Устройство для преобразований изображений

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, конкретно к области .оптической обработки информации и может быть использовано в устройствах распознавания образов . Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства за счет специальной синхронизации работы блока оптической памяти. Устройство содержит блок оптической памяти, многоканальный блок оптических преобразователей и блок управления . За счет того, что блок оптической памяти вьшолнен на основе трехфазных D-триггеров с оптическими входами Н выходами, синхронизируемых от блока управления, достигается высокая точность и надежность преобразований изображений. 4 ил. i СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1367023 А1 (59 4 G 06 K 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21 ) 4067955/24-24 (22) 19.05.86 (46) 15.01.88. Бюл. У 2 (71) Винницкий политехнический институт (72) И. В. Кузьмин, В. Г. Красиленко, О. К. Колесницкий, В. П. Кожемяко и Н. Н. Михальниченко (53) 772.99(088.8) (57) Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике, конкретно к области, оптической обработки информации и может быть использовано в устройствах распознавания образов. Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства за счет специальной синхронизации работы блока оптической памяти .

Устройство содержит блок оптической памяти, многоканальный блок оптических преобразователей и блок управления, За счет того, что блок оптической памяти выполнен на основе трехфазных 0-триггеров с оптическими входами и выходами, синхронизируемых от блока управления, достигается высокая точность и надежность преобразований изображений. 4 ил. (56) Шефер Д. Х., Стронг Д. П. Пикто. графические ЦВМ, — ТИИЗР, т. 65, У 1, с. 157-167, 1977.

Морозов В. Н. Оптоэлектронные мат- ричные процессоры. М.: Радио и связь, 1986, с. 104-108 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

ИЗОБРАЖЕНИЙ

l.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ, @;. 1,У;;

1367023

Изобретение относится к оптической обработке информации и вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах распознавания образов и нормализации изображений для выполнения операций сдвига, поворота и масштабирования изображений, Цель изобретения — повышение точ- 10 ности и упрощение устройства за счет специальной синхронизации работы блока оптической памяти.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 1 . и 3 — принципиальные схемы основного элемента блока памяти и блока управления соответственно; на фиг. 4 — диаграмма работы устройства, Устройство содержит (фиг. 2) блок 20

1 памяти, построенной на основе трехфазных Р-триггеров с оптическими входами и выходами, многоканального.блока 2 оптических преобразователей, построенного на Основе световолоконных 25 трансформаторов 3 и оптических затворов 4, блок 5 управления с тремя выходами. Вход 6 и выход 7 блока 1 памяти являются входами и выходами устройства. Одновременно эти вход и 30 выход являются выходом и входом многоканальног0 блока 2. Блок 2 содержит различные каналы трансформации изображений, например каналы изменения масштаба, поворота, сдвига и т.п.

Все эти операции выполняются при прохождении оптического сигнала через соответствующий канал, Выбор этого канала осуществляется с помощью включения одного из оптических затворов 40

4. В качестве затворов могут быть использованы электрооптические затворы. Каждый из элементов блока 1 опти.ческой памяти является трехфазным

D-триггером. 45

Трехфазный D-триггер (см. фиг. 2) содержит первый 8, второй 9, третий

10 фотоприемники, первый 11, второй

12, третий 13 светоизлучатели. Все первые выводы фотоприемников подклю- 50 чены к шине питания Е, а свободные выводы 14, 15 и 16 светоизлучателей

11, 12 и 13 соединены с первым, вторым и третьим выходами блока 5 управления. Совокупность входов фотоприемников 8 образует информационный вход

6 блока 1 памяти, а совокупность вьгходов светоизлучателей 13 образуют информационный выход блока 1.

Блок 5 управления (см, фиг. 3) содержит параллельный регистр 17, блок 18 совпадения, счетчик 19, первый 20 инвертор, генератор 21 импульсов, трехвходовый элемент 22 И, второй 23 инвертор, первый элемент 24 задержки, второй элемент 25 задержки, элемент 26 ИЛИ, третий элемент 27 задержки. Выходы элементов 23, 24 и

27 образуют первый С„, второй С и третий С> выходы блока 5 управления.

Устройство работает следующим образом.

