Устройство для считывания изображений микрообъектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ МИКРООБЪЕКТОВ, содержащее первый реверсивный счетчик,входы которого соединены с блоком развертки изображений и с первье4 элементом задержки, а выходы подключены к первому дешифратору, соединенному с фотоприемными элементами, первую группу элементов И, входы которых подключены к блоку развертки изображе. НИИ, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к выходу первого элемента задержки, а выходы соединены с входами второго дешифратора, генератор тактовых импульсов , подключенный к одному входу первого элемента И и к одним входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выходами первого реверсивного счетчика, сумматор, входы которого подключены к блоку памяти, соединенному с выходом дешифратора, и к аналого-цифровому преобразователю, вход которого подключен к выходу фотоприемных элементов, о тлича. ющееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит третью группу элементов И, входы которых соединены с выходами второго реверсивного счетчика и с генератором тактовых импульсов, элемент ИЛИ, один вход которого подключен к первому элементу И, соединенном с выходом второго реверсивного счетчика, а выход подключен к первому элеменКЛ ту задержки, инвертор, вход которого подключен к выходу первого элемента И, и последовательно соединенные второй элемент И, входы которого подключены к выходам элементов И второй и третьей групп, а выход подключен к другому входу элемента ИЛИ,третий элемент И,другой вход которого а подключен к выходу инвертора,второй о элемент задержки,выход которого под4:: ключен к второму входублока памяти,и сл четвертую группу элементов И, другие входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы соединены с третьим входом блока памяти.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) С 06 К 9/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3677342/24-24 (22) 22 ° 12.83 (46) 07.06.85. Бюл. В 21 (72) Ж.М.Агаджанян (71) Институт биологической физики

АН СССР (53) 681.327.12(088.8) (56) 1. Патент США У 369430, кл. С 06 К 9/36, опублик. 1982.

2. Патент США Ф 4369430, кл. С, 06 К 9/36, опублик. 1983 (прототип). (S4)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЙ ИИКРООБЪЕКТОВ, содержа щее первый реверсивный счетчик, входы которого соединены с блоком развертки изображений и с первым элементом задержки, а выходы подключены к первому дешифратору, соединенному с фо" топриемными элементами, первую группу элементов И, входы которых подключены к блоку развертки изображе-. ний, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к выходу первого элемента задержки, а выходы соединены с входами второго, дешифратора, генератор тактовых импульсов, подключенный к одному входу первого .элемента И и к одним входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выхо„„SU„„1160450 А дами первого реверсивного счетчика, сумматор, входы которого подключены к блоку памяти, соединенному с выходом дешифратора, и к аналого-цифровому преобразователю, вход которого подключен к выходу фотоприемных элементов,о т л и ч а,ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит третью группу элементов И, входы которых соединены с выходами второго реверсивного счетчика и с генератором тактовых импульсов, элемент ИЛИ, один вход которого подключен к первому элементу И, соединенному с выходом второго реверсивного счетчика, а выход подключен к первому элементу задержки, инвертор, вход которого подключен к выходу первого элемента И, и последовательно соединенные второй элемент И, входы которого подключены к выходам элементов И второй и третьей групп, а выход подклю.чен к другому входу элемента ИЛИ,третий элемент И,другой вход которого подключен к выходу инвертора,второй элемент задержки, выход которого подключен к второму входу блока памяти,и четвертую группу элементов И, другие входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы соединены с третьим входом блока памяти.

1160450

Изобретение относится к автоматике и технической кибернетике, в частности к устройствам для считывания и анализа изображений микроструктур.

Известно устройство для считыва- 5 ння изображений микрообъектов, содержащее оптическую систему с фотоприемными элементами, причем каждый фотодиод линейки электрически связан через соответствующий ключ с регистром сдвига, вход которого электрически связан с выходом генератора блока развертки, а выходной разряд регистра сдвига подключен к блоку смены строки 1 1). 15

Однако это устройство характеризуется невысокой точностью из-за, неодинаковой чувствительности фото° диодов.

Наиболее близким к изобретению 29 является устройство, содержащее блок развертки изображений, соединенный.с первым реверсивным счетчиком, подключенным через первый дешифратор к фотоприемным элементам, 25 выходы которых через аналого-цифровой преобразователь подключены к сумматору, другой вход которого соединен с блоком памяти, первую группу элементов И, входы которых под- 5б ключены к блоку развертки изображений, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к элементу задержки, соединенному с входом первого реверсивного счетчика, а выходы подключены к второму дешифратору, соединенному с блоком памяти, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним 46 входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выходами первого реверсивного счетчика, и к одному входу первого элемента И, соединенного с логическим блоком 2) °

1, ×åäîñòàòê0ì известного устройства является его невысокая точность.

