Устройство для считывания изображений

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения промышленных роботов. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит фокусирующий объектив, фоточувствительную матрицу, дешифратор, аналоговый коммутатор, первый и второй счетчики, одновибратор, задаюш.ий генератор, формирователь импульсов, четыре аналоговых узла памяти и вычислитель. При опросе каждой ячейки информационного поля фоточувствительной матрицы происходит запоминание начального уровня сигнала данной ячейки в первом аналоговом узле памяти с последующей перезаписью этого уровня в третий аналоговый узел памяти. При помощи вычитателя, а также второго аналогового узла памяти происходит компенсация неравномерности начальных уровней отдельных ячеек матрицы. Тем самым существенно повыщается точность преобразования в электрические сигналы оптических изображений объектов. 2 ил., I табл. i (Л оо о ;о 01 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 06 К 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (А.)

С0

CO

CD

С Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3989150/24-24 (22) 09.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (72) В. А. Бабкин, |О. А. Колесников, Н. Ф. Никитенко и Б. Г. Иванов (53) 681.327.12 (088.8) (56) Гладштейн М. А., Комаров В. М. Использование фотоприемной матрицы МФ вЂ” 6 в качестве преобразователя оптической информации. — Измерительная техника, 1980, № 8.

Авторское свидетельство СССР № 1013988, кл. G 06 К 9/46, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЪ|ВАНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения промышленных роботов. Целью изобретения

„„SU„„1309058 A1 является повышение точности. Устройство содержит фокусирующий объектив, фоточувствительную матрицу, дешифратор, аналоговый коммутатор, первый и второй счетчики, одновибратор, задающий генератор, формирователь импульсов, четыре аналоговых узла памяти и вычислитель. При опросе каждой ячейки информационного поля фоточувствительной матрицы происходит запоминание начального уровня сигнала данной ячейки в первом аналоговом узле памяти с последующей перезаписью этого уровня в третий аналоговый узел памяти. При помощи вычитателя, а также второго аналогового узла памяти происходит компенсация неравномерности начальных уровней отдельных ячеек матрицы. Тем самым существенно повышается точность преобразования в электрические сигналы оптических изображений объектов. 2 ил., 1 табл.

1309058

x;(t) = х; + tSCE„ ячейки;

Х; == х; — х; = TSCE;.

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

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 представлены временные диаграммы его работы.

Устройство для считывания изображения (фиг. 1) содержит фокусирующий об ьектив 1, фоточувствительную матрицу 2, дешифратор 3, аналоговый коммутатор 4, первый 5 и второй 6 счетчики, одновибратор 7, задающий генератор 8, формирователь 9 импульсов, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 аналоговые памяти и вычитатель 14.

Входы фоточувствительной матрицы 2, оптически связанной с объективом 1, присоединены к выходам дешифратора 3, выходы фотодиодной матрицы 2 связаны с информационными входами аналогового коммутатора 4, управляющие входы которого подключены к выходам второго счетчика 6, выход одновибратора 7 связан с входом фоточувствительной матрицы 2, входы дешифратора 3 присоединены к выходам первого счетчика 5, вход которого объединен с входами второго счетчика 6 и одновибратора 7 и подключен к выходу задающего генератора 8, информационные входы первого 10 и второго 11 аналоговых блоков памяти объединены и подключены к выходу аналогового коммутатора 4, выход второго блока аналоговой памяти 11 связан с прямым (неинвертирующим) входом вычитателя 14, между инвертирующим входом которого и выходом первого аналогового блока 10 памяти включен третий аналоговый блок 12 памяти, выход вычитателя 14 связан с информационным входом четвертого аналогового блока 13 памяти, а управляющие входы первого 10 и четвертого 13, а также второго 11 и третьего 12 аналоговых блоков памяти попарно объединены и раздельно подключены к выходам формирователя 9 импульсов, вход которого связан с выходом задающего генератора 8.

Устройство работает следук>щим образом.

Считывание оптической информации со всех ячеек фоточувствительной матрицы 2 происходит последовательно. Формирование адресов всех ячеек осуществляется в результате последовательного счета первого 5 и второго 6 счетчиков под действием импульсов, поступающих с выхода задающего генератора 8. Обращение к некоторой ячейке матрицы 2 происходит с помощью дешифратора 3 и аналогового коммутатора 4. Дешифратор 3 декодирует код, поступающий с выходов первого счетчика 5, что обеспечивает появление на выходе матрицы 2

30 аналоговых сигналов, отображающих оптическую информацию, воздействующую на ячейки соответствующего столбца ее информационного поля.

