Устройство для считывания изображений

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и предварительной обработки быстроизменяющихся участков изображений. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства. Это достигается введением параллельного АЦП, блока фиксации видеосигнала, второго ЦАП и блока сдвиговых регистров, что позволяет считывать изображение с N уровнями квантования яркости в течение одного кадра развертки и изменять шаг квантования подачей соответствующих управляющих напряжений с первого и второго ЦАП на АЦП и блок фиксации видеосигнала, позволяя работать с линейными и нелинейными шкалами квантования. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 К 1 l /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4336876/24-24 (22) 02.11.87 (46) 15.09.89. Бюл. Ф 34 (71) Научно-исследовательский институт ядерных проблем при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина (72) В,И. Иванов, А.А. Рускевич, О,Э, Шукело и А.Н. !0жаков (53) 681,327.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1251135, кл. G 06 К 1!/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо—

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для считыв ания и пр едв арит ел ьн ой о б р аб от ки изображений.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности устройства, На фиг. l представлена блок-схема устройства; на фиг,2 — пример выполнения блока синхронизации и управления устройства; на фиг.3 — пример выполнения блока приема и передачи информации устройства.

Устройство (фиг.l) состоит иэ телевизионного датчика 1, видеоусилителя 2, селектора 3 видеосигнала, блока 4 синхронизации и управления, первого 5, второго 6 счетчиков, бло„„SU„„1508251 А 1

2 жет быт ь испол ьэ овано для считывания и предварительной обработки быстроизменяющихся участков изображений.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности устройства. Это достигается введением параллельного

АЦП, блока фиксации видеосигнала, второго ЦАП и блока сдвиговых регистров, что позволяет считывать изображение с п уровнями квантования яркости в течение одного кадра развертки и изменять шаг квантования подачей соответсвующих управляющих напряжений с первого и второго ЦАП на АЦП и блок фиксации видеосигнала, позволяя работать с линейными и нелинейными шкалами квантования, 3 ил. ка 7 выделения границ по координатам

У, блока 8 выделения границ по координатам Х, генератора 9 импульсов, элемента И 10, блока 11 видеоконтроля, блока 12 фиксации видеосигнала, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, первого цифроаналогового преобразователя (IIAII) 14, второго

ЦАП 15, блока 16 сдвиговых регистров, третьего счетчика !7, блока 18 приема и передачи информации и блока 19 обработки.

Устройство работает следующим образом.

Сформированный телевизионным датчиком 1 стандартный видеосигнал усиливается до необходимого уровня усилителем 2 видеосигнала и поступает в селектор 3 видеосигнала и блок 11

3 150825 видеоконтроля. Селектор 3 видеосигнала выделяет из полного телевизионного видеосигнала информационную часть, а также выделяет дифференцированием импульсы строчной, а интегрированием - импульсы кадровой синхронизации. Информационная часть видеосигнала фиксируется в блоке 12 фиксации видеосигнала строчными синх- 10 роимпульсами в момент их прохождения с выхода селектора 3 видеосигнала по уровню, определяемому первым ЦАП 14.

Величина опорного напряжения на вы ходе первого 14 и второго 15 ЦАП пред15 варительно устанавливается кодом с блока 19 через блок 18 приема и передачи информации. Фиксированный по определенному уровню видеосигнал преобразуется АЦП 13 в параллельный циф- 20 ровой код. Число уровней квантования, приходящихся на конкретную часть видеосигнала, определяется величиной опорного напряжения, поступающего с выхода второго ЦАП 15.

