Устройство для считывания многоцветных изображений

 

Изобретение относится к области автоматики и. вычислительной техники и может быть использовано для считывания цветных и полутоновых изображений. Цельизобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности избирательного считывания элементов полутонового многоцветного изображения . Устройство для считывания многоцветных изображений содержит оптически связанные блок проецирования светового пятна, блок сканирования,коллимирующий объектив, светоделитель и три фотоприемника, пороговые элементы , блок кодирования, блок регистрации , блок выбора шага дискретизации изображения, блок контроля, блок формирования проходящего светового потока, фотоэлектрический преобразователь , функциональный преобразователь , четвертый аналого-цифровой преобразователь, переключатель .рода работы, блок коммутации и блок формирования координат. Отличительными признаками устройства является введение блока формирования проходящего светового потока, фотоэлектрического преобразователя, функциогнального преобразователя, четвертого аналого-цифрового преобразователя, двух пороговых элементов, переклкгчаЮ теля рода работ, блок коммутации и блока формирования координат. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИК

„.Я0„„127396

csg 4 С 06 К 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3457083/24-24 (22) 24.06.82 (46) 30.11.86. Бюл. У 44 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) Н.А. Ярмош, В.К. Ероховец, И.Г. Тарутин, В.Г. Хациревич и А.Я. Кулешов (53) 681.327.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 624247, кл. G 06 К 11/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 964671, кл. G 06 К 11/00, 1981. I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ МНОГОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к области автоматики и. вычислительной техники и может быть использовано для считывания цветных и полутоновых изображений. Цель. изобретения — расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности избирательного считывания элементов полутонового многоцветного изображения. Устройство для считывания много цветных изображений содержит оптичес. ки связанные блок проецирования светового пятна, блок сканирования,коллимнрующий объектив, светоделитель и три фотоприемника, пороговые элементы, блок кодирования, блок регистрации, блок выбора шага дискрети.зации иэображения, блок контроля, блок формирования проходящего светового потока, фотоэлектрический преобразователь, функциональный преобразователь, четвертый аналого-цифровой преобразователь, переключатель ,рода работы, блок коммутации и блок формирования координат. Отличительными признаками устройства является введение блока формирования проходящего светового потока, фотоэлектрического преобразователя, функцио-. нального преобразователя, четвертого аналого-цифрового преобразователя, двух пороговых элементов, переклЮча. теля рода работ, блок коммутации и блока формирования координат. 1 э.п. ф-лы, 5 ил.

1273965

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания . многоцветнын и полутоновых изображений.

Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения возможности избирательного счи-, тывания полутонового многоцветного изображения.

На фиг. 1 представлена блох-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— кинематическая схема координатного механизма перемещения прозрачного планшета; на фиг.3 - функциональная схема блока кодирования; на фиг.4 :функциональная схема блока контроля на фиг.5 — функциональная схема блока коммутации.

Устройство для считывания многоцветных изображений (фиг.1) содержит блок i проецирования светового пятна. прозрачный планшет 2, кинематически связанный с блоком 3 сканирования, коллимирующнй объектив 4, светоделитель 5, содержащий два дихроических зеркала 6 и 7, фотоприемники 8,, 8 и 8з, пороговые элементы 9,-9ч,,блок

10 кодирования, блок 11 регистрации, блок 12 выбора шага дискретизации изображения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 13,-134, блок 14 контроля, блок 15 формирования проходящего светового потока, содержащий источник 16 монохроматического излучения, коллиматор 17 и фокусирующий объектив 18, фотоэлектрический преобразователь 19, содержащий фокусирующий объектив 20, диафрагму 21 и фотоприемник 22, функциональный преобразователь 23, переключатель

24 рода работ, блок 25 коммутации и блок 26 определения координат, при этом блок 15 формирования проходящего светового потока оптически связан с фотоэлектрическим преобразователем

19, выход которого подключен к функциональному преобразователю 23, выходом связанного с первым входом четвертого АЦП 134, второй вход которого соединен с выходом блока 12 выбора шага дискретизации изображения. Информационные выходы АЦП 13t—

134 подключены к переключателю 24 рода работ, выходы которого соединены с входами пороговых элементов 9 -9>.

Выход четвертого АЦП 134 соединен также с дополнительно введенными

4а

55 двумя пороговыми элементами 9 и 9ю, выходы пороговых элементов 9 -9

lo подключены к блоку 25 коммутации, причем выходы дополнительно введенных двух пороговых элементов 99 и

91О подключены и к блоку 14 контроля, Выходы блока 25 коммутации подключены к блоку 10 кодирования. Второй выход четвертого АЦП 134 подключен к блоку 10 кодирования и к блоку 14 контроля. Управляющий выход " " блока 10 кодирования связан с одним из входов блока 11 регистрации.

