Оптическое устройство для логической обработки изображений

 

Изобретение относится к оптоэлектронным логическим устройствам, предназначенным для параллельной обработки изображений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей логического устройства за счет выполнения операций, И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и работы в режимах, аналогичных работе JK- и Т-триггеров. Устройство содержит блок памяти страничного типа с параллельными оптическими входом и выходом, штанговым входом, два оптически управляемых транспаранта с прямыми первыми оптическими входами и наведенными либо прямыми вторыми оптическими входами, причем оптический вход блока памяти является выходом устройства и связан с вторым оптическим входом первого транспаранта и первым оптическим входом второго транспаранта, а оптическими входами устройства являются первый оптический вход первого транстапанта и второй оптический вход второго транспаранта. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s G 02 F 3/00, G 06 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4413563/31-25 (22) 20.04.88 (46) 30.10.90, Бюл. ¹ 40. (71) Винницкий политехнический институт (72) В.Г.Красиленко, Н.И. Заболотная и С.Б. Одиноков (53) 621.327.66:535.825.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1451740, кл. G06 К 9/00,,1987, Авторское свидетельство СССР

N 1492968, кл. G 02 F 3/00,.1986. (54) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к оптоэлектронным логическим устройствам, предназначенным для параллельной обработки изображений. Целью изобретения является

Изобретение относится к оптоэлектронным логическим устройствам и может быть использовано в оптоэлектронных схемах параллельной обработки изображения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг, 1 изображена функциональная оптическая схема устройства; на фиг, 2— пример конкретной реализации устройства; на фиг. 3 — примеры работы устройства в режиме RS-триггера картинного типа и выполнения логических операций И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ; на фиг. 4 — работа устройства в режиме, соответствующем Il(-триггеру; на фиг. 5 — работа устройства в режиме счетного Т-триггера, Устройство (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 оптически управляемые транспаранты (ОУТ),где ОУТ 1 имеет соответственно., «Ж, „1603334A1 расширение функциональных возможностей логического устройства за счет выполнения операций И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и работы в режимах, аналогичных работе 1К- и Т-триггеров. Устройство содержит блок памяти страничного типа с параллельными оптическими входом и выходом, штанговым входом, два оптически управляемых транспаранта с прямыми первыми оптическими входами и наведенными либо прямыми вторыми оптическими входами, причем оптический вход блока памяти является выходом устройства и связан с вторым оптическим входом первого транспаранта и первым оптическим входом второго транспаранта, а оптическими входами устройства являются первый оптический вход первого транспаранта и второй оптический вход второго транспаранта. 5 ил. первый 3 и 4 второй оптические входы, ОУТ

2 имеет второй 5 и первый 6 оптические входы. Оптический выход 7 сопряжен с оптическим выходом 8 посредством светообьединительного элемента 9, выход которого связан с оптическим входом блока 10 памяти страничного типа, имеющего тан-.овый вход 11. Оптический выход блока памяти соединен с входом светоделительного элемента 12, выход 13 которого связан с вторым оптическим входом 4 ОУТ 1. Выход 14 явлгется выходом устройства, а выход 15 связан с первым оптическим входом 6 ОУТ

2, Для выполнения оптических связей используются отражательные элементы 16 и

17.

Устройство (фиг. 2) содержит, например, светообъединительный 9 и светоделительный 12 элементы, состоящие из двух призм

1603334

18 с полупрозрачными зеркалами 19, расположенными на диагоналях призм. Блок 10 памяти страничного типа имеет тактовый вход 11. Оптический выход блока памяти соединен с входом светоделительного элемента 12, выход 13 которого связан с вторым оптическим входом 4 ОУТ 1. Выход 14 является выходом устройства, а выход 15

""âÿçàí с первым оптическим входом 6 OYT

2, Для выполнения оптических связей используются отражательные элементы 16 и 17;

Блок 10 памяти страничного типа выполнен, например, в виде матрицы MxN onтоэлектронных 0-триггеров с оптической индикацией логического состояния каждого из них, матрицы 2Mx2N фотоприемников, подключенных к соответствующим электрически управляемым затворам. При этом вход каждого 0-триггера оптически связан через апертуры электрически управляемых затворов с выходами соответствующих соседних D-триггеров. Оптические входы 0триггеров образуют параллельный оптический вход блока 10 памяти. Выходы оптической индикации логического состояния D-триггеров образуют параллельный оптический выход блока 10 памяти. Соединенные между собой входы синхронизации

0-триггеров образуют тактовый вход, а входы фотоприемников — управляющий оптический вход блока 10 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Первый случай связан с наличием инверсных вторых входов 4 и 5 соответственно у ОУТ 1 и 2. При подаче питания ОУТ 1 и 2 блок 10 памяти подготовлены к началу работы. При подаче тактового сигнала на тактовый вход 11 блока 10 памяти и входных . совокупностей оптических сигналов А и В соответственно на оптический вход 3 ОУТ 1 и оптический вход 5 ОУТ 2 устройство работает как триггер картинного типа, который реализует следующую функцию над входными операндами А и В

Q(t. >=(1С, +КС,)- C+CQ ° где I = А, К = В, Q — картинный операнд, Ф находящийся в блоке 10 памяти и описывающий состояние в момент времени t, 0 — выходная совокупность оптиче(+ 1) ских сигналов, сформированная в момент времени (т+ 1);.

С вЂ” тактовый сигнал.

