Устройство ввода изображения в эвм коррекции дисторсии

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для коррекции искажений, вносимых в изображение оптической системой оптико-электронного устройства (видеокамеры, фотоаппарата, проекционного дисплея), и последующего ввода исправленного изображения в ЭВМ или другое цифровое устройство обработки изображения. Техническим результатом изобретения является повышение точности ввода изображения в ЭВМ путем коррекции дисторсии, вызванной погрешностями передачи изображения оптической системой оптико-электронного устройства. Результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее АЦП, схему управления, ОЗУ видеоданных, формирователь адреса, ОЗУ таблицы коррекции абсцисс, ОЗУ таблицы коррекции ординат, формирователь корректирующего адреса, контроллер шины, были введены ОЗУ малой емкости и устройство коррекции. Повышение точности ввода изображения в ЭВМ обеспечивается переносом пикселей в истинные позиции и дополнительной коррекцией их яркости. 1 ил.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для коррекции искажений, вносимых в изображение оптической системой оптико-электронного устройства (видеокамеры, фотоаппарата, проекционного дисплея), и последующего ввода исправленного изображения в ЭВМ или другое цифровое устройство обработки изображения.

Известно устройство для ввода изображения в ЭВМ (пат. №2166790 РФ, МПК7 G06F 3/00, 2001 г.), содержащее блок управления, регистр приема, блок буферной памяти, счетчик адреса, блок связи с ЭВМ, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй блоки канальных передатчиков.

Недостатком этого устройства является низкая точность ввода изображения, обусловленная вносимыми погрешностями при получении цифрового изображения.

Наиболее близким к предлагаемому является корректирующее устройство ввода изображения в ЭВМ (пат. №2295153 РФ, МПК7 G06K 9/32, 2007.03.10), состоящее из АЦП, схемы управления, ОЗУ видеоданных, формирователя адреса, ОЗУ таблицы коррекции абсцисс, ОЗУ таблицы коррекции ординат, формирователя корректирующего адреса, контроллера шины.

Недостатком этого устройства является низкая точность ввода изображения, обусловленная вносимыми погрешностями при преобразовании аналогового изображения в цифровое и вносимыми погрешностями при коррекции искажений (в частности, вызванных дисторсией) вследствие дискретизации корректирующих смещений, определяющих точность коррекции.

Технической задачей изобретения является повышение точности ввода изображения в ЭВМ путем коррекции дисторсии, вызванной погрешностями передачи изображения оптической системой оптико-электронного устройства.

Задача решается тем, что в известное устройство, содержащее АЦП, схему управления (СУ), ОЗУ видеоданных (ОЗУВД), формирователь адреса (ФА), ОЗУ таблицы коррекции абсцисс (ОЗУТКА), ОЗУ таблицы коррекции ординат (ОЗУТКО), формирователь корректирующего адреса (ФКА), контроллер шины (КШ), были введены ОЗУ малой емкости (ОЗУМЕ) и устройство коррекции (УК), причем первый вход АЦП является входом для подключения информационного аналогового сигнала от источника изображения, первый вход АЦП соединен с первым входом схемы управления, второй вход АЦП соединен с первым выходом схемы управления, группа выходов АЦП подключена к группе входов-выходов ОЗУ видеоданных, группе входов КШ, первому групповому входу ОЗУМЕ, второй вход СУ подключен ко второму выходу КШ, второй выход схемы управления соединен с входом ОЗУ видеоданных, третий, четвертый, пятый выходы СУ подключены соответственно к первому, второму, третьему входам ФА, первая и вторая группы выходов которого, соединены с первой и второй группами входов ФКА, а третья группа выходов ФА соединена с группами входов ОЗУТКА и ОЗУТКО и третьей группой выходов КШ, шестой выход СУ подключен к входу КШ для приема сигнала готовности передачи кадра изображения в ЭВМ, второй и третий групповые входы ОЗУМЕ соединены с первым и вторым групповыми выходами ФА соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый групповые выходы ОЗУМЕ подключены к первому, второму, третьему, четвертому, пятому групповым входам УК соответственно, групповой выход УК соединен с групповым входом КШ, группа входов-выходов ОЗУТКА и группа входов-выходов ОЗУТКО подключены к третей и четвертой группам входов ФКА и к первой и второй группам выходов КШ соответственно, группа выходов ФКА подключена к первой группе входов ОЗУВД и четвертой группе выходов КШ, первый выход КШ соединен со входами ОЗУТКА и ОЗУТКО, группа входов-выходов КШ используется для подключения устройства к системной шине ЭВМ и передачи изображения в ЭВМ.