Таким образом, устройство. при счи-. тывании изображений может изменять число уровней квантования, приходящихся на видеосигнал, либо кодировать с максимальным числом уровней 30 квантования, определяемым разрядностью использованного АЦП, выбранную предварительно кодом на входах первого 14 и второго 15 IIAII часть видеосигнала. 35

Выделенные селектором 3 видеосигнала из полного телевизионного видеосигнала и приведенные к необходимому логическому уровню сигналы строчной (ССИ) и кадровой (КСИ} синхрони- 40 зации поступают в блок 4 синхронизации и управления. Блок 4 синхронизации и управления с приходом КСИ осуществляет привязку к конкретному полю телевизионного кадра (четному 45 или нечетному).-Привязка происходит путем определения временного соотношения кадрового и строчного синхроимпульсов. Сигнал "Пуск", поступающий из блока 19 обработки, через блок 18 приема и передачи информации, разрешает прохождения ССИ на счетный вход счетчика 5 на момент считывания одно"

ro конкретного поля телевизионного кадра. 55

На фиг.2 представлен пример выполнения блока 4 синхронизации и управления. Он содержит одновибратор

20, первый элемент И 21, первый триг1 4

rep 22, второй триггер 23 и второй элемент И 24, По окончанию КСИ, поступающего с блока 3 селектора видеосигнала на вход одновибратора 20, на выходе одновибратора формируется импульс, равный половине длительности строки стандартного телевизионного видеосигнала. Сформированный импульс поступает на один вход элемента И 21, на другой вход которого поступают ССИ с выхода блока 3 селектора видеосигнала. На выходе элемента И 21 формируются импульсы начала четного поля телевизионного кадра, полученные в результате сравнения временного положения КСИ и ССИ.

Управляющим импульсом "Пуск" триггер 22 устанавливается в состояние, разрешающее установку триггера 23" импульсов начала четного поля телевизионного кадра в состояние, при котором разрешается прохождение ССИ на выход элемента И 24. При этом триггер 22 выходным сигналом триггера 23 устанавливается в исходное состояние до следующего прихода сигнала "Пуск". Триггер 23 разрешает прохождение ССИ через элемент И 24 на момент считывания одного четного поля телевизионного кадра. По окончании данного поля КСИ устанавливает триггер 23 в исходное состояние и запрещает прохождения ССИ через элемент И 24. С выхода элемента И 24

ССИ в моменты считывания изображения поступают на счетный вход счетчика 5.

Коэффициент деления ССИ К счетчика 5 и коэффициент деления К счетчика 6 предварительно устанавливаются блоком 19 обработки через блок 18 приема и передачи информации.

Таким образом, с выхода счетчика

5 в блок 7 выделения границ по координатам Y поступают синхроимпульсы, соответствующие уменьшенной до выбранного формата разложения частоте следования строк в считываемом растре.

Блок 7 выделения границ по координатам 7 выделяет для считывания и ввода в 3ВМ участок растра, лежащий между определенными строками.

Блок 1 содержит счетчик начала и конца участка, триггеры начала и конца участка и ключ (на фиг.1 не показан). Предварительно блок 19 обработки через блок 18 записывает в счетчики код начальной и конечной. 5 15082 строки вводимого участка иэображения, После поступления с выхода счетчика 5 синхроимпульсов, число кото" рых соответствует коду, записанному

5 в счетчике начала участка триггером начала участка открывается ключ,:: разрешая прохождение синхроимпульсов на вход счетчика конца участка и на элемент И 10, Элемент И 10 открывает- 10 ся на моменты прохождения строк выбранного для ввода участка изображения. После прохождения через ключ числа импульсов, соответствующего записанному в счетчик конца участка, 15 триггером конца участка запирается ключ и прекращается поступление синхроимпульсов.на элемент И 10. С выхода генератора 9 импульсов тактовые импульсы через элемент 10 посту- 20 пают на счетчик 6 с переменным коэффициентом деления, с вь1хода которого синхроимпульсы поступают в блок

8 вьщеления границ по координатам Х.

Работа счетчика 6 и блока 8 выделе- 25 ния границ по координате Х аналогична работе счетчика 5 и блока 7 выделения границ по координатам Y.

