Устройство для считывания цветной графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода цветной графической информации в ЭВМ. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения считывания информации с широкого класса цветных изображений. Цель достигается в устройстве для считывания цветной графической информации, содержащем развертывающий барабан с закрепленным на нем носителем изображения, оптически связанным с оптико-электронным преобразователем, выходы которого соединены с аналоговыми входами блока и аналогоцифровых преобразователей, управляющий вход оптико-электронного преобразователя подключен к первому выходу блока управления , генератор импульсов синхронизации, расположенный на валу развертывающего барабана, выход генератора импульсов синхронизации соединен с первым входом блока управления, тем, что оно дополнительно содержит блок преобразователей последовательного кода в параллельный, первый и второй буферные регистры, триггер, первый и второй коммутаторы и блок сопряжения с ЭВМ, содержащий первый и второй формирователи сигналов, пять элементов И, элемент ИЛИ, дешифратор адреса, регистр состояния и буферный элемент памяти. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 06 К 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653686/24 (22) 22.02.89 (46).30.1,1.91. Бюл.,N 44 (72) А.Б. Стрельбицкий и А.В. Зиняк (53) 681.327.12(088.8) (56) Крюкова Н.А. и др. Устройство для ввода изображений в электронно-вычислительные машины ЕС. — Приборы и техника эксперимента, 1982, N. 2, рис. 2, с. 54.

Авторское свидетельство СССР

N 1068956, кл, G 06 К9/36, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ЦВЕТНОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода цветной графической информации в ЭВМ. Цель изобретения— расширение области применения за счет обеспечения считывания информации с широкого класса цветных иэображений.. Цель достигается в устройстве для считывания

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода цветной графической информации в ЭВМ.

Цель изобретения — расширение области применения путем обеспечения считывания информации с широкого класса цветных изображений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для считывания цветной графической информации; на фиг. 2. — схема блока управления; на фиг. 3 — схема блока сопряжения с ЭВМ, „„SU„„1695339 А1 цветной графической информации, содержащем развертывающий барабан с закрепленным на нем носителем изображения, оптически связанным с оптико-электронным преобразователем, выходы которого соединены с аналоговыми входами блока и аналогоцифровых преобразователей, управляющий вход оптико-электронного преобразователя подключен к первому выходу блока управления, генератор импульсов синхронизации, расположенный на валу развертывающего барабана, выход генератора импульсов синхронизации соединен с первым входом блока управления, тем, что оно дополнительно содержит блок преобразователей последовательного кода в параллельный, первый и второй буферные регистры, триггер, первый и второй коммутаторы и блок сопряжения с

ЭВМ, содержащий первый и второй формирователи сигналов, пять элементов И, элемент ИЛИ, дешифратор адреса, регистр состояния и буферный элемент памяти. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, Устройство для считывания цветной Ql графической информации (фиг. 1) содержит () развертывающий барабан 1 с закреплен- (Ъ ным на нем носителем 2 изображения объекта, оптико-электронный преобразователь

3 (с цветоделительной системой), генератор,,с

4 импульсов синхронизации, блок 5 знало- б го-цифровых преобразователей, шифратор

6 цветовых составляющих, блок 7 управле-. ния, блок 8 преобразователей последовательного кода в параллельный, содержащий и регистров сдвига (8 — 1, 8 — и), первый 9 и второй 10 буферные регистры, триггер 11, блок 12 сопряжения с ЭВМ, первый 13 и

1695339 второй 14 коммутаторы. Выходом 15 устройство подключается к внешней ЭВМ, Блок 5 аналого-цифровых преобразователей включает три усилителя 16-18, три узла 19 — 21 выборки-хранения и три аналого-цифровых преобразователя 22 — 24.

Блок 7 управления (фиг, 2) образуют генератор 25 опорной частоты, первый делитель 26 частоты, элемент И 27, второй делитель 28 частоты, формирователь 29 сигналов, коммутатор 30, элемент И 31 и узел

32 управления памятью, На фиг. 2 обозначены также входы 33 — 35 и выходы 36 — 40 блока 7.

