RU2089937C1

RU2089937C1 - Device for normalization of read image signal

Info

Publication number: RU2089937C1
Application number: RU94031419A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Ларкин; И.В. Абузова; Ф.А. Данилкин
Original assignee: Тульский государственный технический университет
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU94031419A

Abstract

FIELD: image scanning devices. SUBSTANCE: proposed device includes clock pulse generator 1, former 3 of controlling pulses, line photosensitive charge-coupled device 4, comparators 8, 9 and reversible counter 11. Maximum sensitivity of line photosensitive charge- coupled device 4 is provided with change of illumination of object (source 5 of optical signal) and kept within specified bounds thanks to insertion of controlled frequency divider 3, analog-to-digital converter 6, shift register 7 and comparator 10. EFFECT: increased accuracy in reading of images. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области оптико-механического и оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в устройствах сканирования изображений. The invention relates to the field of optical-mechanical and optical-electronic instrumentation and can be used in image scanning devices.

Из известных устройств наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для стабилизации амплитуды видеосигнала датчика изображения на приборе с зарядовой связью [2] содержащее генератор тактовых импульсов, формирователь управляющих сигналов, реверсивный счетчик, первый и второй компараторы и линейный фоточувствительный прибор с зарядовой связью, оптический вход которого является оптическим входом устройства. Of the known devices, the closest technical solution to the claimed one is a device for stabilizing the amplitude of the video signal of an image sensor on a charge-coupled device [2] containing a clock pulse generator, a control signal shaper, a reversible counter, the first and second comparators and a linear charge-sensitive photosensitive device, optical whose input is the optical input of the device.

К недостаткам известных устройств следует отнести низкую точность считывания, обусловленную изменением чувствительности прибора при изменении освещенности объекта. The disadvantages of the known devices include low reading accuracy due to changes in the sensitivity of the device when changing the illumination of the object.

Указанные недостатки устранены в устройстве для нормирования считанного сигнала изображения, содержащем генератор тактовых импульсов, формирователь управляющих сигналов, реверсивный счетчик, первый и второй компараторы и линейный фоточувствительный прибор с зарядовой связью, оптический вход которого является оптическим входом устройства, в устройство введены управляемый делитель частоты, аналого-цифровой преобразователь, регистр сдвига и третий компаратор, выходы генератора тактовых импульсов и реверсивного счетчика соединены соответственно с информационным и управляющим входами управляемого делителя частоты, выход которого подключен ко входу формирователя управляющих сигналов, управляющие выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами линейного фоточувствительного прибора с зарядовой связью, выход которого и разрешающий выход формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к информационному входу и входу разрешения записи аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига и первым входом первого компаратора, выход которого подключен ко входу разрешения записи регистра сдвига, вход обнуления которого и синхровход реверсивного счетчика объединены и подключены к соответствующему управляющему выходу формирователя управляющих сигналов, выход регистра сдвига соединен со вторым входом первого компаратора и с первыми входами второго и третьего компараторов, вторые входы которых являются входами кодов соответственно максимального и минимального уровня устройства, выходы второго и третьего компараторов подключены соответственно к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика. These disadvantages are eliminated in the device for normalizing the read image signal, containing a clock pulse generator, a control signal shaper, a reversible counter, the first and second comparators and a charge-coupled linear photosensitive device, the optical input of which is the optical input of the device, a controlled frequency divider is introduced into the device, an analog-to-digital converter, a shift register and a third comparator, the outputs of the clock and a reversible counter are connected to responsibly with the information and control inputs of a controlled frequency divider, the output of which is connected to the input of the driver of the control signals, the control outputs of which are connected to the corresponding control inputs of a linear photosensitive device with charge coupling, the output of which and the output of the driver of the control signals are connected respectively to the information input and permission input records of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the information input of the shift register ha and the first input of the first comparator, the output of which is connected to the write enable input of the shift register, the zeroing input of which and the sync input of the reverse counter are combined and connected to the corresponding control output of the driver of control signals, the output of the shift register is connected to the second input of the first comparator and to the first inputs of the second and third comparators, the second inputs of which are inputs of codes, respectively, of the maximum and minimum level of the device, the outputs of the second and third comparators dklyucheny respectively to inputs of subtractive and summing down counter.