Таким образом, на выходе блока

8 выделения границ по координатам 30

Х формируются импульсы выборок видеосигнала, временное пьложение которых соответствует масштабу и относительному местоположению вводимого участка изображения. Синхроимпульсы, пос35 тупающие с выхода блока 7 выделения границ по координате Y и управляющие элементом И 10, устанавливают в исходное положение блок 8 выделения границ по координатам Х и в началь- 40 ное состояние счетчик 6.

B устройстве точность считывания иэображений повышена за счет применения принудительной установки счетчика 5 и счетчика 6 в начальное состоя- 45 ние °

АЦП 13 в моменты прихода импульсов выборок видеосигнала с выхода блока 8 выделения границ по координатам Х преобразует аналоговый видеосигнал в параллельный N-разрядный цифровой код и записывает его в блок

16 сдвиговых регистров. Блок 16 сдвиговых регистров состоит иэ

N одинаковых сдвиговых регистров, 55 управляющие входы которых подключены к выходу блока 8 выделения границ по координатам Х. Число N выбирается кратным машинному слову. Информаци51 6 онный вход каждого сдвигового регистра, входящего в блок 16, подключен к соответствующему выходному разряду АЦП 13. В моменты времени прихода импульсов выборок видеосигнала, определяемые масштабом дискретиза" ции и относительным местоположением вводимого иэображения, результаты г кодирования фиксируются в блоке 16 сдвиговых регистров °

Таким образом, в блоке 16 в течение одного поля телевизионного кадра накапливается информация о точках считываемого изображения. В прототипе же в течение одного поля накапливается информация только об отдельных слоях считываемого изображения, а накопление информации о выбранных точках происходит в течение несколь-, ких кадров.

Счетчик 17 служит для инициализации обмена с блоком 19 обработки.

Он подсчитывает число М закодированных в течение одного поля телевизионного кадра точек. Число М выбирает" ся равным числу разрядов в сдвиго- вом регистре, входящем в состав блока 16. Переполнение счетчика означает, что информация о точках считываемого изображения накоплена в блоке

16 сдвиговых регистров и необходимо организовать передачу данной информации в блок 19 обработки,.После завершения считывания в конце каждого поля телевизионного кадра КСИ устанавливает счетчик 17 в исходное нулевое состояние. Блок 18 приема и передачи информации предназначен для орrаниэации связи устройства для считывания визуапьной информации с блока обработки.

На фиг.3 представлен один из возможных вариантов выполнения блока 18 приема и передачи информации. Он содержит буферный регистр 25, коммутатор 26, буферный регистр 27 для хранения кода установки первого ЦАП, буферный регистр 28 для хранения кода установки второго ЦАП, буферный регистр 29 для хранения кода коэффициента деления К, первого счетчика, буферный регистр 30 для хранения информации об относительном местоположении считываемого участка по координатам У, буферный регистр

31 для хранения кода коэффициента деления К второго счетчика, буферный регистр 32 для хранения инфор1508251,мации об относительном местоположении считываемого участка по координа-, там Х и интерфейса 33 для связи с блоком 19 обработки.

В блоки буферных, регистров 27 и

28 через инч ерфейс 33 записывается информация о порогах квантования видеосигнала по яркости. В блоки буферных регистров 29 и 31 из блока обработки через интерфейс 33 записывается информация о формате разложения изображения, а в блоки буферных регистров 30 и 32 записывается информация об относительном место- 15 положении считываемого участка раст" ра. Сигнал "Пуск из блока обработки через интерфейс 33 поступает в устройство и переводит его в режим считыва.ния изображений. После завершения счи- 20 тывания выбранных точек изображения пе- реполнение счетчика 17 указывает на необходимость обмена информацией блоком

19 обработки. В регистр 25, выходы которого соединены с адресными входами коммутатора 26, через,ийтерфейс

33 записывается код, при котором к входной шине данных интерфейса через коммутатор подключена информация о первой считанной точке, хранящая- 3О ся в блоке 16 сдвиговых регистров.

