Устройство для контроля черно-белого изображения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) А1

151) 4 Н 04 > 9/64 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3679184/24-09 (22) 26.,12.83 (46) 07.01.87. Бюл. Р 1 (72) Б.И.Мазурик, О.П.Маслюков, .Л.В.Бабин и С.С.Сухов (53) 621.397 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 647888, кл. Н 04 N 9/535, 1979.

Электронная промышленность, сер.8, 1983 вып.6 (105), с.74. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЧЕРНО-БЕЛОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее источник цифрового видеосигнала, информационный выход которого соедийен с К-входами блока цифровых компараторов, ):-входы которого соответственно подключены к .2-выходам блока запоминания порогов, à m-выходы соединены через последовательно соединенные шифратор, блок кодирования и блбк цифроаналоговых преобразователей с входами R, С, В цветного видео. контрольного блока, синхронизирующий вход которого подключен к первому синхронизирующему выходу источника цифрового видеосигнала, второй и третий синхронизирующие выходы кото-. рого соединены с соответствующими входами цифрознакового генератора, информационные входы которого соединены с 1-выходами блока запоминания порогов, а выход подключен к стробирующему входу блока цифроаналоговых преобразователей, о т л и ч а ющ е е с я . тем, что,.с целью повышения точности контроля, в него введены генератор импульсов смещения, два кОммутатора, формирователь межпорогового интервала, формирователь величины первого порога, два элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов записи порогов, формирователь порогов и формирователь адресов порогов, при этом входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу генератора импульсов смещения, первый и второй выходы первого коммутатора соединены соответственно с суммирующим и вычитающим счетными входами формирователя межпорогового интервала, информационные выходы которого соединены с информационными входами формирователя импульсов записи порогов, первый и второй выходы второго коммутатора соединены соответственно с суммирующим и вычитающим счетными входами формироJ вателя величины первого порога, информационные выходы которого соединены с информационными входами формирователя порогов, информационные выходы которого подключены к

):-входам блока запоминания порогов, выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого |ерез второй элемент ИЛИ соединен с установочным входом формирователя импульсов записи порогов, выход первого элемента ИЛИ соеДинен с установочным входом формирователя порогов и с вхо- дом "Пуск" генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетными входами формирователя порогов и формирователя импульсов записи порогов, выход которого подключен к счетному входу формирователя адресов порогов, к входу "Запись блока запоминания порогов с вторым входом второго элемента ИЛИ к установочному

1282358 входу этого же формирователя импуль- "Стоп" генератора тактовых импульсов записи порогов, кроме того, сов, а информационный выход соедиуправляющий выход формирователя ад- нен с входом "Адрес" блока запомиресов порогов подключен к входу нания порогов.

Изобретение относится к телевизионной (ТВ) техйике и может быть использовано, например, в системах интерактивного анализа изображений при неразрушающем контроле качест- 5 ва иэделий.

Известно устройство для преобразования монохромного сигнала в сигналы цветного телевидения, которое содержит последовательно соединенные блок амплитудных анализаторов, блок компараторов и формирователь аналоговых сигналов, другие входы которого соединены с выходами блдка амплитудных анализаторов, и

15 цветную матрицу. В основу работы устройства положен принцип, согласно которому весь диапазон амплитуд видеосигнала разбивается Hà N равных зон и каждой зоне присваивается свой цвет. Внутри каждой зоны с целью повышения разрешающей способности имеет, место модуляция яркости.

Однако это устройство имеет недос таточную разрешающую способность при контроле малоконтрастных изображений, так как в нем весь диапазон амплитуд видеосигнала просматривается с одинаковым разрешением, а прак.тический интерес представляет лишь видеосигнал в некотором интервале .амплитуд. Кроме того, при работе с цифровым видеосигналом это устройство предполагает предварительное цифроаналоговое преобразование, что 35 приводит к дополнительному снижению разрешающей способности устройства.