Блок 12 сопряжения с ЭВМ (фиг. 3) содержит первый 41 и второй 42 формирователи сигналов, дешифратор 43 адреса, первый элемент И 44, элемент ИЛИ 45, второй 46 и третий 47 элементы И, регистр 48 состояния, буферный элемент 49 памяти, четвертый 50 и пятый 51 элементы И и имеет информационный вход 52, выходы 53 — 56, управляющий вход 57, синхронизирующий вход 58, группу выходов 59 и выход 15 для связи с ЭВМ.

Развертывающий барабан " с закреп ленным на нем носителем 2 изображения объекта оптически связан с оптико-электронным преобразователем 3 с цветоделительной системой (не показана), Выходы преобразователя 3 соединены с соответствующими входами блока 5 аналого-цифровых преобразователей.

Управляющий вход оптико-электронного преобразователя 3 соединен с первым выходом 36 блока 7 управления, первый вход 33 которого соединен с выходом генератора 4 импульсов синхронизации, расположенного на одном валу с развертывающим барабаном 1. Первый выход 53 блока 12 сопряжения с ЭВМ соединен с входами выборки первого 9 и второго

10 буферных регистров и входом сброса триггера 11, вход установки которого подключен к входам записи первого 9 и второго

10 буферных регистров и к третьему выходу

38 блока 7 управления, первый вход 33 которого соединен с выходом триггера 11, Информационный вход 52 блока 12 сопряжения с ЭВМ соединен с выходами первого 9 и второго 10 буферных регистров, информационные входы которых подключены к выходам второго коммутатора 14 и блока 8 преобразователей последовательного кода в параллельный соответственно.

Вторая группа информационных входов второго коммутатора 14 подключена к информационным входам блока 8 преобразователей последовательного кода в параллельный и выходам шифратора 6 цвеблокировка которой элементом И 27 осуществляется сигналом "Начало строки", поступающим с генератора 4 импульсов

45 синхронизации, при этом происходит блокировка работы всего устройства. Коммутатор 30 осуществляет в зависимости от состояния сигнала на его управляющем входе переключение частот f и /p в зависимоf

50 сти от режима работы устройства, причем частота /p снимается с выхода второго деf лителя 28 частоты, В зависимости от выбранного режима работы с выхода элемента

И 31 поступает или не поступает частота на

55 блок 8 преобразователей последовательного кода в параллельный. Узел 32 управления памятью вырабатывает необходимые управляющие сигналы для микросхем оперативных запоминающих устройств статического типа, на которых реализован

40 товых составляющих, а первая группа входов второго коммутатора 14 соединена с первой группой входов первого коммутатора 13 и выходами блока 5 аналого-цифровых преобразователей, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом 39 блока 7 управления, Второй выход 37 блока 7 управления подключен к управляющему входу блока 8 преобразователей последовательного кода в параллельный, а его пятый выход 40 — к первому управляющему входу шифратора 6 цветовых составляющих, Второй вход 35 блока 7 управления соединен с входом 59 блока 12 сопряжения с ЭВМ, пятый выход 56 которого соединен с управляющими входами первого 13 и второго 14 коммутаторов и третьим входом 34 блока 7 управления, Выход первого коммутатора 13 подключен к адресному входу шифратора 6 цветовых составляющих, информационный вход которого подключен к третьему выходу блока 12 сопряжения с ЗВМ. Четвертый выход блока 12 соединен с второй группой информационных входов первого коммутатора 13, а его шестой выход является выходом 15 устройства.

Шифратор 6 цветовых составляющих представляет собой оперативное запоминающее устройство статического типа, Триггер 11 является обычным асинхронным триггером с разделительными входами (установочным и сбросовым)

Блок 7 управления (фиг. 2) является логическим автоматом комбинационного типа. Генератор 25 опорной частоты, вырабатывая высокостабильную частоту, синхронизирует работу всех элементов устройства для считывания цветной графической информации. С выхода первого делителя 26 частоты поступает частота f, 1695339

30

40

55 шифратор 6. Сигналы с входов 35 блока 7 управления, поступающие на входы узла 32 управления памятью, определяют режим работы оперативных запоминающих устройств шифратора 6 цветовых составляющих (запись или чтение данных). Во время основного режима работы независимо от состояния сигналов на третьем и четвертом входах узла 32 управления памятью шифратор 6 работает только в режиме чтения.