Данная информация вводится через интерфейс 33 в блок 19 обработки. Аналогичным образом, изменяя записанный в регистр 25 код, в блок 19 обработки через интерфейс вводится информация о. всех остальных считанных точках изображения, В качестве интерфейса 33 используются стандартные средства обмена информацией с пери" 40 ферийными устройствами. При работе с, микроЭВМ в качестве интерфейса 33 используется параллельный интерфейс, а при работе с миниЭВМ типа СМ вЂ” интерфейс "Общая шина". 45

B устройстве представление инфор,мации о точках, накопленной в блоке

16 сдвиговых регистров, исключает операцию каталогизации в ЭВМ слоев для последующего формирования данных о точках считываемого изображения.

Это повышает производительность ЭВМ, Кроме того, считывание информации о точках изображения происходит в течение одного поля телевизионного кадра. Все это повышает быстродействие устройства для считывания изображений.

Таким образом, устройство позволя-. ет считывать информацию о точках участка изображения в течение одного поля телевизионного кадра и обеспечивает постоянное для выбранного масштаба дискретизации и относительного местоположения считываемого участка растра временное положение выборок видеосигнала, что в итоге повышает быстродействие и точность устройства для считывания иэображений.

Формул а иэ о бр ет ения

Устройство для считывания изображений,. содержащее телевизионный датчик, видеоусилитель, блок видеоконтроля, селектор видеосигнала, блок синхронизации и управления, первый, второй и третий счетчики, блок выделения границ по координатам Х, блок выделения границ по координатам У, генератор импульсов, элемент И, первый цифроаналоговый преобразователь, блок приема и передачи информации и блок обработки, причем выход телевизионного датчика соединен с входом видеоусилителя, один иэ выходов которого подключен к входу блока видеоконтроля, а другой выход соединен с входом селектора видеосигнала, первый выход которого соединен с первым входом блока синхронизации и управления, R-входом первого счетчика, первым входом блока выделения границ по координатам У и R-входом третьего счетчика, второй выход селектора видеосигнала соединен с вторым входом блока синхронизации и управления, выход которого соединен с С-входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока выделения границ по координатам У, выход которого соединен с R-входом второго счетчика, первым входом блока выделения границ по координатам Y и первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход — к С-входу второго счетчика, выход которого подключен к второму входу блока выделения границ по координатам Х, выход блока выделения границ по координатам Х соединен с С-входом третьего счетчика, выход которого соединен с входом блока приема и передачи информации, выход которого подключен

10 1508251

Фиг. 1 к третьему входу блока синхронизации и управления, первая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов первого цифроаналогового преобразователя, вторая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов первого счетчика, третья группа выходов блока прие- 1ð ма и передачи информации подключена к группе входов блока выделения границ по координатам У, четвертая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе 15 входов второго счетчика, пятая группа выходов блока приема и передачи информации подключена к группе входов блока выделения границ по координатам Х, входы-выходы блока приема и 20 передачи информации подключены к входам-выходам блока обработки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и точности устройства, оно содержит блок фикса- 25 ции видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь, второй цифроаналоговый преобразователь и блок сдвиговых регистров, выходы которых подключены к группе входов блока приема и

I передачи информации, шестая группа выходов которого подключена к группе входов второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, группа выходов анапого-цифрового преобразователя подключена к информационным входам блока сдвиговых регистров, тактовые входы которых соединены с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и выходом блока выделения границ по координатам Х, второй и третий выходы селектора видеосигнала соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации видеосигнала, третий вход которого подключен к выходу первого цифроаналого вого преобразователя, а выход — к информационному входу аналого-цифрового преобразователя.

150825 1

Ю& д

& 18

Исч.5 Ff bid. T И с . К фЬГ Л

Тираж 668

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор О.. Спесивых

Заказ 5543/52

Составитель А. Баранов

Техред М.Моргентал

Корректор Т. Палий

Подписное