Для настройки устройства на какойлибо вид преобразования исходного изображения (например, изменение масштаба) открывается соответствующий оптический затвор 4 канала 3 изменения масштаба блока 2. Исходное иэображение записывается в блок памяти 1 через вход 6. Записью, хранением и считыванием изображения управляет блок 5. При считывании изображения исходное изображение через выход 7 (и сопряженный одноименный вход блока 2) снова подвергается изменению масштаба и записывается в блок 1. Блок 5 управляет числом циклов изменения масштаба.

Управление записью, хранением и считыванием информации в блоке 1 осуществляется с помощью синхросерий С,, С, С > формируемый блоком 5.

Блок управления (фиг. 3) работает следующим образом.

Код N команды, выставленной на входной шине регистра 17, по сигналу

D записывается в регистр 17. Этот же сигнал обнуляет счетчик 19 импульсов и запрещает через инвертор 20 на время своего действия счет импульсов, поступающих от генератора 21 через элемент 22 И. Блок 18 совпадения устроен так, что сигнализирует о равенстве кодов на входных шинах нулевым сигналом на своем выходе. Во время действия сигнала D на выходе блока

18 совпадений — единичный сигнал, так как счетчик 19 обнулен, а код числа N в регистре отличен от нуля, Как только сигнал D прекратится, единичный сигнал с выхода инвертора 20 и с выхода блока 18 совпадения разт решает поступление импульсов от генератора 21 через элемент И 22 на входы элементов 23, 25, 26 и на счетный вход счетчика 19 импульсов. Импульсы от генератора поступают до

13670 момента совпадения кодов в счетчике

19 и регистра 17, где находится код числа N, т.е. на выходе элемента 22 сформируется последовательность из импульсов, после чего блок 18 совпательствует о выполнении данной опера- 10 ции. Появление нулевого сигнала на

45 ключения из О в 1 запоминающего плеча триггера. Наличие нулевого сигна- 50 дения выдает нулевой сигнал, который запрещает дальнейшее поступление им- . пульсов на выход элемента 22 и свидевыходе блока 18 является разрешением для выполнения другого преобразования изображения.

В исходном состоянии при отсутствии импульса на выходе элемента 22 на выходах С„, С и С, а значит и на соответствующих синхровходах 14, 15 и 16 присутствуют соответственно логические сигналы l,l и О, Поскольку напряжение питания (+E ) по амплитуде близко к уровню напряжения логической единицы, то это означает, что под напряжением находится лишь третье плечо D-триггера, состоящее из фотоприемника 10 и светоизлучате13» Пусть триггер записан нулевой логический сигнал, т.е. светоизлучатель 13 не излучает свет, а 11 и 12 не могут излучать, так как с них снято напряжение.

При появлении единичного оптического сигнала на Д-входе 6 сопротивление фотоприемника 8 становится малым (световым) и с появлением нулевого потенциала на входе 14 светоизлучатель 11 оказывается под напряженнем +Е „ц, и начинает излучать свет, который, поступая на фотоприемник 8, фиксирует его возбужденное состояние, а поступая на фотоприемник 9, уменьшает его сопротивление. Нулевой сигнал на третьем синхровходе 16 исчезает не сразу по переднему фронту синхроимпульса, поступившего на выход элемента 22, а через время t,, причем С„ Св„„, где С вкпб — время перела одновременно на синхровходах 14 и

16 в течение времени t, необходимо для того, чтобы оптический сигнал с выхода блока 5 воздействовал на его вход в течение времени включения первых плеч триггеров, так как в этом случае произойдет надежное срабатывание первых плеч и не изменяются сигналы на выходах третьих плеч тригге15

4

23

-ров за счет того, что вторые плечи отключены единичным сигналом на синхровходах 15. После включения перво- го плеча триггера фотоприемник 9 освещен оптическим сигналом от светоизлучателя 11, но светоизлучатель 12 не излучает, так как на синхровходе

