SU1383417A1 - Устройство дл считывани изображений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  автоматической обработки картин, графиков, измерений геометрических размеров деталей, площадей фигур. Цель изобретени  - повышение точности устройства. Устройство содержит датчик сигналов изображени , управл ю- ший вход которого соединен с первым входом генератора развертки, а выход через первый усилитель подключен к информационным входам второго и третьего усилителей , управл юш,ие входы второго усилител  соединены соответственно с первым и вторым выходами синхрогенератора и выходом формировател  измерительных меток, а выход - с информационным входом блока видеоконтрол . Выход третьего усилител  подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразовател , выход которого соединен с одним информационным входом первого сумматора и информационным входом первого элемента задержки , имеютс  также счетчик, первый и второй элементы задержки и второй сумматор . В устройство введены компаратор, третий сумматор, третий элемент задержки, генератор тактовых импульсов и формирователь импульсов. Устройство обеспечивает повышение точности считывани  координат границ исследуемого объекта при изменении пространственной частоты, освещенности , фона исследуемого объекта за счет исключени  вли ни  на точность из- м1ерений координат границ величины порогового напр жени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с

Description

00

00

со

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  автомагической обработки картин, графиков, измерений геометрических размеров деталей, площадей фигур.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства считывани  информации; на фиг. 2 - функциональна  схема формировател  импульсов; на фиг. 3 - временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства .

Устройство считывани  информации содержит датчик 1 сигналов изображени , вход которого соединен с первым выходом генератора 2 развертки, а выход через первый усилитель 3 подключен к информационным входам второго 4 :и третьего 5 усилител .

В качестве датчика 1 сигналов изображени  может быть использована фоточувствительна  ПЗС-матрица.

Генератор 2 развертки представл ет собой генератор, управл ющий работой фоточувствительной ПЗС-матрицы 1. Генератор 2 состоит из формировател  фазных напр жений секции накоплени , формировател  фазных напр жений секции пам ти и формировател  фазных напр жений выходного регистра.

Первый усилитель 3  вл етс  предварительным усилителем, второй усилитель

4 вл етс  формирующим усилителем и служит дл  введени  в видеосигнал гас щих , синхронизируюш,их импульсов, а также измерительных меток. Третий усилитель

5 вл етс  согласующим усилителем и служит дл  согласовани  амплитуды выходного сигнала с уровнем и амплитудой сигнала , необходимого дл  работы аналого- цифрового преобразовател  6.

Выход третьего усилител  5 через аналого-цифровой преобразователь б и первый элемент 7 задержки подключен к первому информационному входу первого сумматора 8, второй информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател  6.

Сумматор 8, выполн ющий функцию вычитани , представл ет собой комбинационный сумматор.

Выход второго усилител  4 подключен к входу блока 9 видеоконтрол , а второй, третий и четвертый входы соответственно соединены с первым выходом синхрогене- ратора 10, объединенным с первыми входами формировател  11 измерительных меток и счетчика 12, с вторым выходом син- хрогенератора 10, с выходом формировател  11 измерительных меток.

Синхрогенератор 10 состоит из задающего генератора, формирователей сигналов синхронизации приемника, формировател  гас щих сигналов приемника и формировател  специальных управл ющих импульсов, выполненных иа триггерах и других логических элементах.

Формирователь 11 измерительных меток

состоит из элементов задержки, ждущих формирователей импульсов и логических элементов (не изображены).

Второй вход формировател  11 измерительных меток объединен с вторыми входами счетчика 12, аналого-цифрового преобразовател  6, первого элемента 7 задержки и подключен к второму выходу генератора 2 развертки.

Счетный вход счетчика 12 соединен с выходом генератора 2 развертки, а вход

установки в «О - с выходом синхрогене- ратора 10.

В состав устройства также вход т второй сумматор 13, второй элемент 14 задержки и блок 15 определени  координат, в состав которого входит преобразователь кодов и цифровой индикатор, (не изображены ) .

Выход первого сумматора 8 подключен к второму входу компаратора 16, первым информационным входам второго сумматора 13 и второго элемента 14 задержки, выход которого подключен к второму информационному входу второго сумматора 13, первый выход которого подключен к первым информационным входам блока 15 определени  координат; третьего сумматора 17, третьего элемента 18 задержки, выход которого подключен к второму информационному входу третьего сумматора 17, выход которого подключен к второму информационному входу блока 15 определени  координат , третий информационный вход которого подключен к выходу счетчика 12.