На фиг.2 приведена кинематическая схема координатного механизма перемещения прозрачного планшета блока

3 сканирования, содержащего ходовой, винт 27 продольного и ходовой винт

28 поперечного перемещений планшета

2, шаговые двигатели 29 и 30.

Блок 10 кодирования (фиг.3) содер. жит регистры 31-40, группы 41-50 элементов И, первые входы которых подключены к управляющим входам "Z"

"ф" "4" "у" "с" "ж" "о" "к"

Э Э Э Э

"и,", "р " блока 10, а вторые — к информационным выходам регистров 31-40, выходы групп 41-50 элементов И поразрядно подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ 51-53, выходы. которых соединены с вторыми входами группы, элементов И 54, первые входы которой подключены через элемент

HE 55 к входу блока 10 кодирования от блока 14, счетчик 56, связанный с информационным входом блока 10 от АЦП 13 нулевой установочный вход: которого соединен через элемент 57 задержки с информационным входом блока 10 от АЦП 134,группу элементов

И 58, первые входы которой соединены с входом " " блока 10 кодирования, а вторые — с информационными выходами счетчика 56, выходы группы элементов И. 58 поразрядно подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ 51, 52 и 53, выход группы элементов И 54 является информационньпк выходом блока 10 кодирования, а управляющие входы "Ф", ", "Ч",.

И,Н tl tt ЕВ 11 ЕЕ . тЕ И ав И Il с, ж,, и,, р ка 1 0 являются ег о управляющим выходом " у " .

Блок 1 4 контроля содержит (фиг . 4 ) элементы ИЛИ 5 9- 6 2, элементы И 6 3 - 7 6, триггеры 7 7-80, многовходовый эле мент ИЛИ 81 и элементы ИЛИ 82-84, и элементы 85-87 задержки, при этом з 1273965 входы элементов ИЛИ 59-62 подключены

II 11 !1 It к соответствующим входам к, о

tl !! !1п 11 1!И!1 IIP !! 11 tt 1!1, Il 11 П It

1 1, "P " блока 14 контроля, подключенных также соответствующим образом к элементам И 63-70,выходы элементов ИЛИ 5962 подключены к единичным установочным входам соответствующих триггеров 77-79, нулевые установочные входы которых соединены через 10 элементы 85-87 задержки с выходами соответствующих элементов ИЛИ 82-84, первые входы которых связаны с соответствующими входами "Стоп" блока 14 контроля от АЦП 131-13» а вторые — 15 с входом "Стоп" от АЦП 13, подключенным также через элемент 88 задерж. ки к первому нулевому установочному входу триггера 80 блока 14 контроля, прямые выходы триггеров 77-80 соеди- 20 иены соответствующим образом с входами элементов И 71-76, выходы элементов И 63-76 подключены к многовходовому элементу ИЛИ 81, выход которого связан с вторыми нулевыми ус- 25 тановочными входамй триггеров 7780 и выходом "Сбой" блока 14 кодирования.

Блок 25 коммутации (фиг.5) содержит первый коммутатор 89,выпол- 30 ненный, например, в виде двухплатЪ . ного галетного переключателя,второй коммутатор 90, выполненный например, в виде контактора на десять положений и элемент ИЛИ 91.Входы первого коммутатора 89 подключены к соответствующим входам "к", 11 !! !! ll It 11 II II 11! tl tf Il !! !!

Э ) t Э

"п!" блока 25 коммутации, входы элемента ИЛИ 91 подключены к входу "!! " 4р блока 25 коммутации, при этом адин из входов "A " и выход элемента ИЛИ 91 соединены соответственно с вхо11 1! 11 11 дами р, и 4 первого коммутатора 89. Входы второго коммутатора 90 соединены с соответствующими входами

lI g1t Il tl I!aft 1! If ll tt 11 It 1! If

; 2, и!", " р " блока 25 коммутации.

Выходы первого и второго коммутаторов 89 и 90 соединены с соответстItgf1 Il 11 ttg ft II ll !1,.1! 11 II II . ff

Э ф 1 1 1 1 !!! Э

"k " блока 25 кодир ова ния .

Устройство работает следующим образом. 55

Перед началом работы оператор производит начальную установку устройства. При считывании многоцветных изображений в блоке 10 кодирования (фиг. 3) оператор устанавливает в ,регистрах 31-38 цифровой признак цветности. В пороговых элементах

9 -9 (фиг.1) оператор устанавливает код, соответствующий цифровому эквиваленту определенного цвета иэображения. Определение цифровых эквивалентов и кодов поля допуска, устанавливаемых в элементах 9<-9, производится в результате предварительного считывания эталонного или реального многоцветного изображения.