Известно устройство для контроля черно-белого изображения, содержащее источник цифрового видеосигнала, ин- 40 формационный выход которого параллельно соединен k входами блока,цифровых компараторов, 2 входы которого соответственно подключены к М выходам блока запоминания порогов, а 45

m выходы соединены через последовательно соединенные шифратор, блок кодирования и блок цифроаналоговых преобразователей с входами R, G, В цветного видеоконтрольного блока

{BKP), синхронизирующий вход которого подключен к синхронизирующему выходу источника цифрового видеосигнала, цифрознаковый генератор, информационные входы которого соединены с выходами блока запоминания порогов, синхронизирующие входы с соответствуюшнми выходами источника цифрового видеосигнала, причем выход подключен к стробирующему входу блока цифроаналоговых преобразователей. При исследовании и анализе малоконтрастных иэображений известное устройство позволяет ограничить амплитудное цветовое кодирование видеосигнала сверху и снизу, осуществив при этом цветовое кодирование в выбранной зоне с максимально допустимой разрешающей способностью.

Однако, такая перестройка начального порога и межпорогового интервала в данном устройстве осуществляется вручную с помощью программных пе-. реключателей, размещенных на передней панели прибора, и является трудоемкой операцией. Так, в известном устройстве оператор с помощью программных переключателей должен последовательно набрать 15 номеров порогов и 15 пороговых уровней, а с учетом того, что он не сразу может точно выделить зону амплитуд, подвергаемых цветокодированию, эта операция занимает значительное время, т.е. производительность контроля мала. Кроме того, большая длительность перестройки заставляет оператора длительное время удерживать в памяти (фиксировать) предыдущее изображение, что приводит к усталости оператора, следствием чего также являют1282358 ся снижение производительности и достоверности контроля.

Целью изобретения является повышение точности контроля слабоконтрастных изображений.

Для этого в устройство для контроля черно-белого изображения, содержащее источник цифрового видеосигнала, информационный выход которого соединен с К входами блока цифровых компараторов, 2 входы которого соответственно подключены к F выходам блока запоминания порогов, а ш выходов соединены через последовательно соединенные шифратор, блок кодирования и блок цифроаналоговых преобразователей с входами R, G, В цветного видеоконтрольного блока, синхронизирующий вход которого подключен к первому синхронизирующему выходу источника цифрового видеосигнала, второй и третий синхронизирующие выходы которого соединены с соответствующими входами цифрознакового генератора, информационные входы которого соединены с 1 выходами блока запоминания порогов, а выход подключен к стробирующему входу блока цифроаналоговых преобразователей, введены генератор импульсов смещения, два коммутатора, формирователь межпорогового интервала, формирователь величины первого порога, два элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов за— писи порогов, формирователь порогов и формирователь адресов порогов, при этом входы первого и второго коммутаторов подключены к выходу генератора импульсов смещения, первый и второй входы первого коммутатора соединены соответственно с суммирующим и вычитающим счетными входами формирователя межпорогового интервала, информационные выходы которого соединены с информационными входами формирователя импульсов в записи порогов, первый и второй выходы второго коммутатора соединены соответственно с суммирующим и вычитающим счетными входами формирователя величины первого порога, информационные выходы которого соединены с информационными входами формирователя порогов, информационные выходы которого подключены к 2 входам блока запоминания порогов, выходы первого и вто.рого коммутаторов соединены со входами первого элемента ИЛИ, выход которoro через второи элемент HJIM соединен с установочным входом формирователя импульсов записи порогов, выход первого элемента ИЛИ соединен с установочным входом формирователя ,порогов и с входом Пуск генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетными входами формирователя порогов и формировате10 ля импульсов записи порогов, выход которого подключен к счетному входу формирователя адресов порогов, к входу "Запись блока запоминания порогов и со вторым входом второго

f5 элемента ИЛИ к установочному входу это1.о же формирователя импульсов записи порогов, кроме того, управляющий выход формирователя адресов порогов подключен к входу "Стоп" генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен с входом

"Адрес" блока запоминания порогов.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для

25 контроля черно-белого изображения; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие работу устройства: а) цветовое кодирование полного диапазона цифрового видеосигнала;

30 б) цветовое кодирование MHliHMBjIh ной зоны цифрового видеосигнала; в) изменение начала минимальной зоны цветового кодирования;

r) изменение ширины зоны цветово35 го кодирования на фиг. 3 — диаграмма, поясняющая работу блока цифровых компараторов.

