Устройство для обработки многотоновых изображений

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах прецизионной обработки многотоновых изображений. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Для этого в него введены два коммутатора, два умножителя, два сумматора, два блока сравнения, два регистра и два блока буферной памяти. Использование устройства позволяет выполнять линейные преобразования изображения - поворот на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, в результате чего сокращаются временные затраты при обработке многотоновых изображений. При этом положительный эффект достигается аппаратными средствами с малыми затратами оборудования, с высоким быстродействием и без дополнительных затрат машинного времени управляющей ЭВМ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„149582

А1 (51) 4 G 06 F 15/66

..ii 1 Уа,1& -.1.м".Мгой:", 1

„-,;Ы;! . .1 1 Еп.А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтогском .свидьтельствь

l Tp t IKl 17ul + 1Тсм1»

:Х, Y — координаты элемен- та выходного изображ.ения; .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4346101/24-24 (22) 18.12.87 (46) 23.07.89. Бюл. У 27 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) Е.В.Чернухо, А.С.Лакерник и И.П.Кудерко (53) 681.325 (088.8) (56) Патент Японии М 60-20274, .кл . G 06 F 15/20, опублик. 1985.

Патент Японии Р 60-20238, кл . G 06 F 3/14, опублик. 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНОГОТОНОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к вычис,лительной технике и может быть ис пользовано в системах прецизионной, обработки многотоновых изображений.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах прецизионной обработки многотоновых изображений.

Цель изобретения — повышение быст.— родействия устройства.

Устройство позволяет выполнять линейные преобразования над изображением, такие как поворот на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, которые являются наиболее трудоемкой частью гео"

1, - и+ 1. уф-g Х

V л 37 V.

- + = К e i-. и + - . u +

Где К,, К,, Е,, 1 . - Коэффициенты преоб-.

4 раэования;

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Для этого н него введены два коммутатора, два умножителя, два сумматора, два блока сравнения, два регистра и два блока буферной памяти. Использование устройства позволяет выполнять линейные преобразования изображения — поворот на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, в результате чего сокращаются временные затраты при обработке многотоновых изображений. При этом положительный эффект достигается аппарат° ными средствами с малыми затратами оборудования, с высоким быстродействием и беэ дополнительных затрат машинного времени управляющей ЭВИ.2 ил. метрических преобразований в картографии и геодезии. Применение укаэанного устройства позволяет резко со-. кратить временные затраты на составление тематических карт и проведение фотограмметрии. Кроме того, использование устройства приводит к экономии машинного времени при обработке многотоновых изображений, I

Обработка исходного изображения осуществляется согласно выражению

2) Поворот изображения на угол с центром в точке координатами А, В °

В этом случае:

cos et- sin

lт

ып at соз4

3) Изменение маснтаба иэображения в п раз, при этом

4) Афинное преобразование, например преобразование квадрата в ромб, в этом случае! 0

На фиг.l приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — блок управления, Устройство для обработки многото- 40 новых иэображений содержит блок 1 памяти, вход которого является первым информационным входом устройства, блок 2 управления, блок 3 контроля, коммутаторы 4 и 5, умножители 6 и 7, 45 накапливающие сумматоры 8 и 9, блоки

10 и 11 сравнения, регистры 12 и 13, блоки 14 и 15 буферной памяти.

Блок 2 управления содержит триггер

16, генератор 17 тактовых импульсов, счетчики 18 и 19, узел 20 постоянной памяти и элемент И 21.

Блок 3 контроля представляет собой растровый графический дисплей.

Устройство для обработки многотоновых иэображений работает следующим образом.

В исходном состоянии все блоки устройства находятся в нулевом сос3 !49582

Х,, Y — координаты элемента исходного изображения;

-см

-e — см ординат исходного изображения .