При помощи блока 12 выбора шага дискретизации изображения оператор задает определенный шаг просмотра строк изображения и шаг квантования внутри строки считывания. Режим считывания многоцветных изображений задается при помощи переключателя 24 рода работ, установленного в положение, показанное на фиг. I. При помощи блока 25 коммутации оператор может задавать режим избирательного ввода определенного цифрового признака цветности, например красного, оран-жевого или желтого, установив первый коммутатор 89 блока 25 в соответствующее положение, или производить многоканальный избирательный ввод цифровых признаков цветности,,установив второй коммутатор 90 блока

25 в замкнутое положение, а первый коммутатор 89 — в нейтральное.

Отраженный от освещенной блоком

1 части изображения световой поток через коллимирующий объектив 4 поступает на светоделитель 5, которыя с помощью светоизбирательных дихроических зеркал 6 и 7 расщепляет его на три потока по цветовым признакам, выделяющих красную, синюю и прошедшую через два дихроических зеркала

6 и 7 зеленую составляющие. Составляющие!отраженного и прошедшего через два светоизбирательных дихроических зеркала 6 и 7 светового потока поступают на фотоприемники 8„-8 подобранные по спектральным характеристикам в соответствии со, спектральными характеристиками выходов светоделителя 5 и позволяющие с достаточной точностью выделить различные цвета считываемого изображения путем сравнения уровней выходных сиг налов с пороговыми значениями,Сигнал с выхода фотоприемников 81-8> поступает на АЦП 131-13, где форми1273965 руются унитарные цифровые коды, соответствующие цвету считываемого эле мента многоцветного изображения.

Работой АЦП 13,-13 управляет блок 12 выбора шага дискретизации изображения, с выхода которого на вторые входы АЦП 13,-13 поступает сигнал "Пуск". Цифровые коды с выходовАЦП 13 -13> поступают через переключатель 24 рода работы на соответствующие входы пороговых элементов 9<—

98. При этом происходит сравнение параллельного кода А, соответствующего цифровому эквиваленту определенного цвета, заранее занесенному в пороговый элемент 9,-9s с цифровыми кодами В сигналов, поступающих с выходов АЦП 13,-134. Выходной сигнал

"Равно" (А В) появляется лишь на выходе того из пороговых элементов 9 —

9, в который был записан код, совпадающий, с учетом поля допуска, с цифровым кодом В считываемого элемента многоцветного изображения °

Сигналы "Равно" (А=В) с выходов пороговых элементов 9„-98 поступают через блок 25 коммутации на входы блока 10 кодирования, где осуществляется формирование цифровых признаков цветности, поразрядно передаваемых с выходов регистров 31-38 через соответствующие группы элементов И 41-48, элементы ИЛИ 51-53 на вторые входы группы 54 элементов И, на первые входы которой поступает в случае отсутствия сбойной ситуации через элемент НЕ 55 разрешающий сигнал с выхода блока 14 контроля. На . выходе группы элементов И 54 фор мируется цифровой признак цветности считываемого элемента многоцветного изображения. На управляющем выходе " " блока 10 кодирования присутствует один иэ входных сигналов

"с" "а"

t Э используемых в блоке 11 регистрации.

Сигналы "Равно" (А=В) с выходов пороговых элементов 9 -90 поступают на соответствующие входы элементов ИЛИ 59-61 и элементы И 63-69 блока 14 контроля. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 59-61 поступают на единичный установочный вход соответствующих триггеров 77-79, прямые выходы которых подключены к входам элементов И 71-76. Сигналы с выходов элементов И 63-69, 71, 72 и 74 поступают на многовходовый элемент

ИЛИ 81. Наличие сигнала на выходе многовходового элемента ИЛИ 81 позволяет зафиксировать сбойную ситуации, при которой передача сигналов с выхода группы элементов И 54 блока 10 кодирования в блок 11 регистрации прекращается.

Сигналы "Стоп" с вторых выходов

АЦП 13 13 поступают через элементы ЙЛИ, 82-84 и элементы задержки

85-87 на нулевые установочные входы триггеров 77-.79,а сигнал "Сбой" с выхода многовходового элемента ИЛИ 81 на вторые нулевые установочные вхо5

15 ды триггеров 77-79, производя их подВ блоке 26, представляющем линейно-временной преобразователь, по управляющим сигналам блока 3 сканирования и управляющему сигналу "Пуск" с выхода блока 12 выбора шага дискретизации изображения осуществляется измерение координат Х и Y считываемого элемента многоцветного изображения.