На фиг. 1 приведена общая функциональная схема устройства для нормирования считанного сигнала изображения; на фиг. 2 схема управляемого делителя частоты; на фиг. 3 схема реверсивного счетчика. In FIG. 1 shows a general functional diagram of a device for normalizing a read image signal; in FIG. 2 circuit controlled frequency divider; in FIG. 3 diagram of a reversible counter.

Устройство для нормирования считанного сигнала изображения содержит генератор 1 тактовых импульсов, управляемый делитель 2 частоты, формирователь 3 управляющих сигналов, линейный фоточувствительный прибор 4 с зарядовой связью, источник 5 оптического сигнала, аналого-цифровой преобразователь 6, регистр 7 сдвига, компараторы 8, 9, 10 и реверсивный счетчик 11. A device for normalizing a read image signal contains a clock generator 1, a controlled frequency divider 2, a driver 3 of the control signals, a linear photosensitive device 4 with charge coupling, an optical signal source 5, an analog-to-digital converter 6, a shift register 7, comparators 8, 9, 10 and reverse counter 11.

Управляемый делитель 2 частоты может быть выполнен на микросхемах 12 и 13 типа 155ИЕ8. Реверсивный счетчик 11 может быть выполнен в виде схемы, состоящей из элементов И-НЕ 14, 15, 55ИЕ7 16, И-НЕ 17 и ИЛИ 18. При необходимости увеличения выходов счетчик 11 может быть каскадирован. The controlled frequency divider 2 can be performed on chips 12 and 13 of type 155IE8. The reversible counter 11 may be made in the form of a circuit consisting of AND-NOT 14, 15, 55IE7 16, AND-NOT 17 and OR 18. If necessary, increase the outputs of the counter 11 can be cascaded.

Генератор 1 тактовых импульсов, компараторы 8, 9, 10 могут быть выполнены по общеизвестным схемам. The clock generator 1, comparators 8, 9, 10 can be performed according to well-known schemes.

Устройство работает следующим образом. Изображение от источника оптического сигнала попадает на линейный фоточувствительный прибор 4. Генератор 1 выдает тактовые импульсы, которые через управляемый делитель 2 частоты поступает на формирователь 3 управляющих сигналов. При этом на выходе формирователя 3 управляющих сигналов вырабатываются сигналы, обеспечивающие накопление и сдвиг зарядов в фоточувствительных ячейках линейного чувствительного прибора 4. На выходе линейного фоточувствительного прибора 4 формируется последовательность сигналов, пропорциональных освещенности соответствующих ячеек прибора 4, которая поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 6. Преобразование последовательности аналоговых сигналов в последовательность сигналов в двоичном коде происходит при поступлении разрешающих сигналов с формирователя 3 на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя. Коды D1, пропорциональные освещенности определенной ячейки линейного фоточувствительного прибора 4, поступают последовательно на регистр 7. Записанный в регистре код поступает на вход компаратора 8, на первый вход которого поступает сигнал D1. При D1>D2 на выходе компаратора 8 появляется сигнал разрешения записи D1 на регистр 7 сдвига. При D1<D2 запись этого значения D1 не производится. Таким образом, в регистре 7 сдвига запоминается только максимальное значение последовательности сигналов в двоичном коде, появляющихся на выходе аналого-цифрового преобразователя 6. С выхода регистра 7 максимальное значение последовательности сигналов поступает на первые входы компараторов 9 и 10. На второй вход компаратора 9 постоянно подается D3 значение верхнего порога максимального уровня. А на второй вход компаратора 10 подается D4 значение нижнего порога максимального уровня. Перед началом формирования очередной последовательности сигналов, пропорциональных освещенности соответствующих ячеек прибора 4,на синхровход реверсивного счетчика 11 поступает сигнал с выхода формирователя 3, по которому происходит увеличение, уменьшение или сохранение значения кода на выходе счетчика 11. При превышении максимального значения сигнала D2 с выхода регистра 7 сдвига значения D3 верхнего порога максимального уровня на счетчике происходит уменьшение значения двоичного кода на выходе счетчика 11, а при D2<D4 происходит увеличение значения двоичного кода на выходе реверсивного счетчика 11. При максимальном значении сигнала D2, находящимся в пределах от D3 до D4 на выходе счетчика 11, сохраняется значение двоичного кода. The device operates as follows. The image from the optical signal source enters the linear photosensitive device 4. Generator 1 generates clock pulses, which are transmitted through a controlled frequency divider 2 to the driver 3 of the control signals. At the same time, at the output of the shaper 3 of the control signals, signals are generated that ensure the accumulation and shift of charges in the photosensitive cells of the linear sensitive device 4. At the output of the linear photosensitive device 4, a sequence of signals is generated proportional to the illumination of the corresponding cells of the device 4, which is fed to the information input of the analog-to-digital converter 6. The conversion of the sequence of analog signals into a sequence of signals in binary code occurs allowing receipt of signals from generator 3 to the control input of analog-to-digital converter. Codes D1, proportional to the illumination of a particular cell of the linear photosensitive device 4, are transmitted sequentially to register 7. The code written in the register is fed to the input of comparator 8, the first input of which receives the signal D1. When D1> D2 at the output of the comparator 8 there is a signal enable recording D1 to register 7 shift. If D1 <D2, this D1 value is not recorded. Thus, in the shift register 7, only the maximum value of the sequence of signals in binary code appearing at the output of the analog-to-digital converter 6 is stored. From the output of register 7, the maximum value of the sequence of signals is fed to the first inputs of the comparators 9 and 10. The second input of the comparator 9 is constantly fed D3 value of the upper threshold of the maximum level. And at the second input of the comparator 10, the D4 value of the lower threshold of the maximum level is supplied. Before the formation of the next sequence of signals proportional to the illumination of the corresponding cells of the device 4, the sync input of the reverse counter 11 receives a signal from the output of the former 3, which increases, decreases or stores the code value at the output of the counter 11. When the maximum value of the signal D2 from the register output is exceeded 7, the shift of the value D3 of the upper threshold of the maximum level at the counter decreases the value of the binary code at the output of the counter 11, and for D2 <D4 it increases e binary values at the output of down counter 11. When the maximum value of signal D2, are in the range from D3 to D4 at the output of the counter 11, the binary code value is stored.