Реализация блока 12 сопряжения с

ЭВМ (фиг. 3) зависит от типа используемых вычислительных средств и возможных вариантов сопряжения устройства для считывания графической информации с ними.

Первый и второй формирователи 41 и 42 сигналов служат для усиления сигналов шины данных и развязки от шины мини-ЭВМ (не показана). Дешифратор 43 адреса производит выборку данных при обращении мини-ЭВМ. Регистр 48 состояния является программно-доступным со стороны миниЭВМ по записи, а буферный элемент 49 памяти — программно-доступным по чтению. Элемент ИЛИ 45 и элементы И 44, 46, 47, 50 и 51 служат для организации необходимых коммутаций (внутренних и внешних) по отношению к блоку 12 сопряжения сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Развертывающий барабан 1, вращаясь, осуществляет развертку по строке закрепленного на нем носителя 2 изображения объекта. Оптико-электронный преобразователь 3, перемещаясь вдоль образующей развертывающего барабана 1, производит разложение по строкам. Оптико-электронный преобразователь 3 формирует зондирующий световой поток, который, отразившись от поверхности носителя 2 изображения объекта, фокусируется приемной оптической системой оптико-электронного преобразователя 3, цветоделительная система которого осуществляет его расщепление на три цветообразующие R-, G-, В-составляющие.

С выходов оптико-электронного преобразователя 3 снимаются три электрических сигнала, пропорциональные величине светового потока выделенных R-, G-, В-составляющих. Эти три электрических сигнала поступают на три усилителя 16 — 18 блока 5 аналого-цифровых преобразователей, коэффициенты усиления которых подобраны такими, что обеспечивают оптимальный выбор динамических диапазонов блоков последующей обработки входных сигналов.

Дискретизация аналоговых сигналов производится узлами 19 — 21 выборки-хранения, применение которых обусловлено требованием обеспечения необходимой динамической погрешности аналого-цифрового преобразователя, осуществляемого аналого-цифровыми преобразователями 22 — 24, Устройство работает в одном из двух режимов: подготовительном или основном в зависимости от состояния пятого выхода блока 12 сопряжения с ЭВМ, которым управляет внешняя ЭВМ, Первый 9 и второй 10 буферные регистры, а также триггер 11 и генератор 4 импул ьсов синхронизации доступны ЭВМ через блок 12 сопряжения с ЭВМ по чтению, а в шифратор 6 ЭВМ может как записывать данные, так и считывать.

Подготовительный режим обеспечивает накопление необходимого числа статистических данных для формирования таблицы загрузки шифратора 6, заполнение которого происходит также в подготовительном режиме, В этом режиме работы три числа, являющиеся числовыми эквивалентами световых потоков трех цветообразующих R-, G-, B-составляющих, относящихся к одному элементу изображения, с выхода блока 5 аналого-цифровых преобразователей поступают через первую группу информационных входов второго коммутатора 14 на информационный вход первого буферного регистра 9. Импульсы с третьего выхода 38 блока 7 управления, период следования которых в этом режиме равен интервалу диск1 1 ретизации T= —, производят запись данных в первый буферный регистр 9.

В подготовительном режиме на развертывающий барабан 1 крепится тестовая (обучающая) таблица, состоящая из разделенных белыми границами идущих по окружности барабана 1 в определенной последовательности цветовых полос. Число цветовых полос равно п-1, где n — число необходимых для различения цветов, включая и белый, В пределах одной полосы размещены все оттенки одного цвета, присутствующие на изображении того типа, с которым предполагается работать, причем всем этим оттенкам при цветоидентификации в связи с конечным числом определяемых цветов будет присвоен один цвет.