Коды координат Х и У, сформированные в блоке 26, цифровой код признака цветности и сигналы с управляющег6 выхода "у" блока 10 кодирования поступают в блок 11 регистрации.

Возможность многоканального формирования признаков цветности считываемого элемента многоцветного изображения обеспечивается вторым коммутатором 90 блока 25, а регистрация получаемой информации — с помощью блока 11 регистрации с использованием сигналов управляющего выхода "у" блока 10 кодирования, позволяющих формировать и регистрировать массивы данных,,относящихся к определенным признакам цветности.

В режиме многоканального считывания полутоновых изображений оператор устанавливает в блоке 10 кодирования (фиг.3), в регистрах 3140 и пороговых элементах 9 -9 1О (фиг.1) код оптической плотности, соответствующий выделяемым областям полутонового иэображения, интересующих специалиста. В пороговых элементах 9 -9<о (фиг.1) оператор устанавливает и поле допуска сравниваемых величин. При помощи блока

40 5

;готовку к приему следующих управляю20 щих сигналов.

1273965

12 шага дискретизации оператор задает определенный шаг просмотра строк иэображения и шаг квантования внутри строки считывания, а переключатель 24 рода работ устанавливает во второе положение, подключив пороговые элементы 9 -9 к соответствующему входу четвертого АЦП 134 (фиг ° 1). При помощи блока 25 коммутации оператор может задавать режим избирательного ввода элементов полутонового иэображения с определенным кодом оптической плотности, например, установив первый коммутатор 89 блока 25 в соответствующее

II 17 11 II л 11 fl ee Il fl tt те II „ и

9 У ) Э У У f Э 2 э режим считывания полутонового изображения с выделением всех элементов полутонового изображения, установив первый коммутатор 89 блока 25 в положение "А", или режим многоканального считывания полутоновых изображений, например, с использованием десяти каналов, установив второй коммутатор 90 блока 25 в замкнутое положение, а первый коммутатор 89в нейтральное положение.

При считывании полутоновых изображений включается источник 16 монохроматического излучения блока 15 проходящего светового потока.Световой поток источника 16 монохроматического излучения через коллиматор 17, фокусирующий объектив 18, прозрачный планшет 2 и носитель изображения, закрепленный на планшете 2, проходит через фокусирующий объектив 20, диафрагму 21, попадая на фотоприемник 22 блбка 19 фотоэлектрического преобразования, где преобразуется в электрический сигнал. Сигнал с выхода фотоэлектрического преобразователя 19 поступает на входфункционального преобразователя 23 °

Преобразование выполняется с помощью логарифмического усилителя с использованием однолучевой схемы измерения (не показаны).

С выхода функционального преобразователя 23 сигнал поступает на вход четвертого АЦП 13, с помощью которого формируется код оптиче& кой плотности считываемого элемента полутонового изображения. Работой четвертого АЦП 13 управляет сигнал

"Пуск" с выхода блока 12 выбора ша га дискретизации изображения. С выхода четвертого АЦП 13 код оптической плотности в унитарном виде поступает на пороговые элементы 9 и

9 и через переключатель 24 рода работ — на пороговые элементы 9, -9 .

При этом происходит сравнение караллельного кода А оптической плотности, соответствующего выделяемым областям полутонового изображения и заранее занесенным в пороговые элементы 9 -9,, с текущим значением кода В оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения, формируемого в унитарном виде на выходе четвертого АЦП 134 .

Сигнал "Равно" (А=В) появляется лишь на выходе того из пороговых элементов 9,-9,О, в который был записан код, совпадающий (с учетом поля допуска) с кодом оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения. Сигналы "Равно" (А=В) с выходов пороговых элементов 9 —

9 поступают через блок 25 коммутации на соответствующие входы блока

10 кодирования, где осуществляется

-формирование кода оптической плотности с выходов регистров 31-40 через соответствующие группы элемен,тов вЙ 4 1-50,поразрядно передаваемого через элементы ИЛИ 51-53 на вторые входы группы элементов И 54, на пер" вые входы которой поступает, в случае отсутствия сбойной ситуации,через инвертор 55 разрешающий сигнал.

В режиме считывания полутонового ,изображения с выделением всех элементов полутонового изображения код оптической плотности формируется на счетчике 56 блока 10 кодирования,на счетный вход которого поступает унитарный код по входу блока 10 от АЦП, !