Управл ющий вход генератора 19 тактовых импульсов подключен к второму выходу генератора 2 развертки, а первый, второй и третий выходы подключены соответственно к третьему информационному входу третьего сумматора 17, к управл ющему входу третьего элемента задержки, объединенного с управл ющим входом второго сумматора 13, к управл ющему входу первого

сумматора 8, объединенного с управл ющим входом второго элемента 14 задержки. Генератор 19 тактовых импульсов формирует синхронные последовательности импульсов , сдвинутые относительно друг друга по фазе.

Выход компаратора 16 подключен к управл ющему входу формировател  20 импульсов, второй вход которого подключен к второму выходу второго сумматора 13, а выход соединен с четвертым входом

блока 15 определени  координат.

Формирователь 20 импульсов содержит последовательно включенные первый элемент 21 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮ

ЩЕЕ ИЛИ 22, элемент И 23, второй вход которого  вл етс  первым входом формировател  20 импульсов, второй элемент 24 задержки, выход которого  вл етс  выходом формировател  20 импульсов, при этом вход первого элемента 21 задержки объединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 и  вл етс  вторым входом формировател  20 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

Синхрогенератор 10 вырабатывает сигнал синхронизации приемника, гас щий сигналы приемника, поступающие соответственно на второй и третий входы второго усилител  4, где они ввод тс  в видеосигнал вместе с импульсами измерительных меток, поступающих на четвертый вход второго усилител  4 с выхода блока 11 формировани  измерительных меток, который формирует импульсы горизонтальной и вертикальной измерительных меток.

Генератор 2 развертки формирует им- пульсные последовательности, предназначенные дл  управлени  работой датчика 1 изображени .

Видеосигнал с выхода датчика 1 поступает на вход усилител  3, где он усиливаетс  и поступает на первые входы второго 4 и третьего 5 усилителей.

В усилителе 4 производитс  введение в видеосигнал синхронизирующих, гас щих сигналов приемника, импульсов измерительных меток. Усиленный сигнал с введенными в него служебными импульсами поступает с выхода усилител  4 на вход блока 9 видеоконтрол .

Усилитель 5 формирует видеосигнал с необходимым уровнем посто нной составл ющей и амплитудой дл  нормальной работы аналого-цифрового преобразовател  6.

Сигнал с второго выхода генератора развертки , синхронный с второй фазой выходного регистра датчика 1 изображени , поступает на управл ющий вход генератора 19 тактовых импульсов, вторые входы формировател  12 сигналов, формировател  11 измерительных меток, элемента 7 задержки и аналого-цифрового преобразовател  6, причем каждый импульс этого сигнала соответствует элементу изображени  датчика 1 изображени .

Генератор 19 тактовых импульсов формирует последовательности импульсов, (фиг. Зе,ж,з) синхронные с сигналом, поступающим на его вход, но отличные по фазе от входного сигнала, поступающие на второй вход второго элемента 14 задержки , третий вход первого сумматора 8 (фиг. Зе), второй вход третьего элeмeнta 18 задержки, третий вход второго сумматора 13 (фиг. Зж) и третий вход третьего сумматора 17 (фиг. Зз).

Исследуемое изображение, например интерференционна  картина оптической

поверхности, проецируетс  на датчик 1 изображени  таким образом, чтобы направление интерференционных полос было перпендикул рно горизонтальной измерительной метке на экране блока 9 и параллельно

вертикальной измерительной метке. Видеосигнал с выхода датчика 1 через усилители 3 и 5 поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  6. С выхода последнего двоичный код видеосигнала поступает на вход первого элемента 7 задержки и первого сумматора 8. Элементы 7, 14 и 18 задержки производ т задержку двоичного кода на один такт. Таким образом на входе сумматоров 8, 13 и 17 одновременно по вл ютс  коды текущего и предыдущего значеНИИ сигнала.

На выходе первого сумматора 8 в моменты времени (ti+f), (), (t,) (фиг. Зе) формируетс  код первой разности значений видеосигнала (). (Уг-Yi)

Хз - Vj (фиг. 36).

На выходе второго сумматора 13 в моменты времени (t, + 2, () (фиг. Зж) . формируетс  код второй разности значений видеосигнала (уд-2у + у.). (У,-2уг, + +YJ (фиг. Зв).

На выходе третьего сумматора 17 в момент времени (ts+3 (фиг. Зз) формируетс  код третьей разности значений видеосигнала (YJ-ЗУг.) (фиг. Зг).

Таким образом, на первый вход блока 15 определени  координат в момент времени (tj -l-2t) поступает второй код разности видеосигнала (у., + i}, а в момент времени (tj -ЬЗ) на второй вход блока 15 поступает код третьей разности видеосигнала , которые  вл ютс  соответственно чис о

лителем и знаменателем дробной части координаты границы изображени .

Цела  часть значени  координаты границы поступает с выхода счетчика 12 на третий вход блока 15 определени  координдт .

