Устройство преобразования координат для геометрической коррекции изображений

 

Изобретение относится к автоматике , вычислительной и телевизионной технике, в частности к устройствам для вьшолнения геометрической коррекции изображений, и решает задачу поворота изображения. Цель.изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит четыре управляемых делителя 1-4, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, первый 4 и второй 3 реверсивные счетчики и блок 9 синхронизации , В устройстве.поворот и. смещение точки в декартовой системе координат выполняются в соответствии системой уравнений Х| - х;.., + Y/M - Х/2 М Y . Yl. - Х/М - Y/2 М .Соответствующие углы поворота определяют из уравнения tg (f 2М/(2М-1), где М - целое положительное число. Преобразованные координаты, соответствующие системе, вычисляются по уравнениям систем, которые требуют осуществления только операций инкрементирования декрементирования (увеличения на единицу - уменьшения на единицу). 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 F 7/548 15/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV С9ИДЕТЕЛЬСТВУ

Юс

Ма

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4034638/24-24 (22) 10.03.86 (46) 23.08.87.Бюл. ¹ 31 (72) К.Е.Волонцевич, В.М.Трифонов, С.Г.Глотов и А.А.Александров (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР по заявке № 3889582, кл.G 06 F 15/66, 1985, Заявка Великобритании № 2135087, кл. G 06 F 7/548, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ ДЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике, вычислительной и телевизионной технике, в частности к устройствам для выполнения геометрической коррекции изображений, и решает задачу поворота изображения. Цель изобретения — повышение быстродействия. Уст„„SU„„1332314 А1 ройство содержит четыре управляемых делителя 1-4, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, первый 4 и второй 3 реверсивные счетчики и блок 9 синхронизации. В устройстве. поворот и. смещение точки в декартовой системе координат выполняются в соответствии системой уравнений

Х! = Х ;, + Y/М - Х/2 М

Y,- = Y „ - Х/M - Y/2 М .Соответствующие углы поворота определяют из уравнения tg y„ = 2М/(2М -1), Я где М вЂ” целое положительное число.

Преобразованные координаты, соответствующие системе, вычисляются по уравнениям систем, которые требуют . щ

C осуществления только операций инкрементирования декрементирования (увеличения на единицу — уменьшения на единицу) . 2 ил.

Соответствующие углы поворота можно определить из уравнения

2М где М вЂ” целое положительное число.

При обработке изображений выполняется последовательно просмотр сканирование элементов изображения..

Поэтому без нарушения общности мож— но принять расстояние между соседними элементами равным единице. В этом случае систему (1) можно привести к рекуррентному виду: если

Х; =X;,+1, а Y;=Ó...òî

40

X. = Х. + d(---) + 1;

Х, i 1-1- 2М

Х

Y = Y ° + д(----)

i еслиже Х; = X„, à Y, = Y.„+1, то

X. = Х . +.d (-- -);

1 -1 (2. 2)

Y = Y + 4(--- -) + 1, У;

1 11 2МХ

Здесь Х;, Y, - преобразованные координаты. очередного элемента изоб45 (2.1) 55 ражения, à g („-„--}; n(-- ); a („---),"

Y„ и (2 - «z } аз нач ают изменение целой части выражений в скобках при пере1 13323

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для выполнения геометрической коррекции изображений, 5 и может быть использовано также в телевизионной технике °

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразования.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 " блок управления.

Функциональная схема предлагаемого устройства содержит управляемые детали 1-4 частоты, реверсивные счет- 15 чики 5-6, элементы ИЛИ 7-8, блок 9 управления.

Функциональная схема блока 9 управления содержит регистры 10-13, преобразователи 14-15 код — временной интервал, элементы ИЛИ 16-17, счетчики 18-19, дешифраторы 20-21, генератор 22 импульсов °

В устройстве поворот координат выполняется в соответствии с расши- 25 ренным вариантом системы

Y; = Y; „ - Х/М - Y/2M

14

2 ходе от (t -1) -го к I -му элементу, при этом они могут принимать только значения 0 и l.