Генератор 4 импульсов синхронизации вырабатывает за период вращения барабана 1 один сигнал "Начало строки", на время длительности которого блокируется работа блока 7 управления, а следовательно, и всего устройства, которое не устанавливает на это время флажка готовности посредством изменения состояния триггера 11. После окончания сигнала "Начало строки", что

1695339

10 м

15 а о о б 20

25 и

55 й1, где M. Ь 1:

N = S(Mex) Й2 гдЕ Мвх6. Z2;

Nm где IVlex6Zm где Мвх — адрес оперативного запоминающего устройства, определяемый по формуле

Мв = ZR 2 + Zg 2 + ZB 2, где ZR. ZG, 2 .в—

1 2( числовые эквиваленты размерностью в L двоичных разрядов интенсивности световых потоков цветообразующих R-, G-,В-составляющих, является обобщающим параметром трехмерного пространства Z (ZR, Zg, Zg);

N1, Nm — номеРа полос на тестовой (обУчающей) таблице;

Z), Zm — неперекрывающиеся области трехмерного пространства Z;

m = 2" — количество различаемых шифратором цветов, На этапе инициализации подготовительного режима работы происходит присвоение областям Z<, Zm кодов цветов К1, К,п, эту процедуру можно представить в виде функции-маски Ф

К, где Mex&Z ;

Квох =Ф N= К, где Мвх Z2; (2)

К где M.х Ь Zm где Квох — коды цветов из палитры в m определяемых компонент;

К вЂ” значения числовых кодов из числовой палитры К1, Km. фиксируется внешней ЗВМ через блок 12 сопряжения при опросе его состояния, начинается формирование из считываемых по готовности чисел строки оцифрованных изображений точек. Конец строки фиксируется по приходу переднего фронта сигнала

"Начало строки", 3а время полного оборота барабана 1 3ВМ получает информацию о распределении чисел в пределах всех цветовых полос, границы между которыми on ределяются по белым линиям, которы соответствуют максимальные для выбран ной разрядности аналого-цифровых преоб разователей 22-24 числа с некоторы допуском, Порядок следования анализируе мых цветовых полос ЭВМ известен. Н практике одного оборота развертывающег барабана 1 бывает не достаточно для со ставления таблицы загрузки оперативног запоминающего устройства шифратора цветовых составляющих, поэтому приходит ся или увеличивать количество оборотов или корректировать оттенки цветов в поло сах с целью устранения неопределенности

Результатом этапа накопления статиче ских данных подготовительного режима ра боты является получение таблично функции

Особенность такого вида цветовой инициализации заключается в том, что, изменяя вид функции Ф, обеспечивают возможность реалиазации как естественной цветоинициализации, так и получение или избирательного, или загра>кдающего цифрового светофильтра.

Результатом этапа цветовой инициализации является функция (2), Подготовительный режим работы ""-авершается загрузкой таблично-заданной функции Ke x (Z) в оперативное запоминающее устройство шифратора б, который является двухвходовой памятью, При доступе

ЗВМ к памяти шифратора б сигнал, поступающий на управляющий вход первого коммутатора 13, подключает адресную магистраль блока 12 сопряжения к адресным входам шифратора 6. К входам данных шифратора 6 подключена шина данных блока 12 сопряжения.

При работе устройства в î" íîâíîì режиме работы сигналы, поступающие на управляющие входы первого 13 и второго 14 коммугаторов, передают на их выходы сигналы, поступающие на первую группу информационных входов коммутаторов. В этом случае числовые коды ZR, Zg, 2в, соответствующие каждой точке разложения изображения, поступают на адресные входы шифратора 6. С выхода последнего снимается и-разрядный код, который записывается в п регистров 8-1 — 8-и блока 8 преобразователей последовательного кода в параллельный код цвета Квох. Частота следования импульсов сдвига регистров 8 — 1—

8-п равна f, разрядность их равна Р = Е (— ), Y п где Y — максимально возможная разрядность слова данных 3ВМ; Š— обозначение функции, выделяющей целую часть аргумента, Частота следования импульсов записи во второй буферный регистр 10 и импульсов установки флажка готовности триггера 11 в основном режиме работы равиа t/р.

Чтение кодов цвета Р последовательно расположенных точек производится в 3ВМ по готовности устройства, В основном режиме работы ЗВМ после снятия сигнала начала строки, прочитав по готовности первое слово данных, начинает формирование числовой строки оцифрованного изображения из сегментов по Р последовательно располо>кекных пикселей, сшивая их.

Расширение области применения устройства для считывания цветной графической информации достигается за счет обеспечения возможности не критичного по времени создания цифровых банков геогра фических карт, как полноформатных, так и

1695339

10 функционально ориентированных (банки высот, лесных массивов, водных артерий, а также сети дорог и банки географических названий), получаемых из полноформатных карт путем избирания или подавления выбранных элементов географической карты.