Цель изобретения — повышение точности устройства. 50

Поставленная цель достигается тем,. что в устройство, содержащее первый реверсивный счетчик, входы которого соединены с блоком развертки иэображений и с первым- элементом задержки, а выходы подключены к иервому дешифратору, соединенному с фотоприемными элементами, первую. группу элементов И, входы которых подключены к блоку развертки изображений, а выходы соединены с одними входами второго реверсивного счетчика, другие входы которого подключены к выходу первого элемента задержки, а выходы соединены с входами второго дешифратора, генератор тактовых импульсов, подключенный к одному входу первого элемента И и к одним входам элементов И второй группы, другие входы которых соединены с выходами первого реверсивного счетчика, сумматор, входы которого подключены к блоку памяти, соединенному с выходом деаифратора, и к аналого-цифровому преобразователю, вход которого подключен к выходу фотоприемных элементов,введены третья группа элементов И, входы которых соединены с выходами второго реверсивного счетчика и с генератором тактовых импульсов, элемент

ИЛИ, один вход которого подключен к первому элементу И, соединенному с выходом второго реверсивного счетчика, а выход подключен к первому элементу задержки, инвертор, вход которого подключен к выходу первого элемента И, и последовательно соединенные второй элемент И, входы которого подключены к выходам элементов И второй и третьей групп, а выход подключен к другому входу элемента ИЛИ, третий элемент И, другой вход которого подключен к выходу инвертора, второй элемент задержки, выход которого подключен к второму входу блока памяти, и четвертую группу элементов И, другие входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы соединены с третьим входом блока памяти.

На фиг 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 " диаграммы, поясняющие работу устройства.. !

Устройство содержит фотоприемные элементы 1, выполненные в виде фотодиодной линейки (ФДЛ), блок 2 развертки изображений, содержащий узел 3 дискретной развертки и узел 4 формирования сканируемого поля, первый 5 и второй б реверсивные счетчики, первый 7 и второй 8 дешифраторы, пер" вую 9, вторую 10, третью 11 и четвертую 12 группы элементов И, первьй 1 3, второй 14 и третий -15 эле,менты И,генератор 16 тактовых импуль1160450 сов, блок 17 памяти, сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы задержки, элемент ИЛИ 21, инвертор 22 и аналого-цифровой преобразователь 23.

На чертеже также условно показано поле 24 изображения.

Устройство работает следующим образом.

В поле изображения ABC  (фиг.2) вдоль направления строки устанавли- !Ф вают фотодиодную линейку 1 так, что до начала сканирования последний элемент фотодиодной линейки граничит.с первым элементом считываемого поля 24 изображения, а строчную f$ развертку осуществляют путем дискретного перемещения поля изображения.При перемещении поля изображения с шагами, равными размеру единичного фотодиода и соблюдения усло- 2п вия, что длина строки сканирования (число шагов) в 2 раза больше, чем длина (число фотодиодных элементов) фотодиодной линейки 1, то каждый элемент поля изображения будет последовательно проецироваться на фотодиоды. Когда поле ABC займет положение А В С Э, то окажется, что каждый элемент поля изображения будет просмотрен всеми фотодиодами фотодиодной линейки, т.е. каждый элемент изображения будет столько раз преобразовываться в электричес.кий сигнал, сколько фотодиодов содержится в фотодиодной линейке. Причем

35 положение фотодиодов, т.е. адреса фотодиодов для каждого элемента поля .иэображения в процессе строчной развертки изменяются по арифметической прогрессии. При этом число фотодиодов, одновременно участвующих в преобразовании элементов поля изображения до момента полного нахождения их в поле изображения, также определяется арифметической прогрессией.

Учитывая это, при дискретном перемещении поля изображения на каждом шаге, если опросить последовательно фотодиоды, находящиеся в поле изобра-56, жения, и идентифицировать их соответственно по координатам сканируемого поля, по которым регистрируются в памяти элементы поля изображе ния, то суммируя сигналы фотодиодов, 5$ с соответствующими сигналами регистрируемых в памяти, в конце строчной развертки будут сформированы сигналы элементов изображений„в каждом из которых участвовали все фотодиоды линейки. Накопление информации на сумматоре в зависимости от выпол-. неных шагов приведено на фиг. 2б.