15 уровень единицы. Уровень нуля на вход 15 подают не сразу после включения первого плеча триггера, а через время Сд, причем Сz 7 С„„, где время переключения из 1 в О запоминающего плеча. Это необходимо для того, чтобы третье плечо, если оно было в единичном состоянии, надежно погасилось. По уровню нуля на син.— хровходе 15 включится второе плечо триггера, т.е. светоизлучатель 12 начнет излучать. Для надежного включения светоизлучателя 12 необходимо, чтобы после подачи нуля на вход 15 светоизлучатель 11 излучал на протяжении времени t, (С „ С „ ). Таким образом, длительность нулевого импульса в синхросерии С, (С,) должна равняться: С,, = t, + С. + t,, = 2 t + t Свет от 12, воздействуя на фотоприемник 9, фиксирует его возбужденное состояние, а воздействуя на фотоприемник 10, уменьшает его сопротивление, подготавливая тем самым его к переключению. Однако нулевой сигнал, разрешающий включение третьего плеча подают на синхровход

16 не сразу после включения второго плеча, а еще через время С (t г t,) . Это необходимо для того, чтобы первые плечи D-триггеров надежно погасли. Необходимая длительность единичного импульса в синхросерии С» (t ) должна составлять; t с» = t g +

+ t, + t = t, + 2 t . Под действием нулевого сигнала на синхровходе 16 светоизлучатель 13 начнет излучать.

Нулевой сигнал на входе 15 снимают через время С, (t,, t бк„ ) после появления нуля на входе 16. Это необходимо для надежного зажигания третьего плеча D-триггера, Длительность нулевого импульса в синхросерии

С (С, ) должна быть: t = С, +

+ t< + t 2 t + t< z ° e °

= t< Единичный оптический сигнал с выхода светоизлучателя 13 поступает на оптический выход 7, что свидетельствует о записи в триггер единицы.

Через время t после подачи единицы на вход 15, необходимое для надежно13670

ro гашения второго плеча триггера, можно подавать на вход инвертора 23 следующий синхроимпульс, по которому вновь сформируются нулевые импульсы на выходах (С,) и (Ст) и единичный импульс на выходе (С ). Таким образом, минимальный период следования импульсов составляет: Тц = t + 1 +

+1, +1 +1, +12=3 (1, +1т) ° 1О

Изобретение позволяет отказаться от множества рецепторных, пороговых, излучательных и светоклапанных элементов, что значительно упрощает конструкцию устройства и повышает его точность

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для преобразований

23

6 ляются первым, вторым и третьим уп" равляющими входами блока памяти соответственно, первый вход первого фотоприемника является информационным входом блока памяти, а второй вход первого фотоприемника оптически связан с выходом первого светоизлучателя, первый и второй входы второго фотоприемника оптически связаны с вьг ходами первого и второго светоизлучателей, первый и второй входы третьего фотоприемника оптически связаны с выходами второго и третьего светоизлучателей, выход третьего светоизлучателя является информационным.выходом блока памяти, а блок "управления содержит параллельный регистр, счетчик, блок совпадения, входы которого соединены с выходами параллельного изображений, содержащее блок оптичес. ких преобразований, блок управления и блок памяти, о т л и ч а ю щ е— е с я тем что с целью повышения

Э У точности и упрощения устройства, блок оптических преобразований выполнен в виде многоканального оптического трансформатора с оптическими затворами, информационные входы и выходы блока памяти оптически связаны с выкодами и входами многоканального оптического трансформатора соответственно и являются информационными входами и выходами устройства, а три управляющих входа блока памяти сое-. динены с тремя выходами блока управления, при этом блок памяти состоит из оптических D-триггеров, каждый из которых содержит первые, вторые и третьи фотоприемники и светоизлучатели, причем первые выводы фотоприемников соединены с шиной питания, а их вторые выводы подключены к первым выводам соответствующих светоиз-, лучателей, вторые выводы которых яврегистра и счетчика, первый инвертор, вход которого подключен к установочным входам счетчика и параллельного регистра, генератор импульсов эле25 мент И, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами первого инвертора, блока совпадения и генератора импульсов соответственно, а выход подключен к счетному вха3д ду счетчика, первый, второй и третий элементы задержки, элемент ИЛИ и второй инвертор, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход является первым выходом блока управления и подключен к входу первого элемента задержки, выход которого является вторым выходом блока управления, входы элемента ИЛИ соединены с входом второго инвертора и выходом второго

4р элемента задержки, вход которого подключен к входу второго инвертора, а выход элемента ИЛИ соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого является третьим выходом

45 блока управления.

1 367023

1367023

Составитель А. Краснов

Редактор M. Недолуженко Техред A.Кравчук Корректор С, Черни

Заказ 6840/48

Тираж 704 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