Изобретение может быть использовано для ввода изображения в ЭВМ, коррекции искажений, вызванных влиянием радиальной дисторсии, и соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана структурная схема корректирующего устройства ввода.

Устройство содержит АЦП 1, СУ 2, ОЗУВД 3, ФА 4, ОЗУМЕ 5, ОЗУТКА 6, ОЗУТКО 7, УК 8, ФКА 9, КШ 10, причем первый вход АЦП 1 является входом для подключения информационного аналогового сигнала от источника изображения, первый вход АЦП 1 соединен с первым входом СУ 2, второй вход АЦП 1 соединен с первым выходом 2, группа выходов АЦП 1 подключена к группе входов-выходов ОЗУВД 3, группе входов КШ 10 и первому групповому входу ОЗУМЕ 5, второй вход СУ 2 подключен ко второму выходу КШ 10, второй выход СУ 2 соединен с входом ОЗУВД 3, третий, четвертый, пятый выходы СУ 2 подключены соответственно к первому, второму, третьему входам ФА 4, первая и вторая группы выходов которого соединены с первой и второй группами входов ФКА 9, а третья группа выходов ФА 4 соединена с группами входов ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 и третьей группой выходов КШ 10, шестой выход СУ 2 подключен к входу КШ 10, первый, второй, третий, четвертый и пятый групповые выходы ОЗУМЕ 5 подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому групповым входам УК 8, групповой выход которого подключен к групповому входу КШ 10, второй и третий групповые входы ОЗУМЕ 5 соединены с первым и вторым групповыми выходами ФА 4 соответственно, группы входов-выходов ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 подключены к третьей и четвертой группам входов ФКА 9 и первой, и второй группам выходов КШ 10, соответственно, группа выходов ФКА 9 подключена к первой группе входов ОЗУВД 3 и четвертой группе выходов КШ 10, первый выход КШ 10 соединен со входами ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7, группа входов-выходов КШ 10 используется для подключения устройства к системной шине ЭВМ.

АЦП 1 предназначен для аналого-цифрового преобразования сигнала от источника изображения в цифровой код, соответствующий амплитуде сигнала. СУ 2 осуществляет синхронизацию работы АЦП 1, формирование импульсных сигналов, соответствующих поступлению на вход корректирующего устройства ввода очередного пиксела, очередной строки, очередного кадра, также СУ 2 предназначена для управления работой ОЗУВД, включающей синхронизацию при записи данных от АЦП 1, и передачи данных с ЭВМ. ОЗУВД 3 предназначено для хранения кадра изображения. ФУ 4 выполняет функцию преобразования адреса очередного поступающего пиксела в формате («номер строки», «номер столбца») в адрес, определяемый одной переменной, соответствующий линейному адресному пространству ОЗУВД 3. УК 8 предназначен для коррекции яркости текущего пиксела, которая рассчитывается на основе яркостей смежных пикселей. ОЗУМЕ 5 предназначено для хранения трех строк изображения. ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 предназначены для хранения корректирующих таблиц, позволяющих определить смещение пиксела в горизонтальном и вертикальном направлении в зависимости от его координат. ФКА 9 обеспечивает определение адреса очередного пиксела с учетом его текущих координат и корректирующих смещений. КШ 10 предназначен для управления обменом данными между ЭВМ и корректирующим устройством ввода.

Устройство работает в двух режимах - режиме ввода изображения в ЭВМ и режиме настройки.

В режиме ввода изображения сигнал от источника изображения поступает на первый вход АЦП 1 и на первый вход СУ 2. СУ 2 на первом выходе в момент передачи яркости очередного пиксела подает управляющий сигнал на второй вход АЦП 1, разрешающий определение цифрового значения амплитуды, и АЦП 1 на группе выходов формирует цифровое значение амплитуды, которое поступает на группу входов-выходов ОЗУВД 3; на втором выходе СУ 2 через интервал времени, достаточный для определения АЦП 1 цифрового значения амплитуды и вычисления ФКА 9 скорректированного адреса, формируется сигнал, поступающий на вход ОЗУВД 3 и разрешающий запись данных о яркости очередного пиксела в ОЗУВД 3.

На третьем, четвертом и пятом выходах СУ 2 формируются импульсы, соответствующие поступлению на вход корректирующего устройства ввода очередных пиксела, строки и кадра, и поступают на первый, второй и третий входы ФА 4 соответственно. ФА 4 на первой и второй группах выходов формирует в параллельном коде номер столбца и строки очередного пиксела, определенные относительно центра кадра. С первой и второй групп выходов ФА 4 номер столбца и строки поступают на первую и вторую группы входов ФКА 7.