134. С информационных выходов счетчика 56 сигналы поступают на вторые входы группы 58 элементов И, на первые входы которой по входу h блока 10 кодирования поступает один из сигналов "Больше" (А ) В), "Равно" (А=В) или "Меньше" (А < В) результата сравнения в пороговом элементе 9

Сброс счетчика 56 в исходное состоя" ние осуществляется сигналом Стоп", поступающим по входу, блока 10 от блока 13> через элемент 57 задержки на нулевой установочный вход счетчика 56. Сигналы с выходов группы элементов И 58 поразрядно передаются через элементы ИЛИ 51-53 на соответ1273965 10

9 ствующие входы группы элементов

И 54.

Сигналы "Равно" (А=В) с выходов

Ф пороговых элементов 9, -9,р поступают на соответствующие входы элементов ИЛИ 59-62 и элементы И 63-70 блока 14 контроля. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 59-62 поступают на единичные установочные входы триггеров 59-62, прямые выходы ко!

О торых подключены соответствующим образом к входам элементов И 71-76.

Сигналы с выходов элементов И 6376 поступают на многовходовый элемент HJIH 81. Наличие сигнала на вы- 15 ходе многовходового элемента ИЛИ 81 фиксирует сбойную ситуацию, при которой передача кода оптической плотности с выхода группы 54 элементов И блока 10 кодирования в блок 11 регистрации прекращается.

Сигнал "Стоп" с выхода четвертого АЦП 134 поступает через элемент

88 задержки блока 14 контроля на нулевой установочный вход триггера

80, а через соответствующие элементы ИЛИ 82-84 и элементы 85-87 за" держки — на нулевые установочные входы триггеров 77-?9, а сигнал

"Сбой" с выхода многовходового эле- 30 мента ИЛИ 81 поступает на вторые нулевые установочные входы триггеров 77-80. Таким образом осуществляется подготовка триггеров 77-80 к приему следующих управляющих сигналов.

Коды координат Х и Y,,сформиро ванные в блоке 26 определения коор динат, и код оптической плотности, сформированный в блоке 10 кодирова- 40 ния, поступают в блок 11 регистрации, в котором осуществляется в зависимости от выбранного режима регистрацйя получаемой информации для дальнейшей ее обработки с помощью 45

ЭВМ. В режиме многоканального считывания полутонового изображения в блоке 1 1 регистрации используются сигналы с управляющего выхода y" бло ка 10 кодирования ° 50

Таким образом, использование блока 15 определения проходящего свето вого потока, фотоэлектрического пре; образователя 19, функционального пре. образователя 23, переключателя 24 SS рода работ, блока 25 коммутации, блока 26 определения координат, четвертого АЦП,134, двух дополнительно введенных пороговых элементов 9> и

9 и соответствующих конструктивю ных связей расширяет область применения устройства и круг решаемых задач, обеспечивая возможность многоканального считывания многоцветных и полутоновых изображений.

Формула из обретения

1. Устройство для считывания многоцветных изображений, содержащее оптически связанные блок проецирования светового пятна, блок ска нирования, коллимирующий объектив, светоделитель и три фотоприемника, выходы которых соединены с первыми входами трех аналого-цифровых преобразователей, одни из выходов ко- торых подключены к входам первой группы блока контроля, входы второй группы которого соединены с выходами пороговых элементов, а выходс управляющим входом блока кодирования, выходы которого подключены к одним из входов блока регистрации, блок выбора шага дискретизации изображения,. входы которого подключены к выходам блока сканирования, а выход — к вторым входам аналого-цифровых преобразователей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности избирательного считывания элементов полутонового многоцветного изображения, оно содержит блок коммутации, блок определения координат, переключатель рода работ, дополнительные пороговые элементы, последовательно соединенные фотоэлектрический преобразователь, функциональный преобразователь ичетвертый аналого-цифровой преобразователь, а также блок формирования проходящего светового потока, оптически связанный с фотоэлектрическим преобразователем, один из входов четвертого аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом блока выбора шага дискретизации, а выходы — соответственно с входами дополнительных пороговых элементов и с одними из входов блока кодирования и блока контроля, выходы блока сканирования подключены к входам блока определения координат, выходы которого соединены с другими входами

1273965

11 блока регистрации, информационные выходы аналого-цифровых преобразователей.подключены к входам переключателя рода работ, выходы которых соединены с соответствующими входами, пороговых элементов, выходы которых подключены через блок коммутации к соответствующим входам блока кодирования.

l2

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок формирования проходящего светового потока содержит последовательно расположенные и оптически связанные источник монохроматического излучения, коллиматор и фокусирующий объектив.

1273965

1273965

1273965

ФиаХ

Составитель Т. Ничипорович

Техред Л.Олейник Корректор С. Шекмар

Редактор Т, Иитейко

Заказ 6480/49

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПРоизводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4