Компаратор 16, подключаемый к выходу первого сумматора 8, служит дл  исключени  определени  ложных границ изображени . Фиксирование границ изображени  происходит лищь в случае, если перва  разность видеосигнала превыщает код, поступающий на первый вход компаратора 16, при этом исключаетс  возможность опре- ложных границ изображени .

Сигнал с второго выхода сумматора 13

(фиг. Зи), поступающий на второй вход формировател  20 импульсов,  вл етс  знаковым разр дом выходного двоичного кода сумматора. Значение этого разр да

измен етс  при изменении знака числа на выходе сумматора 13.

Импульс, сформированный из этого сигнала формирователем 20 импульсов, при наличии разрешени  на первом входе формировател  20 импульсов (фиг. Зк) поступает на первый вход блока 15 определени  координат (фиг. 3л) дл  считывани  координат границ исследуемого объекта.

Формирователь 20 импульсов работает следующим образом.

На вход элемента 21 задержки, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 с второго выхода второго сумматора 13 поступает сигнал смены знака (фиг. Зи). На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формируетс  короткий импульс, который при наличии разрешени  (уровн  логической единицы ) на втором входе элемента И 23 поступает на элемент задержки, задерживающий его на врем  21(фиг. 3л). На выходе элемента 24 задержки формируетс  сигнал (фиг. 3л), поступающий на четвертый вход блока 15 определени  координат и производ щий считывание координат границы, причем цела  часть координаты границы поступает на третий вход блока 15 с выхода счетчика 12, числитель дробной части координаты границы поступает на первый вход блока 15 с первого выхода второго сумматора 13, а знаменатель дроби поступает на второй вход блока 15 с выхода третьего сумматора 17.

Предложенное устройство обеспечивает повышение точности считывани  координат границ исследуемого объекта при изменении пространственной частоты, освещенности , фона исследуемого объекта за счет исключени  вли ни  на точность измерений координат границ величины порогового напр жени , а также повышение достоверности считывани  границ изображени  путем исключени  определени  ложных границ изображени .

Claims (2)

1. Устройство дл  считывани  изображений , содержащее датчик сигналов изображени , управл ющий вход которого соединен с первым вь1ходом генератора развертки , а выход через первый усилитель подключен к информационным входам второго и третьего усилителей, управл ющие входы второго усилител  соединены ссют- ветственно с первым и вторым выходами синхрогенератора и выходом формировател  измерительных меток, а выход - с информационным входом блока видеоконтрол , выход третьего усилител  подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразовател , выход которого соеди0

нен с одним информационным входом первого сумматора и информационным входом первого элемента задержки, выход которого подключен к второму информационному

входу первого сумматора, первый выход синхрогенератора соединен с синхронизирующим входом формировател  измерительных меток и счетным входом счетчика, управл ющий вход которого и управл ю .. щие входы аналого-цифрового преобразовател , первого элемента задержки и формировател  измерительных меток подключены к второму выходу генератора развертки , второй сумматор и второй элемент задержки , отличающеес  тем, что, с целью

5 повыщени  точности устройства, оно содержит компаратор, третий сумматор, третий элемент задержки, генератор тактовых импульсов и. формирователь импульсов, первый управл ющий вход которого соединен с выходом компаратора, первый информационный вход которого  вл етс  задающим входом устройства, второй информационный вход которого, информационный вход второго элемента задержки и первый информационный вход второго сумматора

5 подключены к выходу первого сумматора, выход второго элемента задержки соединен с вторым информационным входом второго сумматора, первый выход которого подключен к первым информационным входам блока определени  координат, третьего

сумматора и информационному входу третьего элемента задержки, управл ющий вход которого, соединенный с управл ющим входом второго сумматора, подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов , управл ющий вход которого соединен с выходом генератора развертки, первый выход генератора тактовых импульсов подключен к управл ющему входу третьего сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом третьего эле0 мента задержки, а выход - с вторым информационным входом блока определени  координат, третий информационный вход которого подключен к выходу счетчика, а управл ющий вход - к выходу второго

с элемента задержки, управл юш,ие входы которого соединены соответственно с выходом компаратора и вторым выходом второго сумматора, третий выход генератора тактовых импульсов подключен к управл ющим входам второго элемента задержки и

0 первого сумматора.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что формирователь импульсов содержит первый элемент задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй элемент задержки и элемент И, первый вход которого подклю5 чен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход  вл етс  первым управл ющим входом формировател  импульсов.

5

а выход соединен с входом второго элемента задержки, выход которого  вл етс  выходом формировател  импульсов, вторым входом которого  вл етс  вход первого элемента задержки и второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента

задержки.

(

Фиг.2

Фиг.Ъ