На третьем выходе ФА 4 в параллельном коде формируется адрес А очередного пиксела, равный

А=х+у·Х,

где х - номер столбца, у - номер строки, на пересечении которых находится очередной пиксел, Х - размер кадра вводимого изображения по горизонтали, и поступает на группы входов ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7. На группах входов-выходов ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 в результате чтения данных в параллельном коде формируются корректирующие смещения Δх=Δх(A) по горизонтали и Δу=Δу(A) по вертикали и поступают на третью и четвертую группы входов ФКА 7.

УК 8 производит коррекцию яркости текущего записываемого в ОЗУВД 3 пикселя посредством интерполяции яркостей соседних пикселей. УК 8 вычисляет (корректирует) яркость Icur текущего пикселя на основе яркостей пикселов, смежных с текущим, считываемых из ОЗУМЕ 5, по формуле

где kcur - весовой коэффициент, определяющий степень коррекции яркости текущего пикселя, Ii - яркость смежного пикселя, ki - весовой коэффициент, определяющий степень влияния яркости смежного пикселя на яркость текущего пикселя.

С группового выхода АЦП 1 яркость очередного пикселя подается на первый групповой вход ОЗУ ME 5. ОЗУ ME 5 представляет собой сдвиговый регистр со схемой управления, обеспечивающий хранение трех строк изображения (текущей строки - строки, содержащей текущий обрабатываемый пиксель, предыдущей и последующей строк относительно текущей). В процессе получения изображения от источника изображения при записи яркости очередного пиксела в ОЗУ ME 5 производится смещение (перезапись) яркостей ранее поступивших пикселей на 1 вперед таким образом, что ОЗУ ME 5 хранит яркости точек текущей, предыдущей и последующей строк изображения. Для того чтобы в ОЗУ ME 5 хранилась последующая строка кадра (относительно текущего обрабатываемого пикселя), обработку (запись в ОЗУВД 3) яркостей пикселей производят не в реальном времени, а запаздыванием на одну строку поступающего изображения.

Для коррекции яркости текущего обрабатываемого пикселя на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах в ОЗУ ME 5 формируются яркости левого верхнего, правого верхнего, левого нижнего, правого нижнего (относительно текущего обрабатываемого) и текущего пикселей соответственно, определяемые поступающими с первого и второго групповых выходов ФА 4 на второй и третий групповые входы ОЗУ ME 5 номерами строки и столба текущего пиксела, и поступают на первый, второй, третий, четвертый, пятый групповые входы УК 8. УК 8 по формуле (*) рассчитывает скорректированную яркость текущего пикселя, которая с его группового выхода поступает на групповой вход-выход ОЗУВД 3.

ФКА 9 на группе выходов формирует в параллельном коде значение А/ скорректированного адреса, равное

A/=(x+Δx)+(y+Δy)·X,

которое поступает на группу входов ОЗУВД 3.

В результате в ОЗУВД 3 записывается амплитуда (яркость) очередного пиксела по скорректированному адресу и после записи пикселов всего кадра в ОЗУВД 3 формируется изображение.

После записи всего кадра изображения в ОЗУВД 3 на шестом выходе СУ 2 формируется сигнал, поступающий на вход КШ 10 и уведомляющий о готовности передачи кадра изображения в ЭВМ.

При передаче кадра (или части кадра) изображения в ЭВМ на втором выходе КШ 10 формируется сигнал, поступающий на второй вход СУ 2, по которому на втором выходе СУ 2 формируется сигнал, поступающий на вход ОЗУВД 3 и переводящий ОЗУВД 3 в режим чтения данных. На четвертой группе выходов КШ 10 формируется адрес, поступающий на группу входов ОЗУВД 3, с группы входов-выходов ОЗУВД 3 информация о яркости пиксела подается на группу входов КШ 10, КШ 10 передает яркость пиксела с группы входов-выходов в ЭВМ.

В режиме настройки устройства от ЭВМ на группу входов-выходов КШ 10 поступает информация о корректирующих поправках по горизонтали и вертикали для каждого пиксела кадра. С первой и второй групп выходов КШ 10 на группы входов-выходов ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 поступают значения Δx и Δу, с третьей группы выходов КШ 10 на группы входов ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 поступают адреса, по которым записываются значения Δx и Δу, с первого выхода КШ 10 на входы ОЗУТКА 6 и ОЗУТКО 7 поступает сигнал, разрешающий запись значений Δx и Δу.

