Многоканальный аналого-цифровой преобра-зователь

 

с

1 ° с

С.А. Попов, Ли Си Кен, В.Б. Смолов, Л.Б.10 фна, В.Н. Морозов, И.Н. Компанец, А.В, Парфен в и Б,Г. Маршалко

1 (72) Авторы изобретения

Ленинградский институт водного транспорта (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАПОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к оптоэлект-. ронике.и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-вычислительных машинах и в измерительных системах.

Известны многоканальные аналогоцифровые преобразователи (1 ). Их недостатком является невозможность параллельного преобразования больших массивов информации, например изображений.

По основному авт.св. У 742855 известен-многоканалыаай аналого-цифровой преобразователь, содержащий источники световых эталонных сигналов

15 и сигналов считывания, схемы формирования и парафазного преобразования разрядов числа, причем схема формирования разрядов числа содержит для каждого разряда три оптически управляемых .транспаранта, вход записи первого управляемого транспаранта и вход считывания второго управляемого транспаранта соединены с выходом третьего

2 управляемого транспаранта схемы фор мирования предыдущего старшего раз ряда, источники эталонных сигналов соединены со входами считывания первого и третьего транспарантов, выходы первого и второго ;ранспарантов через эталонные сигналы .соединены со входом записи третьего транспаранта, а выход первого транспаранта соединен со входом записи второго, источник считывания каждого .разряда числа соединен со входом считы вания второго транспаранта, к вы ходу которого посредством сигнала . считывания присоединена схема пауа фазного преобразования разряда числа °

Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение . функциональных возможностей за счет выполнения операций поиска максимума интенсивности в преобразуе1ых изображениях.

5-С 1фУ 5> С

I 1

О К/ И 5) С1

3 83

Поставленная цель достигается тем, что аналого-цифровой преобразователь дополнительно содержит для каждого разряда числа схему селекции максимума, состоящую из полупрозрачного зеркала, линзы, оптически управляемого модулятора и коммутационного оп тически управляемого транспаранта, управляемая поверхность которого включена между входом считывания второго управляемого транспаранта схемы формирования данного разряда и выходом схемы формирования предыдущего разряда, при этом управляющий вход модулятора через полупрозрачное зеркало и линзу связан с выходом первого управляемого транспаранта схемы формирования, а управляемый выход модулятора связан с управляющим входом коммутационного транспаранта.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2— оптическая схема формирования 1 -го разряда числа; на фиг. 3 — пример распределений интенсивности во входном изображении и в выходных сигналов первых четырех разрядов; на фиг. 4 — процесс селекции глобального максимума интенсивности.

Схема преобразователя содержит источник световых сигналов 1, кодирующие схемы формирования разрядов числа

2-4, схемы селекции максимумов 5-7 и схемы парафаэного преобразования

8- 10.

На фиг. 1 S — интенсивность входного изображения в плоскости (х; у);

Р, Р, Р, P>... P>, Р„-бинарные световые сигналы, содержащие парафаэный код преобразованного изображения;

r — световой импульс считывания кода; д„., g - коммутирующие пучки света;

S0. 51 - эталонные коллимированные световые потоки. M — световой пучок, положение которого в выходной плоскости схемы характеризует место нахождения глобального максимума интенсивности.

Схема формирования 1 -го разряда преобразователя содержит полупрозрачное зеркало 11, глухое зеркало 12, первый оптически управляемый транспарант 13, имеющий характеристику линейного усилителя с порогом, полупрозрачное зеркало 14, глухое зеркало 15, полупрозрачное зеркало 16, линзу 17, управляемый световыми сигналами модулятор 18, оптически управ2520 4 ляемый транспарант 19 с ха актеристикой инвертора контраста, коммутационный оптически управляемый транспарант 20 с характеристикой инверто5 ра и усилительный оптически управляемый транспарант 21 с линейной характеристикой без порога. Схема парафазного преобразования для каждого разряда содержит прозрачное зеркало

10 22, зеркало 23, полуоптически управляемый транспарант 24 с характеристикой триггера Шмидта и оптически управляемый транспарант 25 с характеристикой инвертора.

15 На фиг. 2 P,„. выходное изображение

-го разряда; Ц.— части изображения R интенсивность в которых пре1 вышает порог С характеристики транс1 паранта 13 (обозначен пунктиром на

20 фиг. 3 и 4). 6,1- части изображения

R интенсивность в которых ниже С .

Для подготовки преобразователя к работе включается источник света 1 и устанавливаются световые потоки

25 5„, g . Для преобразования входного

1 изображения 8 х, у) в числовые коды и для определения положения глобального максимума изображение S поступает на кодирующую схему 2 самого старшего первого разряда (R< = 5).