Устройство для контроля черно-бе40 лого изображения (фиг.1) содержит источник 1 цифрового видеосигнала, блок 2 цифровых компараторов, блок

3 запоминания порогов, шифратор 4, блок 5 кодирования и блок 4 цифро45 аналоговых преобразователей (ЦАП), цветной видеоконтрольный блок (ВКБ)

7, цифрознаковый генератор 8, генератор 9 импульсов смещения, первый и второй коммутаторы 10 и 11, формирователь 12 межпорогового интервала, формирователь 13 величины первого порога, первый и второй элементы

ИЛИ: 14 и 15, генератор 16 тактовых импульсов, формирователь 17 импульсов записи порогов, формирователь

18 порогов и формирователь 19 адресов порогов.

Устройство работает следующим образом, Предположим, что предварительно в ОЗУ 20-i где i-1,2..., блока 3 занесены цифровые, например 8-разрядные, коды пороговых уровней по следующему закону:

Номер порога Уровень порога

1 16

2 32

3 48

12823

1

15 240

От источника 1 цифровой видеосигнал, например 8-разрядный, подается на входы цифровых компарато- 15 ров 21-i, где i-1,2,..., входящих е состав блока 2. На E входы цифровых компараторов 21-i подаются пороговые уровни от блока 3. Цифровой компаратор 21-i производит сравне- 20 ние двух 8-разрядных двоичных чисел и выдает результат сравнения на выходе m . Если число на входе k больше или равно числу на входе т,, на выходе тп будет логическая "1 ", в 25 другом случае — "О".

Выходные сигналы блока 2 цифровых компараторов преобразуются в шифраторе 4 из И-разрядного кода, например 15-разрядного, в 4-разрядный 30 код, который является адресом, определяющим между какими пороговыми уровнями (в какой зоне) находится цифровой видеосигнал. Данный код поступает на блок 5 кодирования, который, в свою очередь, преобразует этот

4-разрядный код в 12-разрядный. Блок

5, по существу, определяет какой цвет будет соответствовать каждому ,значению входного кода (каждой зоны). 40

1Блок 6 преобразует входной двоичный

1код с помощью трех цифро-аналоговых

1преобраэователей:(ЦАП) 22-1, 22-2, Х2-3 в три аналоговых напряжения которые подаются на со 45 а ответствующие входы цветного ВКБ 7, которое синхрониэируется полным синхросигналом (ССП) от источника 1 видеосигнала. 1-выходы блока 3 запоминания порогов в виде пятнадцати 50

8-разрядных двоичных чисел подключены к цифрознаковому генератору 8, который осуществляет преобразование этих чисел в последовательность импульсов, поступающих на стробирующие входы

ЦАП 22-1, 22-2,22-3 и отображающихся

isa экране ВКБ 7 в виде цифр. Синхронизация блока 8 производится кадровыми и строчными синхроимпульсами

58 6 (КСИ,ССИ) от источника 1 видеосигнала.

Таким образом, в правой части экрана оператору предоставлена информация о величине каждого порогового уровня. Цветовая шкала, формирующаяся в конце кадра, равномерно разбита на цветовые зоны и занимает весь диапазон входного цифрового видеосигнала .(фиг.2) .

Предположим, что оператору необходимо сжать зону цветного кодирования и более детально с лучшим разрешением рассмотреть видеосигнал на малых амплитудах.

Для этого оператор переводит первый коммутатор 10 в положение 2. В этом случае импульс генератора 9 поступает на вычитающий (-1) вход формирователя 12 межпорогового интервала и уменьшает его состояние на еди. ницу. Одновременно этот же импульс через первый 14 и второй 15 элементы

ИЛИ подается на установочный вход (С) формирователя 17 импульсов записи порогов, в который записывается выходной код формирователя 12. Изме;нение состояния формирователя 12 осуществляется по фронту, а запись в формирователь 17 по спаду импуль сов генератора 9. Этот же импульс своим спадом записывает в формирователь 18 выходной код формирователя

13 и запускает генератор 16 тактовых импульсов.

