Аналого-цифровой преобразователь изображений

 

Сущность: аналого-цифровой преобразователь для преобразования в системе остаточных классов содержит кроме оптического картинного входа, оптического картинного выхода, мультипликатора изображений , электронной схемы управления также К-операционных блоков, причем каждый операционный блок содержит М оптоэлектронных затворов Mi-оптических R-S триггеров с картинными входами и картинными выходами, Mj-светообъединителей. Электронная схема управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент И 26, К-регистров сдвига, преобразователи уровня, R-S триггер, счетчик, элемент задержки , источник оптического сигнала, коллиматор , элемент задержки. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С)

О ф (л) 4 (21) 4878042/25 (22) 29.10,90 (46) 07.03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.Г.Красиленко, Ю.А.Коломиец, А.К.Богухвальский и О.К.Колесницкий (56) Авторское свидетельство СССР

N 331558, кл. G 02 F 7/00,.1970, Авторское свидетельство СССР № 1029120, кл. G 02 F 7/00, 1983. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОBATEËЬ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Сущность: аналого-цифровой преобразователь для преобразования в системе осИзобретение относится к оптоэлектронной технике и может быть использовано в системах обработки изображений, для ввода полутоновых иэображений в параллельные цифровые оптоэлектронные процессоры работающие в системе остаточных классов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение точности преобразований, На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого аналого-цифрового преобразователя изображений; на фиг, 2 приведена схема варианта реализации аналого-цифрового преобразователя изображений; на фиг.3 приведена схема блока управления; на фиг. 4- временные диаграммы работы устройства.

Аналого- цифровой преобразователь изображений состоит из картинного входа

".Ж,» 1800437 А1 таточных классов содержит кроме оптического картинного входа, оптического картинного выхода, мультипликатора изображений, электронной схемы управления также К-операционных блоков, причем каждый операционный блок содержит М оптоэлектронных затворов М -оптических R-S триггеров с картинными входами и картинными выходами, М.-светообъединителей.

Электронная схема управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент И

26, К-регистров сдвига, преобразователи уровня, R-S триггер, счетчик, элемент задержки, источник оптического сигнала, коллиматор, элемент задержки. 4 ил.

1, представляющего m х и оптических входов, блока преобразования величины интенсивности оптического сигнала во временной параметр оптического сигнала 2, причем этот блок выполнен в виде преобразователя величины интенсивности оптического сигнала в интервал временных задержек оптического сигнала постоянной интенсивности и длительности. Оптический выход блока преобразования подсоединен на вход мультипликатора изображений 3, К оптическим выходам мультипликатора изображений подсоединены К операционных блоков 41,...4к, где К вЂ” количество модулей в выбранной системе остаточных классов, при этом i-ый операционный блок содержит М оптоэлектронных затвора 51, „5м, М оптических R-S триггеров 61...6M с картинными входами и выходами и М светообъединителей 71...7мь где Mi - значение

1800437

К-го модуля (i = 1,2,...К), Оптические выходы всех оптических R-S триггеров образуют картинный выход устройства 8ц..8 мь..., 8«...8w, Все оптоэлектронные затворы 5, а также блок преобразования 2 управляются электрическими си гнал ами, вы рабаты ваемыми блоком управления 9, причем электрический выход 10 блока управления соединен с электрическим входом блока преобразования 2, группа электрических выходов 11>...11к соединена с соответствующими электрическими входами оптоэлектронных затворов 5, оптический выход 12 блока управления соединен со всеми вторыми оптическими входами светообъединителей 7, а электрический выход 13 блока управления является электрическим выходом сигнала готовности устройства.

На приведенной (фиг.2) схеме варианта реализации аналого-цифрового преобразователя обозначены: картинный вход устройства 1, блок преобразователя величины интенсивности оптического сигнала в интервал временных задержек оптического сигнала постоянной интенсивности и длительности 2, мультипликатор изображений

3, который выполнен в виде матрицы объективов из К столбцов и в каждом i-ом столбце содержится по М объективов, оптоэлектронные затворы, объединенные в матрицу 5 из К столбцов по Mi оптоэлектронных затворов в каждом, матрица оптических R-S триггеров 6, светообъединитель 7, картинный выход устройства 8, блок управления 9, электрический выход блока управления 10 электрические выходы блока управления

11>...11к, управляющие оптоэлектронными затворами, оптический выход блока управления 12, электрический выход готовности результата устройства 12, система зеркал

14, представляющая собой матрицу с числом столбцов К и числом строк М -1 из двух сторонних зеркал установленных под углом

45 и периодом решетки, равным периоду матриц 5, 6, зеркало 15, светоделитель 16, представляющий собой полупрозрачное зеркало объектив 17, зеркала 181,.„18к, 19,.„,19к, 20, 21, объективы 22, 23, 24.