Сигнал - с блока 2 поступает на входы счетчика 5, где устанавливается код равный максимальному числу фотодиодной линейки. Одновременно этот же код поступает на одни входы элементов И 9, на вторые входы которых поступает код иэ узла 4 блока 2 о текущей координате сканируемого поля.

Код текущей координаты сканируеМого поля через элементы И 9 по каждому импульсу дискретной развертки устанавливает на счетчике 6 начальный код элемента поля изображения. По этим кодам дешифраторы 7 и 8 устанавливают адреса, соответствующие номеру считываемого фотодиода фотодиодной линейки .1 и адрес ячейки памяти, тем самым подготавливая начальные условия для формирования элементов изображения.

При появлении на выходе триггеров счетчиков 5 и 6 кодов (отличных от нуля ), элементы И 10 и 11 в момент поступления на их вторые входы импульсов генератора 16 выдают сигналы, поступающие соответственно на первые и вторые входы элемента И

i4, на выходе которого появляются импульсы тактового генератора 16. Эти импульсь проходят только тогда, когда коды счетчиков одновременно отличны от нуля. При этом частоту генератора 16 импульсов определяют иэ ус.ловия опроса всех фотодиодов линейки 1 за время меньшее,чем время появления следующего имнульса единичного шага из блока 2, Импульсы с выхода элемента И 14 поступают на первый вход элемента И 15; на второй вход поступают инвертированные импульсы с тактового генератора 16 и со счетчика 6.

Таким образом, íà выходе элемента И 15 появляются импульсы только тогда, когда коды счетчиков 5 и 6 отличны от нуля, при этом текущий код сканируемого поля счетчика 6 должен быть меньше или равен коду адреса последнего элемента строки, регистрнруемой. в блоке 17.

По импульсу элемента И 15 сигнал. поступает с блока 17 на шину считы t160450

Э вания и содержимое блока 17 по адресу, установленному на дешифраторе 8, суммируется на сумматоре 18 со значением кода, установленном на АЦП 23, преобразующем электрические сигналы 5 фотодиода в цифровой код. При этом код сумматора 18 через элементы И !2 поступает на вход блока 17 и записывается по адресу, установленному на дешифраторе 8 при поступлении сигнала через элемент 20 задержки. Сигнал с выхода элемента 14 и через элемент ИЛИ 21 и элемент 19 задержки поступает на счетчики 5 и 6, уменьшая код адреса на "1".

В случае сигнала переполнения счетчика 6 и прихода тактового импульса с генератора 16 элемент И 13 выдает сигнал на вход элемента ИЛИ 21, который через элемент,!9 задержки 20 уменьшает код счетчиков 5 и 6 на единицу. В результате дешифратор 8 на фотодиодной линейке устанавливает номер фотодиода, координата которой соответствует координате предыдущего элемента иэображения.

В момент появления на выходе элемента И 15 следующего импульса генератора 16 происходит суммирование сигнала АЦП-23 с содержимым предыду- 30 щего элемента памяти и результат записывается по адресу этого же элемента изображения, причем в счетчиках

5 и 6 после этого опять по сигналу с элемента И 14 коды адресов уменьша- ются на единицу и цикл повторится.

Указанный цикл повторяется до тех пор, пока на счетчиках 5 или 6 код адреса фотодиода или считываемого элемента не станет равным нулю. В момент, когда код на счетчике 5 или

6 становится равным нулю, элемент

И 14 блокирует импульсы генератора .16 до тех пор, пока из блока 2 не поступит импульс о смещении поля изоб; ражения по строке на единичный шаг, устанавливающий снова на счетчиках

5 и 6 коды соответствующих максимальному номеру фотодиода линейки и текущей координате сканируемого поля, и весь цикл повторится.

На фиг.2 представлен порядок считывания фотодиодов линейки на примере сканирования поля с длиной строки 18 элементов и длиной фотодиодной линейки, равной девяти элементам.

Введение новых узлов и элементов, а также новых конструктивных связей позволяет существенно повысить точность предлагаемого устройства.

1160450

Закаэ 3781/48 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Иосква, Ж-35, Раувская йаб.,: д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель T.Íè÷èïîpîâè÷

Редактор Г.Волкова Техред Д.Кои>обняк Корректор Л.Пилипенко