Импульсы генератора 16 поступают на вычитающий вход формирователя 17, на выходе ((О) которого появляются импульсы ((заема) при считывании его состояния до нуля. Эти импульсы через второй элемент ИЛИ 15 записывают в формирователь 17 двоичный код формирователя 12. Таким образом, формирователь 17 фактически является делителем импульсов, коэффициент деления которого задается формирователем 12.

Выходные импульсы формирователя

17 подаются на суммирующий вход (+1) формирователя 19 адреса порогов, который предварительно устанавливается в ноль, нанример, кнопкой "Сброс".

Тактовые импульсы генератора 16 поступают также на суммирующий вход (+1) формирователя 18 порогов и под— считываются им.

Таким образом, на блок 3 запоминания порогов подаются импульсы за1282358 писи порогов с выхода формирователя

17, адрес (двоичный код) порогов с выхода формирователя 19 и величина (двоичный код) порогов с выхода формирователя 18. В момент прихода импульса "Запись" на выходе формирователя 19 сформирован адрес первого порога (например, 001), а на выходе формирователя 18 — код первого порогового уровня, который определяется как сумма кода формирователя 13 и кода коэффициента деления формирователя 17. Дешифратор 23, входяший в состав блока 3, распределяет импульсы записи между ОЗУ в зависимости от адреса, поступающего на него. Например, если адрес 0001 импульс записи поступает на ОЗУ

20-1, которое запоминает код первого порога и сохраняет свое состояние. до прихода следующего импульса записи на то же ОЗУ 20-1.

В момент появления второго импульса "Запись" адрес увеличивается на единицу, а уровень порога на число, определяемое формирователем 12, и так далее.

Остановка генератора 16 производится выходными импульсом формирователя 19, после того, как все сформированные пороговые уровни будут занесены в блок- 3.

Частота генератора 16 тактовых импульсов должна быть значительно больше. частоты генератора 9 импульсов смещения. которая может быть

1-5 Гц для того, чтобы оператор мог детально наблюдать за изменением закона цветового кодирования (цветовой шкалы), и больше, в том случае если надо быстро перемещать зону цветового кодирования по всему динамическому диапазону видеосигнала.

Второй импульс генератора 9 запускает устройство и уменьшает разницу между пороговыми уровнями на единицу. .5 В том числе, если необходимо увеличить разницу между пороговыми уровнями и тем самым увеличить зону цветового кодирования, оператор переводит первый коммутатор !О в положение

1, и описанный рабочий цикл схемы повторяется.

Для изменения величины первого порога служит второй коммутатор ll, который в положении 1 пропускает импульсы генератора 9 на суммирующий вхо (+1) формирователя 13 величины первого порога, а в положении 2 — на вычитающий вход, тем самым изменяя начало зоны цветового кодирования.

20 Перезапись порогов в блок 3 производится всякий раз при поступлении импульсов генератора 9 через первый и второй коммутаторы 10 и 11 на формирователи 12 и 13 и первый элемент

25 ИЛЦ 14.

Оперативность выбора начала и ширины зоны цветового кодирования в предлагаемом устройстве по сравнэ30 нию с известным позволяет с максимальной разрешающей способностью и производительностью осуществлять анализ черно-белых изображений, в том числе и слабоконтрастных. Кроме гого, оператор управляет (с помощью кнопок на передней панели) изменением зоны цветового кодирования, не отрывая взгляда от изображения на экране ВКУ, что позволяет быстро щ выбрать оптимальную зону цветового кодирования, повышает достоверность контроля и обеспечивает повышение производительности контроля в 20 раз.

1 282358

Зэке ФеФеамфимюм

S) mt

mf5

Фиг. У

Составитель Г.Росаткевич

Техред В. Кадар Корректор С. Черни

Редактор H. Егорова

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7288/59

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4