В устройстве вычисления преобразованных координат, соответствующих системе (1), выполняются по уравнениям систем (2,1) и (2.2) которые требуют осуществления только операций инкрементирования-декрементирования (увеличения на единицу — уменьше- ния на единицу). Такое упрощение возможно благодаря учету результата преобразования координат предыдущего (i-1)-го элемента изображения при вычислении преобразованных координат очередного 1-га элемента. Благодаря использованию инкреметнодекрементного способа вычислений преобразованных координат Х и У возможно выполнение операции деления в число-импульсном коде, а это позволяет увеличить набор дискретных углов. При одинаковом числе итерации (последовательных поворотов изображений ) предлагаемое устрой- ство обеспечивает большую точность поворота, а при заданной точности требуется меньшее число итерций.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом обработки очередного кадра в устройство производится загрузка параметров преобразования (соответствующие входы делителей и счетчиков на схеме не показаны, так как их выполнение непринципиально ).

Внешним устройством для делителей 1 и

2 устанавливается коэффициент деления а

2М, а для делителей 3 и 4 — коэффициент M (в соответствии с выбранным углом поворота p), в первый 5 и второй 6 реверсивные счетчики заносятся соответственна начальные сдвиги изображения а и Ь (соответственно смещение вдоль осей Х и Y). Эти параметры преобразования (поворота и смещения) могут быть (в зависимости от условий применения) определены заранее и храниться в памяти, могут вычисляться внешним устройством для каждого кадра в отдельности или могут устанавливаться человекомоператором при работе в итерактивном режиме.

Все вычисления в предлагаемом устройстве выполняются в число-импульсном коде, каждый импульс означает уменьшение или увеличение соответст5

50 55

3 133 вующей координаты на единицу. Значе; ние хи у исходных координат текущего элемента изображениятакже задается числом импульсов. Таким образом, при последовательном просмотреизображения каждый импульс изменения кода текущих координат означает переход к следующему элементу изображения. Результирующие координаты Х и Y получаются в параллельном коде на выходах реверсивных счетчиков 5 и 6 соответственно. Как следует из систем уравнений (2.1) и (2.2) в общем случае требуется выполнить две операции инкрементирования — декрементирования; по этой причине блок 9 управления организует двухтактный режим работы устройства.

Перед началом вычислений координат очередного элемента изображения в счетчиках 5 и 6 хранятся преобразованные координаты Х и Y предыдущего элемента (первые члены соответственно первого и второго уравнений систем (2.1) и (2.2Ц .

В течение первого. такта, если изменяется координата Х и Y импульс через элемент HJIH 7(8) поступает на счетчик 5(6) (третий член первого (второго) уравнения системы (2.1), (2.2Ц .

В течение второго такта, если изменяются координаты Х и Y импульс поступает на счетные входы делителей и 4 (2 и 3).

Импульсы со счетных входов делителей проходят на их выходы, когда соответствующая координата представленная числом импульсов будет кратх ной коэффициенту деления 2М для делителей 1 и 2 и M для делителей 3 и 4. Таким образом, импульс на выходе делителя 1, например, означает изменение на единицу целой части величины Х/M . Этот импульс через элемент

ИЛИ 7 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 5 и соответствует второму члену в первом уравнении системы (2 ° 1).

Аналогично импульсы на выходах делителей 2,3,4 означают изменения

2 на единицу целых частей величин Y/2М

Х/2М . Y/Ì, Х/М соответственно. Импульсы, формируемые на втором такте делителями 1,3 и 2,4, поступают через элементы ИЛИ 7 и 8 на счетные

2314

4 входы счетчиков 5 и 6 соответственно.

В результате на втором такте в счетчиках 5 и 6, а значит и на выходах Х и Ч устройства, получаются искомые координаты Х и Ч элемента изображения.

Блок 9 управления может быть выполнен, например, как показано на фиг.2. Он содержит четыре регистра

10 — 13; два преобразователя 14 и 15 код — временной интервал, два элемента ИЛИ 16 и 17, два счетчика 18 и 19, два дешифратора 20 и 21 и генератор 22.импульсов.