При этом изображение К,1 с помощью полупрозрачного и глухого зеркал

11, 12 проецируется на управляющую поверхность порогового транспаранта

13 и на управляемую поверхность коммутационного транспаранта 20 „на управляющую поверхность„ которого постоянно подается световой пучок(Ц .

Порог характеристики управляемого

40 транспаранта 13 в схеме первого разряда имеет величинуС=5, где

У

С1 максимально допустимая интенсивность о преобразуемого изображения. Интенсивность эталонного светового п %ка So выбирается такой, чтобы отраженный световой сигнал на выходе транспаран— та 13 был равен т.е. сигнал на выходе транспаранта

l3 отличен от нуля только в областях

Og Этот сигнал через зеркала 4 и

15 подается на усилительный транспа— рант 21.

Часть интенсивности сигнала с выхода транспаранта 13 через зеркапа

832520

25

11, 12 .и коммутационный транспарант

20 проецируется на управляющий вход второго транспаранта 19, в результа-! те чего сигнал в области Ц„ на выходе транспаранта 19 отсутствует. Таким образом,- отраженный сигнал на выходе транспаранта 19 отличен от нуля только в области G<. Этот сигнал также подается на вход усилительного транспаранта 21, с выхода которого сигнал 10 поступает в схему формирования следующего младшего разряда.

Аналогично функционируют все схемы формирования разрядов числа. Аналитически процесс формирования кода 15 может быть описан следующим образом

q =(Р„-С„) „; 1 о Ри. R„-С О

1 щ (0,,Ua„„k„„l<„

И где C= с„с„»„

С= — "С = — R-k =G.

2 Р 11 2 11

Дпя считывания результатов преобразования световые потоки подаются на

30 все разряды преобразователя. При этом, в каждом разряде сигналы, отраженные " от управляемой поверхности транспаранта 19, соответствующие 1-.ому разря— ду всех чисел в инверсной форме, подаются через полупрозрачное зеркало

22 на управляющую поверхность транспаранта 24 через зеркала 22 и 23 на управляющую поверхность транспаранта

25. Посредством импульсных сигналов считываются все числа Р1, Р1, Р<, . Р ... Pt1, Р с управляемых поверхностей транспарантов 24 и 25 всех разрядов.

Дпя определения координат глобаль45 ного максимума исключаются световые пучки ф, и подаются световые пучки Q на управляемые поверхности модулято«4 ров 18 всех разрядов. При этом иэображение R отражается от управляемой поверхности коммутационного транспаранта 20 только в случае отсутствия области Q

Таким образом, выходное изображение от каждого разряда кодирующей схемы определяется равенством аярсс R,„- VaX -С„- М)

1+4 (Я.„- И и К„. МСЮ11 - G +O

Пример селекции максимума показан на диаграмме (фиг. 4) (й „=Н) .

Основные узлы предлагаемого преобразователя проверены в лабораторриях кафедры автоматики ЛИВТа и оптоэлектроники ФИАН СССР.

Введение оптических схем преобразования отличает предлагаемый преобразователь от известного увеличением производительности более, чем на два порядка, расширением функциональных возможностей при малом объеме используемого оборудования.

Таким образом, схема селекции мак- симума расширяет функциональные возможности многоканального оптоэлектронного аналого-цифрового преобразователя, позволяя решать с его помощью задачу поиска глобального экстремума интенсивности в обрабатываемых изображениях.

Формула изобретения

Многоканальный аналого"цифровой лреобраз .ватель по ава.св. У 742855, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональпых возможностей за счет выполнения операции поиска максимума интенсивности в преобразуемых изображениях, он дополнительно содержит для каждого разряда числа схему селекции максимума, состоящую из полупрозрачного зеркала, линзы, оптически управляемс

ro модулятора и коммутационного оптически управляемого транспаранта,. управляемая поверхность которого включена между входом считывания второго управляемого транспаранта схемы формирования данного разряда и выходом

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смолов В.Б. и др. Микроэлектронные цифроаналоговые и а нало го-цифр овые преобразователи информации,"Энергия", Л., 1976, с. 314-322, 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 742855) кл. 0 02 F 7/00, 09.03.78.

7 832520 схемы формирования предыдущего разряда, при этом управлякший вход модулятора через полупрозрачное зеркало и линзу связан с выходом первого управляемого транспаранта схемы формирования, а управляемый выход модулятора связан с управляющим входом коммутационного транспаранта.

832520

Составитель А. Васильев

Редактор Н. Пушненкова Техред T.Иаточка Корректор Г. Назарова

Закаэ 3972 82 Тираж 539 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Yaropop, ул. Проектная, 4