При этом на выходе аналогового коммутатора 4 появляется лишь сигнал ячейки, лежащей в строке информационного поля, задаваемый состоянием второго счетчика 6. Этот сигнал поступает на входы первого и второго аналоговых блоков 10 и 11 памяти. Одновременно со сменой адресов, т.е. выбором для считывания очередной ячейки матрицы 2, одновибратор 7 формирует импульс стирания (фиг. 2, а), осуществляющий стирание оптический информации во всех ячейках информационного поля. При этом сигнал на выходе каждой ячейки име(ю) ет определенное значение х„соответствующее начальному уровню именно этой ячейки (фиг. 2 б). Значения х г могут существенно отличаться от ячейки к ячейке.

Сразу после окончания действия импульса стирания (фиг. 2 а) под воздействием импульсов, поступающих с задающего генератора 8, формирователь 9 импульсов на одном из своих выходов вырабатывает импульс (фиг. 2 в), разрешающий запись информации в первый аналоговый блок 10 памяти.

В этом блоке запоминается начальный уровень v "(фиг. 2 г) i-й ячейки до прихода следующего импульса записи. B дальнейшем происходит накопление сигнала в ячейках матрицы 2. На выходе аналогового коммутатора 4 присутствует изменяющийся во времени сигнал x;(t) (фиг. 2 б), скорость нарастания которого пропорциональна освещенности 1-и ячейки где t — текущее время;

S — крутизна характеристики

С вЂ” площадь ячейки;

Е; — освещенность i-й ячейки.

В момент окончания накопления сигнала его величина на выходе 1-й ячейки достигает значения х; х = х; + TSCE„ где Т вЂ” время накопления сигнала.

В этот момент на выходе формирователя

9 импульсов управления формируется импульс (фиг. 3 д), разрешающий запись информации во второй 11 и третий 12 аналоговые блоки памяти. При этом во второй блок 11 памяти записывается величина сиг(и нала x, с выхода аналогового коммутатора 4 (фиг. Зе), а в третий аналоговый блок 12 памяти переписывается значение х; из первого аналогового блока 10 памя(о) ти (фиг. 3 ж). На выходе вычитателя 14 в результате появляется разностный сигнал (фиг. 3 и) 1309058 ключены к выходу дешифратора, а выходы — к информационным входам аналогового коммутатора, первый счетчик, выходы которого соединены с входами дешифратора, второй счетчик, выходы которого подключены к управляющим входам аналогового коммутатора, одновибратор, выход которого соединен с входом стирания информации фоточувствительной матрицы, и задающий генератор, первый выход которого подключен к счетным входам первого и второго счетчиков и входу одновибратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит четыре аналоговых блока памяти, вычита15 тель и формирователь импульсов, вход которого подключен к второму выходу задающего генератора, первый выход упомянутого формирователя импульсов соединен с входами записи первого и четвертого аналоговых блоков памяти, а второй выход — с входами записи второго и третьего аналоговых блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к прямому и инверсному входам вычитателя, выход которого соединен с информационным входом четвертого аналогового блока памяти, выход ко25 торого является выходом устройства, причем выход аналогового коммутатора подключен к информационным входам первого и второго аналоговых блоков памяти.

30

40

Формула изобретения

Устройство для считывания изображений, содержащее оптически связанные фокусирующий объектив и фоточувствительную 45 матрицу, управляющие входы которой под46

Таким образом, значение Х; сигнала на выходе вычитателя 14 не зависит от начальных уровней отдельных ячеек, что значительно повышает точность воспроизведения считываемого изображения.

В момент записи информации во второй

11 и третий 12 блоки памяти на выходе вычитателя 14 возникают переходные процессы, ухудшающие форму выходного сигнала (фиг. 3 и). Для устранения этого служит четвертый аналоговый блок 13 памяти, запись информации в который происходит тем же импульсом, что и в первый аналоговый блок памяти (фиг. 3 в). При этом на выходе четвертого блока 13 памяти присутствует информация о состоянии i-й ячейки фоточувствительной матрицы 2 одновременно с опросом i+1-й ячейки. Таким образом, на выходе блока 13 появляется сдвинутая на один шаг опроса информация о состоянии всех ячеек фоточувствительной матрицы 2. Причем на значение выходного сигнала не оказывают влияния начальные уровни различных ячеек, что значительно повышает точность воспроизводимой информации, а также дает возможность получать более достоверную информацию о считываемом изображении.

Достижение поставленной цели подтверждается результата ми эксперимента, который заключается в следующем. Считывается изображение равномерно освещенной молочно-белой пластины при помощи устройства без компенсации влияния начальных уровней отдельных ячеек и при помощи макета предлагаемого устройства и измеряется неравномерность сигнала по полю на выходе устройства. Эксперимент повторяют для пяти экземпляров одного типа матрицы. Результаты приведены в таблице.

Таким образом, введение,в устройство новых узлов и связей позволило существенно повысить точность воспроизведения изображения.

Экспери- Неравномерность сигнала, 7, мент для устройства (матри— цы) без компенса- предлагаемого ции (макет) 1309058

kuà/

О

Составитель Т. Ничипорович

Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ. 1436/43 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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