Код с выхода реверсивного счетчика 11 поступает на управляющий управляемого делителя 2 частоты. При увеличении максимальной освещенности выше значения верхнего порога максимального уровня частота с выхода делителя 2 увеличивается и, следовательно, уменьшается время накопления зарядов в линейном фоточувствительном приборе 4. При уменьшении максимальной освещенности ниже значения нижнего порога максимального уровня частота уменьшается, что приводит к увеличению времени накопления зарядов в приборе 4. The code from the output of the reverse counter 11 is supplied to the control of a controlled frequency divider 2. When the maximum illumination is increased above the upper threshold value of the maximum level, the frequency from the output of the divider 2 increases and, therefore, the charge accumulation time in the linear photosensitive device 4 decreases. When the maximum illumination decreases below the lower threshold value of the maximum level, the frequency decreases, which leads to an increase in the accumulation time of charges in the device 4.

Claims

A device for normalizing a read image signal containing a clock pulse generator, a control signal generator, a reversible counter, first and second comparators and a charge-coupled linear photosensitive device, the optical input of which is an optical input of the device, characterized in that a controlled frequency divider is introduced into it, an analog-to-digital converter, a shift register and a third comparator, the outputs of a clock generator and a reversible counter are connected respectively with inf the formation and control inputs of a controlled frequency divider, the output of which is connected to the input of the driver of the control signals, the control outputs of which are connected to the corresponding control inputs of a linear photosensitive device with charge coupling, the output of which and the output of the driver of the control signals are connected respectively to the information input and the recording resolution input of the analog -digital converter, the output of which is connected to the information input of the shift register and the first input the first comparator, the output of which is connected to the shift register enable input, the zeroing input of which and the clock counter clock are combined and connected to the corresponding control output of the control signal generator, the shift register output is connected to the second input of the first comparator and to the first inputs of the second and third comparators, the second the inputs of which are the inputs of the codes, respectively, the maximum and minimum levels of the device, the outputs of the second and third comparators are connected respectively but to the subtracting and summing inputs of the reverse counter.