Особый интерес представляют следующие частные случаи линейных преобразований . 10

1) Сдвиг изображения в точку с координатами А, В. В этом случае:

0 4 тоянии. При этом единичный сигнал с инверсного выхода триггера 16 блока

2 управления разренает запись массива данных исходного изображения в блок 1 памяти и запись соответственно в блоки 14 и 15 буферной памяти значений коэффициентов линейного преобРазования Х,. К Кг, и Ъ м 1-22,11й

По сигналу Пуск", поступанлдему пз

ЭВИ, на вход триггера 16 блока 2 управления, последний устанавливается в единичное состояние. Сигнал с единичного выхода триггера 16 поступает на вход элемента И 21, чем разрещается прохождение тактовых импульсов с генератора 17 на счетчик 18, в зависимости от состояния которого формируются управляющие сигналы с узла 20 постоянной памяти.

По первому тактирующему импульсу, поступающему на вход счетчика 16, на выходе с узла 20 постоянной памяти блока 2 управления устанавливается код OT и сигнал "Считывание", которые поступают на блоки 14 и 15 бу*ерной памяти, представляющие собой запоминающие устройства регистрового типа. В результате этого значения величины сдвига координат исходного изображения Х и У поступают соответственно через коммутаторы 4 и 5 на входы накапливающих сумматоров 9 и 8, где по сигналу с выхода узла

20 постоянной памяти блока 2 управления осуществляется вычисление сумм

Х,„ + 0 и Y „, + 0 соответственно.

При поступлении следующего импульса на счетчик 18 по адресу 10 и управляющему сигналу с узла 20 постоянной памяти блока 2 управления происходит считывание с блоков 14 и 15буферной памяти значений коэффициентов К, и К . Одновременно с этим на управляющие входы коммутаторов 4 и 5 поступает код Ol с выхода 8 узла

20 постоянной памяти. Значения коэффициентов К „ и К поступают соответственно на входи множителя умножителей 6 и 7, на входы множимого которых соответственно поступают с выхода счетчика 19 блока 2 управления значения координат Х и Т . ffo сигналу с выхода 6 узла 20 постоянной памяти в умножителях 6 и 7 определяют- . ся соответственно произведения 1< Х < и 1 .< Тц, которые поступив на входы коммутаторов 4 и 5, далее поступают на вход накапливающих сумматоров 9

5 14958 и 8, где по сигналу с выхода узла

20 постоянной памяти определяются соответственно суммы Х „ + К, Х„ и м и

Y + I- „°

Далее по адресу 11 и сигналу Счи—

1l

5 тывание" с выхода д узла 20 постоянной памяти с блоков 14 и 15 соответственно поступают на входы множителя умножителей 6 и 7 значения коэффициентов К, и К „ . Одновременно с этим на управляющие входы коммутаторов 4 и 5 поступает код 10 с выхода s узла

20 постоянной памяти. По сигналу с выхода 5 узла 20 в умножителях 6 и 7 15 определяются значения произведений

К Хд и К, ".„. При этом значение прой1 И изведения с умножителя 6 поступает на вход коммутатора 5, а с умножите ля 7 — на вход коммутатора 4. Далее 20 значения произведений поступают соответственно на входы накапливающих сумматоров 8 и 9, где по сигналу с выхода ь узла 20 постоянной памяти вычислаются соответственно значения 25

cyMM " + V Yä + «-> - < v «+

+ К .„ + К ",д. Полученные результаты, соответствующие значениям Х и Y поступают соответственно на входы регистров 12 и 13 и блоков 10 и 11 30 сравнения, В этот момент на выходе узла 20 постоянной памяти появляется код 11, а по сигналу с выхода р осуществляется сравнение значений старшего разряда дробной части полученных значений Х и Y с соп = 0,5. В ре,зультате сравнения на выходе блоков 10 и 11 сравнения устанавливаются нулевые сигналы, если значения старшего разряда дробной части Х и Y меньше 40 0,5, и единичные сигналы, если эти значения больше 0,5. Соответствующие сигналы результатов сравнения с выхоpos блоков 10 и 11 сравнения поступают на входы коммутаторов 4 и 5. По сигналу с выхода < узла 20 постоянной памяти в накапливаюцих сумматорах 9 и 8 уточняются значения Х и Y. . По сигналу с выхода е узла 20 постоянной памяти блока 2 управления 50 значения координат элемента выходного изображения записываются в регистры

l2 и 13, с выходов которых поступают на адресный вход блока 1 памяти. Одновременно с этим с первого выхода блока 2 управления (первый выход узла 20 постоянной памяти) на блок 1 памяти поступает сигнал "Чтение". В результате этого в память блока 3