В качестве информативного признака используются их колорические особенности; чистый (установившийся) цвет элемента и цветовая гамма, соответствующая граничным участкам (с высоким цветовым градиентом).

Формула изобретения

1. Устройство для считывания цветной графической информации, содержащее развертывающий барабан с закрепленным на нем носителем изображения, оптически связанный с оптико-электронным преобразователем, выходы которого соединены с аналоговыми входами блока аналого-цифровых преобразователей, управляющий вход оптико-электрон ного преобразователя подключен к первому выходу блока управления, генератор импульсов синхронизации, расположенный на валу развертывающего барабана, выход генератора импульсов синхронизации соединен с первым входом блока управления, шифратор цветовых составляющих, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью расширения области применения за счет обеспечения считывания информации с широкого класса цветных изображений, оно содержит блок преобразователей последовательного кода в параллельный, первый и второй буферные регистры. триггер, первый и второй коммутаторы и блок сопряжения с ЭВМ, первый выход которого соединен с входами выборки первого и второго буферных регистров и сбросовым входом триггера, установочный вход которого подключен к записывающим входам первого и второго буферных регистров и третьему выходу блока управления, второй вход которого соединен с вторым выходом блока сопряжения с ЭВМ, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, информационный вход блока сопряжения с ЭВМ соединен с выходами первого и второго буферных регистров, информационный вход первого буферного регистра подключен к выходу второго коммутатора, информационные входы второго буферного регистра соединены с выходами блока преобразователей последовательного кода в параллельный, выходы шифратора цветовых составляющих соединены с информационными входами блока преобразователей последовательного кода в параллельный и с второй группой информационных входов второго коммутатора, первгя группа информационных входов которого, соединенная с первой группой информационных входов первого коммутатора, подключена к выходам блока аналого-циф5 ровых преобразователей, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу блока преобразователей последовательно10 го кода в параллельный, пятый выход блока управления соединен с первым управляющим входом шифратора цветовых составляющих, второй управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока сопря15 жения с ЭВМ, четвертый выход которого соединен с второй группой информационных входов первого коммутатора, управляющий вход которого, соединенный с третьим входом блока управления, подклю20 чен к пятому выходу блока сопряжения с

ЭВМ и управляющему входу второго коммутатора, выход первого коммутатора соединен с информационным входом шифратора цветовых составляющих, а выход генерато25 ра импульсов синхронизации подключен к синхронизирующему входу блока сопряжения с ЭВМ.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок сопряжения с ЭВМ

30 содержит первый и второй формирователи сигналов, пять элементов И, элемент ИЛИ, дешифратор адреса, регистр состояния и буферный элемент памяти, первый и второй входы которого являются синхронизирую35 щим и управляющим входами блока, третий вход подключен к выходу третьего элемента

И, а выход соединен с информационным входом первого формирователя сигналов и информационным входом блока, первым

40 выходом которого является выход первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛ И. а второй вход, соединенный с вторым входом третьего элемента И, вторым входом пятого элемента И

45 и управляющим входом первого формирователя сигналов, является входом сигнала

"Чтение" устройства, входом сигнала "3aпись" которого является управляющий вход второго формирователя сигналов, соеди50 ненный с вторыми входами второго и четвертого элементов И, выход первого формирователя сигналов подключен к информационному входу второго формирователя сигналов и к входу и выходу передачи

55 данных устройства, адресный вход которого соединен с четвертым выходом блока и с информационным входом дешифратора адреса, первый выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй выход — к первому входу второго элемента И, тре1695339

12 тий вход — к первому входу третьего элемента И, а четвертый выход — к второму входу элемента ИЛИ и первым входам четвертого и пятого элементов И, выход второго формирователя сигналов является третьим выходом блока и подключен к информационному входу регистра состояния, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход является пятым выходом блока, вторым выходом которого является выход четвертого и

5 пятого элементов И, причем выход третьего элемента И соединен с третьим входом буферного элемента памяти.

1695339 ние ю) Составитель Т.Ничипорович

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор А.Огар

Заказ 4164 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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