Блок управления работает следующим образом.

Перед началом работы в соответствующие регистры памяти 10 — 13 записываются начальные условия (центр поворота и смещения) х,у,а и Ь. Затем значения х и у переписываются соответственно в счетчики 18 и 19 координат Х и Y выполненные в виде реверсивных счетчиков. Значения Ь и а - преобразуются в число-импульс ный код с помощью преобразователей

14 и 15 код — временной интервал и через элементы ИЛИ 16 и 17 поступают на счетчики 18 и 19.

По сигналу начала преобразования на вход счетчика 18 через элемент

ИЛИ 16 с .генератора поступают импульсы счетной частоты. При каждом изменении адреса в счетчиках 18 и 19 по линиям координаты Х" и "координаты Y" соответственно вырабатываются импульсы, изменяющие состояние управляемых делителей в предлагаемом устройстве. При формировании в счетчиках 18 и 19 адресов Х =

0 (Y = О), X = макс (Y = макс) дешифраторы 20 21 вырабатывают сигналы для управления входами Сложение-вычитание" реверсивных счетчиков в предлагаемом устройстве. Обычно устройства преобразования координат для геометрической коррекции иэображения входят составной частью в комплекс аппаратуры обработки изображений, в котором имеется управляющая

ЭВМ. Поэтому все управляющие команды, в том числе и для предлагаемого устройства, формируются этой ЭВМ. К таким командам в данном случае относятся синхросигналы записи входной информации по х, у, а и b, команУстройство преобразования координат для геометрической коррекции изображений, содержащее четыре управляемых делителя частоты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены первый и второй элементы ИЛИ, два реверсивных счетчика и блок управления, входы аргументов Х и Y и величин сдвига а и Ь по соответствующим осям устройства соединены соответственно информационными входами с первого по четвертый блока управления, выходы координат

X u Y которого соединены с информационными входами первого, второго, третьего и четвертого управляемых делителей частоты соответственно и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы реверса координат Х и Y блока управления соединены с входами ревер.са первого и второго реверсивных счетчиков соответственно, инверсные выходы первого и четвертого управляемых делителей частоты соединены с вторыми входами первого и второго

5 1 ды включения преобразователей код— временной интервал.

Предлагаемое устройство может быть реализовано на серийно выпускаемых интегральных микросхемах серий

533, 530, 585. Например, управляемые делители могут быть выполнены на

ИИС 585 Х Л4, а реверсивные счетчики — на ИМС 533 НЕ 7.

Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства перед известным является упрощение устройства за счет уменьшения числа элементов максимальной разрядности.

Ф о р м у л а изобретения

332314 6 элементов ИЛИ соответственно, инверсный выход второго и выход третьего управляемых делителей частоты соединены с третьими входами второго

5 и первого элементов ИЛИ соответственно, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго реверсивных счетчиков, выходы которых являются выходами координат Х и Y устройства, причем блок управления содержит четыре регистра, два преобразователя код — временной интервал, два элемента ИЛИ, два счетчика, гене)6 ратор импульсов, два дешифратора, информационные входы регистров с первого по четвертый являются информационными входами блока управления, выходы первого и третьего регистров

26 соединены с информационными входами первого и второго преобразователей код — временной интервал соответственно, тактовые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, 26 выходы первого и второго преобразователей код — временной интервал соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены со счетными входами перво30 го и второго счетчиков, выходы второго и четвертого регистров соединены с установочными входами первого и второго счетчиков, выходы параллельного кода которых являются выходами

З координат Х и Y блока управления, вторые входы первого и второго эле" ментов ИЛИ соединены с выходом генератора импульсов и выходом переполнения первого счетчика, выходы парал4р лельного кода первого и второго счетчиков соединены с информационными входами первого и второго дешифраторов, выходы которых являются выходами реверса координат Х и У блока упд6 равления соответственно.

1332314

Рейрс. х

Фиг.2

h опт

Рейрс3

Empt. х

Составитель 3.1цершнева

Редактор Е.Папп Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Заказ 3833/44 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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