Причем операции дизъюнкции, конъюнкции выполняются над каждыми элементарными, соответствующими друг другу, оптическими сигналами (входными операндами картинного типа) А и В и картинного

15

40

50 операнда О, находящегося в блоке 10 памяти, Оптический RS-триггер картинного типа получают путем подключения к параллельному оптическому входу 3 устройства (I-входу) S-входа, а к параллельному оптическому входу 5 устройства (К-входу) R-входа.

При этом накладывается ограничение на комбинации входных сигналов картинных операндов, подаваемых на параллельные оптические входы 3 и 5 устройства, а именно

1K=0.

Пример работы устройства в режиме

RS-трипера приведен на фиг, 3. На первой строке (фиг, 3) указан пример выполнения функции установки устройства в единичное состояние, что осуществляется при подаче соответствующего операнда А картинного типа, представленного в виде совокупности единичных оптических сигналов, на вход 3 устройства в первый такт работы после исходного обнуленного состояния устройства.

На второй строке (фиг. 3) показан сброс состояния устройства на соответствующем такте работы путем подачи на вход 3 устройства картинного операнда А, представленного совокупностью нулевых оптических сигналов, а на вход 5 — картинного операнда

В, представленного совокупностью единичных оптических сигналов.

На третьей и четвертой строках (фиг, 3) представлены примеры выполнения логической операции И над операндами картинного типа А, подаваемого на вход 3 устройства (S-вход) и В, подаваемого на инверсный вход 5 (R-вход) устройства за первый такт работы устройства (после исходного обнуленного состояния устройства).

На пятой строке (фиг. 3) показано выполнение операции логического сложения

ИЛИ над картинными операндами А и В, Причем операция выполняется за два такта работы устройства. На первом такте исходный операнд А подается на вход 3 устройства. При этом на входе 5 и в блоке 10 памяти хранится совокупность нулевых оптических сигналов, в результате чего на выходе устройства и в блоке 10 памяти записывается операнд картинного типа А. При поступлении следующего тактового импульса, подаче второго операнда В картинного типа на вход 3 устройства и совокупности нулевых оптических сигналов на вход S устройства, на выходе получают результат, соответству5 ющий выполнению операции диэъюнкции входных изображений.

На шестой и седьмой строках (фиг . 3) показан пример выполнения операции

ИЛИ-НЕ над операндами картинного типа А и В, осуществляемой за два такта работы

1б03334 устройства, Причем при подаче первого тактового импульса после предварительной записи в блоке 10 памяти совокупности единичных оптических сигналов (О ) на вход

5 устройства подается операнд А, а на вход 5

3 — совокупность нулевых оптических сигналов, при втором тактовом импульсе, подавая на вход 5 второй операнд В, на выходе получают результат, соответствующий выполнению логической операции А+ В. 10

При работе устройства в режиме, схожем с режимом IK-триггера картинного типа (когда комбинация сигналов входных операндов IK-1 является разрешенной), расширяются его функциональные возможности 15 за счет выделения мигающей зоны совпадения полезных сигналов входных операндов картинного типа. Пример выполнения этой функции указан на фиг. 4, где, подавая на первом такте работы после обнуленного со- 20 стояния входные операнды картинного типа

А и В соответственно на входы 3 и 5 устройства, получают результат, содержащий мерцающую зону совпадения полезных сигналов входных картинных операндов, 25 имеющих на первом такте работы единич- ное значение интенсивности светового потока, и с приходом каждого нового тактового сигнала и подачей тех же картинных операндов А и В на входы 3 и 5 устрой- 30 ства изменяющий значение интенсивности светового потока на противоположное.

Предлагаемое устройство работает в режиме счетного Т-триггера; если с приходом каждого нового тактового импульса, по- 35 даваемого на тактовый вход 11 блока 10 памяти, на оптические параллельные входы3 и 5 устройства (I-, К-входы) подается Твход, представленный в виде операнда картинного типа, Тогда (фиг. 5) выходное 40 изображение, сформированное в момент времени 0,по сравнению с изображени(+1) ем, сформированным в предыдущий момент времени Q, меняет значение светового по45 тока на противоположное в тех областях, куда поступила совокупность единичных оптических сигналов операнда картинного типа, подаваемого на Т-вход, Для случая выполнения прямыми вторых входов 4 и 5, соответственно для ОУТ 1 и 2 устройство работает как D-триггер картинного типа, если на оптические входы 3 и

5 подается один и тот же картинный оперэнд.

Устройство обладает расширенными функциональными возможностями, поскольку является универсальным триггером картинного типа, Устройство работает как

RS, -D-, Т-триггеры, а также в режиме, подобном режиму работы УК-триггера,,Частными случаями режимов раооты устройства являются выполнения логических операций

И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ над операндами картинного типа.

Формула изобретения

Оптическое устройство для логической обработки изображений, выполненное в виде блока памяти страничного типа с параллельными оптическим входом, выходом и тактовым входом, причем оптический выход блока памяти является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два оптически управляемых транспаранта, имеющие прямые первые оптические входы и инверсные либо прямые вторые оптические входы, оптические выходы обоих транспарантов оптически связаны с оптическим входом блока. памяти, оптический выход которого связан с вторым оптическим входом первого транспаранта и с первым оптическим входом второго транспаранта, при этом оптическими входами устройства являются первый оптический вход первого транспаранта и второй оптический вход второго транспаранта.

1603334

1603334

gt f

2П EIEI Ö, ФО2. 3,7 =А

7 +1

g t+1

К"=8 Rl

53

ttРРИ47"

И Я 30

Япадгная

1603334

Составитель В. Ежов

Редактор И. Касарда Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3383 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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