. света от управляемой поверхности коммутационного транспаранта будет только в том случае, когда на его управляющую поверхность не проецируется световой поток (т. е. коммутационный транспарант работает в негативном режиме).Таким образом, для преобразования изображения по приводимому примеру нужно проецировать операторные поля (Фиг. 6 о,б, 6 ) соответственно на управляющие поверхности транспаран-тов 9-11 . Сдвиги иэображений на -2 и +2 " " по вертикали осуществляются соответственно установками линз 12и 14. Суммированное изображение от трех транспарантов усиливается усилительным транспарантом 15 и передается на следующую схему для коммутации со сдвигами по горизонтали на +2"аналогичным путем. Операторные поля, проецируемые на коммутационные транспаранты 22-24 изображенысоответственно на фиг. 6 ъ, , 6 . Функционирование последующих схем со сдвигами иэображения в виде 15(Х; У)2, где К - номер разрядов, аналогично Функционированию рассмотренных первых. Исключение составляет только то, что в результате сдвига и коммутации на последнем разряде не заполнена одна клетка по координатам Х3 и У = 3 (см. фиг, 5 Ъ ). Для того, чтобы заполнить эту клетку нужно записать иэображение 3 (фиг. 5) в блок 3 оперативной памяти и повторить операцию сдвига и коммутации на последнем разряде согласно операторнью полям, изображенным на Фиг. 7 М, 3; ИТаким образом, устройство может преобразовывать иэображение параллель. но в объеме до 10 бит по любым задаваемым операторным полям и микропрограммам. Функциональные воэможности оптического процессора, использующего даннре устройство, значительно расширяются.Формула изобретенияОптоэлектронное устройство преобразования изображения, содержащее блок управления, связаннрй с первымвходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных воэможностейпутем оперативного изменения видовпреобразования изображений, он содержит блок памяти операторов, М-разрядные коммутационные транспаранты, блокоперативной памяти, усилительныетранспаранты, элементы проецированияизображения, светоделительные элемент ты, мультипликаторы, блок памяти операторов связан со вторым входом устройства и й-разрядными коммутационными транспарантами, блок оперативнойпамяти оптически связан через свето делительные элементы и мультипликаторы с й-разрядными коммутационнымитранспарантами, выходы первого и й-огоразряда которых соответственно оптически связаны через светоделительные щ) элементы с третьим входом и выходомустройства, блок оперативной памятиоптически связан непосредственно ичерез элементы проецирования изображения и светоделительные элементы.с усилительными транспарантами, которые оптически связаны через элементыпроецирования изображения с й-разрядными коммутационными транспарантами.Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе М 1; Катыс Г. Р. Оптико-электроннаяобработка инФормации . М., "Машиностроение", 1973, с. 30, 117.2. Патент СНА Р 3892963,кл, 250-2311, опублик. 1975 (протоЗ 5,тип).) ,ум-Зд,Д-З е ,пу, гтз) У 9 иг. 7 Составитель О. Постников Техред Л.Пекарь КорректорЕ. Рошко Редактор М. Недолуженко Заказ 1883/79 Тираж 645 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5