Схема блока управления (фиг.3) содержит электрический выход 10, который соединен с блоком преобразователя 2, группу электрических выходов 11,...,11к, управляющих оптоэлектронными затворами, оптический выход 12, электрический выход готовности 13, генератор тактовых импульсов 25 элемент "И" 26, К регистров сдвига

271,...,27к R-S триггер 28, счетчик 29, одновибратор 30, электрически управляемый источник оптического сигнала состоящий из

55 собственно источника оптического сигнала

31 и коллиматора 32 и одновибратор 33.

Работа устройства происходит следующим образом.

Оптический сигнал с выхода 12 блока управления 9 через светообъединители 7 поступает на входы R всех оптических R-S триггеров 6, при этом все оптические триггеры 6 устанавливаются в нулевое, исходное состояние, Электрический сигнал с выхода

10 блока управления 9 запускает блок преобразования интенсивности 2. Исходное изображение, поступающее на картинный вход 1 размерностью m х и, преобразуется в блоке 2 в набор оптических сигналов постоянной интенсивности и длительности.

Пусть в исходном изображении яркость точки с координатами Х1, У1 равна I<, а яркость точки с координатами Х2, У2, равна I2.

На фиг. 4а,б показаны два коротких оптических сигнала, время задержки которых относительно начала преобразования (на диаграммах относительно начала координат) пропорционально их интенсивности, Для точки с координатами Х>, У время задержки импульса т соответствует восьми полным периодам тактовой частоты генератора 25, а для точки с координатами Х Уу время задержки импульса т2 соответствует четырем полным периодам тактовой частоты (см,фиг.4). Если представлять яркости этих двух точек с помощью десятичных чисел, то логично что I< = 8, à lz = 4, Эти же яркости в системе остаточных классов с модулями, например, M> = 3 и Мг = 5 будут такими 11 = (2,3), I2 = (1,4), Рассмотрим как формируются такой результат в предлагаемом устройстве.

С выхода блока преобразования интенсивности 2 оптические сигналы постоянной амплитуды и длительности поступают на мультипликатор изображений 3, с помощью которого все оптические сигналы проецируются на входы всех оптоэлектронных затворов 5, Оптоэлектронные затворы 5 управляются электрическими сигналами, поступающими с выходов 11 блока управления 9. Для модулей в системе остаточных классов М = 3 и M2 = 5 на фиг.4 на диаграммах г,д,е, и диаграммах ж,з,к,л,м, показаны управляющие сигналы, формируемые на выходах 11 и поступающие на входы оптоэлектронных затворов

5 операционных блоков 4I и 4 .

В определенный момент времени в каждом операционном блоке 4 открыт только один оптоэлектронный затвор 5, Поэтому оптические импульсы с выхода мультипликатора изображений 3, пройдя через откры1800437 вается триггер 28 в единичное состояние. зн оп тый в данный момент времени оптоэлектронный затвор 5, установят в единичное состояние только тот оптический R-S триггер, S вход которого подключен к открытому оптоэлектронному затвору 5. В рассматриваемом примере, первый оптический импульс (см.фиг,4а) в первом операционном блоке 4> пройдет через открытый затвор 5з, так как на его электрическом входе открывающий импульс, а во втором операционном блоке

4г — пройдет через открытый затвор 54 и установит в единичное состояние оптические R-S триггеры 6 э и 6 4, что соответствует отображению остатков "2" по модулю

М = 3 и "3" по модулю Мг = 5. Второй оптический импульс (см.фиг.4б) установит в единичное состояние в первом операционном блоке 4> оптический R S триггер 6, а во втором — оптический R=S триггер 6, что соответствует отображению остатков "1" по модулю М =3 и остатку "4" по модулю Mz=

5. Аналогично происходит получение выходного кода для всех точек исходного изображения и по другим модулям. Весь цикл преобразования в предлагаемом устройстве определяется частотой генератора тактовых импульсов 25, количеством модулей (операционных блоков) и значениями модулей

Тц = Ттакт m1 m2 " mi где Т т — период тактовых импульсов;

m1, пц...mi — значение модулей, используемых в предлагаемом устройстве.

После окончания преобразования на картинном выходе 8 устройства присутствуют бинарные кодированные остатки. По окончании преобразования на электрическом выходе 13 появляется импульс готовности результата преобразования.

Блок управления 9 работает следующим образом, Под воздействием сигнала с выхода одновибратора 30 источник оптического синхро-сигнала 31 формирует оптический импульс, который через коллиматор 32 поступает на оптический выход 12 блока управления 9. Электрический импульс с выхода одновибратора 30 поступает на вход второго одновибратора 33 и на вход "Запись" регистров 27,...27к. По этому импульсу во всех регистрах 27>,...27к произойдет запись логической единицы в младшем разряде и логических нулей во всех остальных разрядах. Импульс, формируемый на выходе второго одновибратора 33, поступает на выход 10 блока управления 9 и запускает блок преобразования интенсивности 2, а также поступает на вход установки единичного состояния R-S триггера 28 и устанавли5

При единичном состоянии триггера 28 разрешается прохождение импульсов с генератора тактовых импульсов 25 через схему "И"

26 на тактовые входы регистров сдвига

27 ...27к и счетчик 29. На выходах регистров сдвига 271...27к формируются сигналы, управляющиее оптоэлектронными затворами

5. Вид управляющих сигналов для модулей

М1 = 3 и Mz = 5 показан на фиг.4, При возникновении сигнала переноса счетчика 29, происходит установка триггера 28 в нулевое состояние и через схему И 26 прекращается поступление сигналов тактового генератора. Одновременное сигнал переноса поступает на выход 13 блока управления 9, как сигнал готовности результатов преобразования, и на вход первого одновибратора 30, на выходе которого формируется импульс возобновляющий цикл работы блока управления и всего устройства.

Таким образом, на картинном выходе аналого-цифрового преобразователя изображений, после цикла работы, формируются пространственно-копирован ные остатки, которые без специальных преобразований можно использовать в вычислительных устройствах в системе остаточных классов.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь изображений, содержащий оптически связанные оптоэлектронный блок преобразования величины интенсивности оптического сигнала во временной параметр оптического сигнала, мультипликатор изображений и кодирующий блок, а также блок управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности преобразования, блок преобразования величины интенсивности оптического сигнала во временной параметр оптического сигнала выполнен в виде преобразователя величины интенсивности оптического сигнала в интервал временных задержек оптического сигнала постоянной интенсивности и длительности, оптический вход преобразователя является картинным входом устройства, а запускающий электрический вход оптоэлектронного блока преобразования интенсивности оптического сигнала соединен с одним из выходов блока управления, кодирующий блок выполнен в виде К операционных блоков, где К вЂ” количество модулей в выбранной системе остаточных классов, при этом i-й операционный блок содержит

М оптоэлектронных затворов, M светообьединителей и М оптических R-S-триггеров с картинными входами и выходами, где M — ачение к-го модуля (i = 1,2,...,К), причем тический вход каждого оптоэлектронного

1800437 затвора соединен с соответствующим выходом мультипликатора изображений, а оптический выход каждого оптоэлектронного затвора — с S-входом соответствующего оптического R-S-триггера, в i-м операционном блоке выход (j-1)-ro оптического R-S-триггера соединен с первым входом j-го светообьединителя (j = 1,2,.„,Mi), выход Mi-ro оптического R-S-триггера соединен с первым входом первого светообъединителя, выход каждого светообьединителя соединен с R-входом соответствующего оптического R-S-триггера, а вторые входы всех светообьединителей соединены с оптическим выходом блока управления, оптические выходы всех оптических R-S-триггеров образуют картинный выход устройства, а электрические входы всех оптоэлектронных затворов подключены к соответствующим выходам блока управления, 2, Устройство по п.1, отл ича ю ще е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, счетчик, элемент И, К регистров сдвига, два одновибратора, электрически управляемый источник оптического синхросигнала, R-S-триггер и источник оптического синхросигнала, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом счетчика, с первым входом элемента И и тактовыми входами К регистров сдвига, при этом каждый регистр сдвига имеет Mi выходов, кото5 рые образуют первые электрические выходы блока управления, последний выход каждого регистра соединен со своим входом записи последовательной информации, первые входы записи параллельной инфор10 мации всех регистров характеризуются единичным состоянием, все остальные входы регистров для параллельной записи информации имеют нулевое состояние, входы "Запись" всех регистров соединены с выходом

15 первого одновибратора, входом второго одновибратора и электрическим входом источника оптического синхросигнала, выход которого является оптическим выходом блока управления, выход счетчика соединен с

20 входом первого.одновибратора, входом установки нулевого состояния R-S-триггера и является вторым электрическим выходом блока управления, выход второго одновибратора соединен с входом установки еди25 ничного состояния R-S-триггера и является третьим электронным выходом блока управления, а выход R-S-триггера соединен с вторым входом элемента И.

1800437

1800437

1800437 а)У Q!

f$

tz 3 6 М 1М 4v- 4

Составитель Ю. Коломиец

Техред М. Моргентал Корректор И. Муска

Редактор С. Кулакова

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

Заказ 1165 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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