20 6 контроля по адресу Хо, 7, записывается содержимое ячейки блока l памяти с координатами Х, Y и на экране дисплея отображается информация, содержащаяся в ячейке блока 1 памяти с координитами Х, Y

При поступлении очередного тактирующего импульса на вход счетчика 18 блока 2 управления последний обруляется, в результате чего сигнал с выхода узла 20 постоянной памяти накапливающие сумматоры 8 и 9 устанавливаются в нуль, Сигнал с выхода переноса счетчика 18 поступает на вход счетчика 19, на выходе которого устанавливается значение координат следующего элемента исходного изображения. Обработьа координат этого и последующих элементов исходного изображения осуществляется аналогично описанному

После обработки значений координат последнего элемента исходного изображения сигнал с выхода переноса счетчика 18 поступает на вход счетчика

19, при этом счетчик 19 обнуляется, а сигнал с его выхода поступает на

R-вход триггера 16. В результате по" следний устанавливается в нулевое состояние, при этом запрецается прохождение тактовых импульсов с генератора 17 через элемент И 21 на счетчик 18.

Таким образом, устройство переходит в исходное состояние и готово. для обработки следующего массива данных исходного изображения.

Предлагаемое устройство позволяет выполнять линейные преобразования над многотоновыми изображениями, такие как поворот изображения на заданный угол, сдвиг, изменение масштаба, афинные преобразования, которые являются наиболее трудоемкой частью геометрических преобразований в картографии и геодезии, повысить быстро" действие обработки многотоновых изображений. При помощи афинных и масштабных преобразований можно скомпенсировать перспективные искажения изображения. Применение предлагаемого устройства позволяет резко сократить временные затраты на составление тематических карт и проведение фотограмметрии.

Формул а изобретения

Устройство для обработки многотоновых иэображений, содержащее блок

1495820 памяти, информационный вход которого. является первым информационным входом устройства, блок управления, о т— л и ч а ю щ е е с я тем что с це1 У

5 лью повышения быстродействия устройства, оно содержит два коммутатора,,два умножителя, два накапливающих ,сумматора, два блока сравнения, два, регистра и два блока буферной памяти, 10

,причем информационный выход первого ., блока буферной памяти соединен с, первым информационным входом первого !

;коммутатора и входом множителя первого умножителя, выход которого соединен с вторым информационным входом первого коммутатора и первым информа ционным входом второго коммутатора, выход которого соединен с индюрма1

; .ционным входом первого накапливающего 20 сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого регист...ра и первым информационным входом ,первого блока сравнения, выход кото рого соединен с вторым индюрмацион- 5 . ным входом второго коммутатора, выход второго блока буферной памяти соединен с третьим информационным ,входом второго коммутатора и входом

;множителя второго умножителя, выход

,которого соецинен с четвертым инфор,мационным входом второго коммутатора и третьим информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом второго, накапливающего сумматора, выход кото- . рого соединен с информационным входом второго регистра и первым информационным входом второго блока сравнения, выход которого соединен с чет:вертым информационным входом первого коммутатора, выходы первого и второго регистров соединены с адресным входом блока памяти, первый выход блока управления соединен входами множимого первого и. второго умножителей, второй выход блока управления

0 соединен с входом э аписи /чтения блока, памяти, третий выход блока управления соединен с входами эаписи/считывания первого и второго блоков буферной памяти, четвертый выход блока управле" ния соединен с синхровходами первого и второго умножителей, пятый выход блока управления соединен с управляющими входами : первого и второго коммутаторов, шестой выход блока управления подключен к синхровходам накапливающих сумматоров, седьмой вьмод блока управления соединен с синхровходами первого и второго блоков сравнения, восьмой выход блока управления соединен с входами эаписи пер-,. вого и второго регистров, девятый выход блока управления подключен к входам установки в "0" накапливающих сумматоров, входы величины точности линейных преобразований устройства подключены соответственно к вторым информационным входам первого и второго. блоков сравнения, первый вход блока управления является входом пус" ка устройства, информационные входы первого и второго блоков буферной памяти являются вторым информационным входом устройства.

149 582() Фиг. Р