Структура СУ определяется параметрами входного сигнала. Для реализации СУ можно использовать программируемые логические микросхемы (ПЛИС) или специализированные микросхемы, например TLC8044. ФА, ФКА реализуются на микросхемах, реализующих функции счетчиков, сумматоров и логических элементов, или на ПЛИС, выполняющих указанные операции при расчете адресов А и А/ например на ПЛИС ХС3042РС84. ОЗУМЕ, ОЗУТКА, ОЗУТКО, ОЗУВД реализуется на микросхемах памяти, удовлетворяющих требуемому быстродействию и объему. Для реализации УК также можно использовать ПЛИС. Реализация КШ определяется типом используемой шины ЭВМ. Так при использовании шины PCI в качестве КШ используются специализированные большие интегральные схемы, при использовании шины ISA структура КШ существенно упрощается и КШ может быть реализован на ПЛИС малой емкости или серийно выпускаемых микросхемах.

Изобретение позволяет повысить точность ввода изображения в ЭВМ за счет переноса пикселей в истинные позиции и дополнительной коррекции их яркости.

Устройство ввода изображения в ЭВМ и коррекции дисторсии, содержащее АЦП, схему управления (СУ), ОЗУ видеоданных (ОЗУВД), формирователь адреса (ФА), ОЗУ таблицы коррекции абсцисс (ОЗУТКА), ОЗУ таблицы коррекции ординат (ОЗУТКО), формирователь корректирующего адреса (ФКА), контроллер шины (КШ), отличающееся тем, что дополнительно введены ОЗУ малой емкости (ОЗУМЕ) и устройство коррекции (УК), причем первый вход АЦП является входом для подключения информационного аналогового сигнала от источника изображения, первый вход АЦП соединен с первым входом схемы управления, второй вход АЦП соединен с первым выходом схемы управления, группа выходов АЦП подключена к группе входов-выходов ОЗУ видеоданных, группе входов КШ, первому групповому входу ОЗУМЕ, второй вход СУ подключен ко второму выходу КШ, второй выход схемы управления соединен с входом ОЗУ видеоданных, третий, четвертый, пятый выходы СУ подключены соответственно к первому, второму, третьему входам ФА, первая и вторая группы выходов которого соединены с первой и второй группами входов ФКА, а третья группа выходов ФА соединена с группами входов ОЗУТКА и ОЗУТКО и третьей группой выходов КШ, шестой выход СУ подключен к входу КШ для приема сигнала готовности передачи кадра изображения в ЭВМ, второй и третий групповые входы ОЗУМЕ соединены с первым и вторым групповыми выходами ФА соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый групповые выходы ОЗУМЕ подключены к первому, второму, третьему, четвертому, пятому групповым входам УК соответственно, групповой выход УК соединен с групповым входом КШ, группа входов-выходов ОЗУТКА и группа входов-выходов ОЗУТКО подключены к третьей и четвертой группам входов ФКА и к первой и второй группам выходов КШ соответственно, группа выходов ФКА подключена к первой группе входов ОЗУВД и четвертой группе выходов КШ, первый выход КШ соединен со входами ОЗУТКА и ОЗУТКО, группа входов-выходов КШ используется для подключения устройства к системной шине ЭВМ и передачи изображения в ЭВМ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для позиционирования видеокамеры, работающей в составе системы технического зрения, обеспечивающей распознавание номеров на игровой рулетке.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения и коррекции дисторсии оптических подсистем видеокамер и систем технического зрения, использующих матричные приемники изображения.

Изобретение относится к системам технического зрения и предназначено для повышения точности информации, получаемой от видеокамер бинокулярной системы технического зрения (БСТЗ).

Изобретение относится к области вычислительной техники, а точнее к области коррекции искажений, вносимых в изображение оптико-электронным устройством (видеокамерой, фотоаппаратом, проекционным дисплеем и т.д.), и последующего ввода исправленного изображения в ЭВМ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для позиционирования видеокамер и коррекции параметров видеокамер, работающих в составе бинокулярной системы технического зрения (БСТЗ), и повышения точности БСТЗ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для корректировки параметров видеокамер при их производстве или для позиционирования видеокамеры, работающей в составе системы технического зрения.

Изобретение относится к устройствам позиционирования видеокамеры. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для распознавания выигрышного номера сектора игрового колеса рулетки

Изобретение относится к вычислительной технике для определения и приведения к заданным значениям параметров видеокамер, работающих в составе системы технического зрения, состоящей из трех видеокамер, две из которых получают детализированное изображение, а третья является обзорной
Изобретение относится к мобильным коммуникационным устройствам, оборудованным фотокамерой, в частности к мобильным телефонам, коммуникаторам и т.д
Изобретение относится к способам формирования изображения

Изобретение относится к способу и устройству для считывания физических характеристик объекта. Техническим результатом является обеспечение позиционирования интересующей области, откуда считывается физическая характеристика объекта при регистрации выходных данных объекта для упорядочивания и стандартизации. Способ считывания физической характеристики объекта включает: шаг (240, 315, 405) получения первого изображения по меньшей мере части объекта с первым разрешением; шаг (245, 320, 415, 420) определения положения области объекта, подлежащей обработке, на основании первого изображения; шаг (255, 330, 430) получения второго изображения области объекта, подлежащей обработке, со вторым разрешением, большим, чем первое разрешение; и шаг (260, 335, 440) определения физической характеристики на основании второго изображения, причем шаг (245, 320, 415, 420) определения положения области объекта, подлежащей обработке, содержит: шаг определения по меньшей мере одного положения нанесенной маркировки, шаг получения изображения по меньшей мере одной указанной маркировки и шаг считывания информации, представленной этой маркировкой и представляющей положение области, подлежащей обработке. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение предлагает способ определения местоположения одного или более образцов ткани по существу круглой формы, размещенных на твердом носителе. Способ включает этапы подачи света с заданной длиной волны на образец ткани, в котором этот свет вызывает автофлуоресценцию, идентификацию положения центра образца ткани на основе использования автофлуоресцентного света, корреляцию координат положения центра образца ткани на твердом носителе на основе использования системы координат х, у и составление карты координат образца ткани на твердом носителе для различения областей, содержащих образец ткани, и незаполненных областей на твердом носителе. Также предлагается устройство для определения местоположения одного или более образцов ткани по существу круглой формы, размещенных на твердом носителе. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к способу калибровки элементов внутреннего ориентирования съемочной аппаратуры космического базирования, которая включает в себя мультиспектральный и монохроматический каналы. Способ включает предварительную калибровку монохроматического канала; съемку одного и того же района земной поверхности как монохроматическим каналом, так и мультиспектральным каналами; трансформацию мультиспектрального изображения в монохроматическое; приведение трансформированного изображения к масштабу монохроматического изображения. Далее определяют смещение и разворот указанных изображений относительно друг друга. Производят уточнение углов между осями системы автономной ориентации космического аппарата и осями мультиспектрального канала с учетом полученных смещений и разворота. На основании этого определяют истинное угловое положение мультиспектрального канала в инерциальной системе координат. Технический результат состоит в повышении точности калибровки элементов внутреннего ориентирования мультиспектральной съемочной аппаратуры космического аппарата в процессе его полета по околоземной орбите. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к системе и способу для идентификации объектов. Техническим результатом является улучшение быстродействия системы идентификации и точности идентификации. Система для асинхронной идентификации предмета в пространстве для измерений содержит множество датчиков объектов для определения по меньшей мере одного параметра, описывающего объекты при их относительном перемещении по отношению к пространству для измерений, причем каждый параметр не содержит данных системных часов, датчик положения для формирования данных о положении, относящихся к относительному перемещению, причем данные о положении не содержат данных системных часов, обрабатывающее устройство для приема параметров от датчиков объектов, соотнесения параметров с соответствующими параметрами объектов на основании данных о положении и известных положения и ориентации датчика объекта, которым определен каждый соответствующий параметр, причем обеспечена возможность соотнесения соответствующих параметров с соответствующими объектами без учета данных системных часов, и сравнения для каждого объекта, имеющего по меньшей мере один соотносимый параметр, по меньшей мере одного соотносимого параметра с параметрами известных предметов для присвоения объекту идентификатора предмета. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к области видеонаблюдения, в частности к видеонаблюдению с использованием поворотных (PTZ) камер. Техническим результатом является уменьшение ошибки позиционирования камеры и увеличение повторяемости позиционирования. Предложен способ уменьшения ошибки позиционирования PTZ-камеры, характеризующийся тем, что получают целевую позицию поворота камеры, затем определяют по крайней мере одну промежуточную позицию камеры и ее координаты на основе данных о целевой позиции поворота камеры, после чего последовательно поворачивают камеру в целевую позицию через вышеупомянутые промежуточные позиции. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх