SU1481816A2 - Устройство дл считывани изображений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  считывани  и предварительной обработки изображений. Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет прекращени  процесса считывани  по достижении порогом квантовани  уровн  наибольшей  ркости изображени . В устройство, содержащее телевизионный датчик, видеоусилитель, селектор видеосигнала, блок синхронизации и управлени , три счетчика, блоки выделени  границ по координатам X и Y, элемент И, блок видеоконтрол , блок приема и передачи информации сопр жени , цифроаналоговый преобразователь, амплитудный дискриминатор, генератор импульсов, сдвиговый регистр, введен формирователь сигнала прерывани , управл ющие входы которого соединены соответственно с первым выходом блока синхронизации и управлени , вторым входом селектора видеосигнала, третьим выходом селектора видеосигнала, выходом цифроаналогового преобразовател  и выходом блока выделени  границ по координате X. Один из выходов блока приема и передачи информации подключен к информационному входу формировател  сигнала прерывани , выход которого соединен с входом сигнала запроса блока приема и передачи информации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

314

преобразовател  12, амплитудного дискриминатора 13 и генератора 14 импульсов. Позицией 15 обозначена ЭВМ. Устройство содержит также сдвиговый регистр 16, третий счетчик 17 и формирователь 18 сигнала прерывани , который содержит источник 19 опорного напр жени , сумматор 20, компаратор 21, счетчик 22 и элемент И 23 (фиг.2).

Телевизионный датчик 1 предназначен дл  получени  стандартного телевизионного видеосигнала. Видеоусилитель 2 предназначен дл  усилени  видеосигнала до необходимого уров

н , селектор 3 видеосигнала - дл  выделени  из полного телевизионного видеосигнала сигналов строчной и кадровой синхронизации и приведени  этих сигналов к необходимому логическому уровню. Блок 4 предназначен дл  синхронизации блоков устройства в соответствии с ходом телевизионной развертки и установки счетчиков в исходное состо ние. Счетчик 5 предназначен дл  уменьшени  частоты следовани  строчных синхроимпульсов в соответствии с задаваемым коэффициентом делени  . Счетчик 6 предназна- чен дл  уменьшени  частоты следовани  импульсов опорной частоты генератора 14 в соответствии с задаваемым коэффициентом делени  ICj. Блок 7 выделени  границ по координате Y предназначен дл  выделени  окна, т.е. участка растра по кадру (по координате Y). Блок 8 предназначен дл  выделени  границ по координате X, т.е. выдел ет дл  ввода участок строки. В течение цикла ввода изображени  блок 8 выдает последовательность импульсов, соответствующую во временной области моментам формировани  первичных отсчетов изображени  в объеме выбранного числа элементов разложени  Элемент И 9 разрешает прохождение импульсов опорной частоты генератора 14 в счетчик 6 по сигналу из блока 7 выделени  границ

по координате Y. Блок 10 видеоконтрол  предназначен дл  начальной ориентации телевизионного датчика 1 и контрол  за наличием объекта на рабочей ПОЗИЦИИ.

Блок 11 приема и передачи информации предназначен дл  организации св  зи устройства дл  считывани  визуальной информации с ЭВМ. Этот блок ре

.4

0

5

0 5 0

г

0

5

0

ализует пр мой и программный режимы доступа к пам ти ЭВМ, содержит буферные регистры дл  хранени  информации о формате разложени , относительном местоположении считываемого участка растра, о пороге квантовани  видеосигнала по  ркости.

Цифроаналоговый преобразователь (ЦА11) 12 предназначен дл  установки величины порога компаратора 21, соответствующего цифровому коду, подаваемому на его вход из ЭВМ через блок 11. Амплитудный дискриминатор 13 предназначен дл  фиксировани  момента превышени  установленного порога. Генератор 14 импульсов предназначен дл  формировани  импульсов опорной частоты.

В качестве ЭВМ 15 используетс  универсальна  или специализированна  вычислительна  машина, котора  управл ет режимами работы устройства (параметрами вводимого изображени ), осуществл ет каталогизацию и хранение изображений, предварительную или целевую обработку видеоинформации.

Сдвиговый регистр 16 осуществл ет накопление значений отсчетов видеосигнала в моменты времени, определ емые масштабом дискретизации, и формирование слов данных в формате ЭВМ. Счетчик 17 предназначен дл  инициализации обмена с ЭВМ. Переполнение счетчика означает, что 16-разр дное слово данных сформировано и необходимо организовать передачу

этого слова в ЭВМ. i

Блоки 1-17 выполнены аналогично

блокам 1-17 основного устройства.

Источник 19 опорного напр жени  предназначен дл  формировани  уровн  напр жени , соответствующего единице младшего разр да ЦАП 12. В качестве источника 19 опорного напр жени  может использоватьс  подстроеч- ный резистор, крайние выводы которого подключены к источнику питани  +5 В и общему проводу (не показан ) , а средний  вл етс  выходным. Сумматор 20 предназначен дл  суммировани  опорного напр жени  и напр жени  с выхода ЦАП 12. В качестве сумматора 20 может использоватьс  операционный усилитель.

Компаратор 21 предназначен дл  фиксировани  момента превышени  видеосигналом уровн  напр жени  с выхода сумматора 20. Счетчик 22 предназначен дл  подсчета числа точек, уровень видеосигнала в которых превышает текущий уровень напр жени  на выходе ЦАП 12 на величину, соответствующую единице младшего рар да ЦАП 12. Счетчик 22 сравнивает также число данных точек с числом строк, в которых осуществл етс  разложение.

Элемент И 23 предназначен дл  формировани  сигнала Запрос пр мого доступа по приходу очередного кадрового синхроимпульса в случае, если сигнал на выходе счетчика 22  вл етс  ненулевым.

Выход формировател  18 сигнала прерываний должен быть объединен в блоке 11 элементом ИЛИ (не показан ) с выходом счетчика 17.

Принцип дискретизации телевизионного растра при считывании изображени  иллюстрируетс  на фиг.З, где ЛХ, &Y - размеры F0 - начальна  частота дискретизации.

Устройство работает следующим образом .

На этапе подготовки устанавливаютс  параметры вводимого изображени относительное местоположение и размер считываемого участка растра

Ґедц хнощ« Ьу ьх число элементов разложени  (масштаб дискретизации) К,, К, начальное значение порога. Эта информаци  передаетс  из ЭВМ 15 через буферные регистры блока 11 в счетчики 5 и 6, блоки 7 и 8 выделени  границ по координатам Y и X, ЦАП 12.

На этапе считывани  видеоинформации из телевизионного датчика 1 через видеоусилитель 2 в селектор 3 непрерывно подаетс  видеосигнал. В селекторе 3 происходит разделение видеосигнала на синхронизирующие кадровые, строчные и видеоимпульсы. Сигнал Пуск, поступающий из ЭВМ 1 через блок 11, переводит блок в режим управлени  вводом изображени . С приходом кадрового синхроимпульса (КСИ) происходит прив зка к конкретному полукадру (четному или нечетному) и строчные синхроимпульсы (ССИ) начинают поступать на счетчик 5. Последний разр жает растр, т.е. уменьшает число строк до выбранного формата разложени . Коэффициент делени  установлен по коду из ЭВМ Синхроимпульсы (СИ), соответствую0

5

щие необходимой частоте следовани  строк в считываемом растре, поступают в блок 7 выделени  границ по координате Y. В счетчиках начала и конца окна этого блока содержитс  код, соответствующий номеру строки, с которой начинаетс  считывание, и строки, на которой ввод изображени  заканчиваетс .

При переполнении счетчиков во врем  подсчета строчных импульсов устанавливаютс  триггеры начала и конца окна Т0 и ТИо, которые определ ют границы участка растра по коду дл  считывани . Если текуща  строка находитс  в пределах этого участка, элемент И 9 открываетс  разрешающим

0 сигналом из блока 7 выделени  границ и пропускает импульсы генератора 14, которые различают выделенную строку в счетчике 6. Последний, как и счетчик 5, в соответствии с ус5 тановленным коэффициентом делени  уменьшает частоту дискретизации по строке (по координате X). С выхода счетчика 6 импульсы дискретизации поступают на вход блока 8 выделени 

0 границ по координате Х,в котором определ етс  участок строки дл  считывани . Функционирование блока 7 не отличаетс  от рассмотренного. Импульсы на выходе блока 8 выделени  гра5 ниц по координате X соответствуют моментам дискретизации данного участка всего растра, доступного сканированию телевизионным датчикам, в данном объеме разложени . Эти им0 пульсы подаютс  на сдвиговый регистр 16 дл  фиксации мгновенных значений видеосигнала. Формирование слова данных в формате ЭВМ продолжаетс  16 тактов сдвига регистра 16, после че5 го необходимо инициализировать обмен с пам тью ЭВМ. Передача данных в пам ть ЭВМ осуществл етс  в режиме пр мого доступа. После завершени  цикла считывани  изображени  с одо ним порогом квантовани  происходит изменение порога, и процесс повтор етс . В результате в пам ти ЭВМ формируетс  массив данных, соответствующий закодированному исходному

5 полутоновому изображению.

Если на каждом последующем шаге увеличени  порога квантовани  в изображении присутствуют области, уровень видеосигнала в которых

выше на единицу шага квантовани , чем уровень видеосигнала при теку щем пороге квантовани , то формирователь 18 не вносит изменений в работу устройства дл  считывани  изображений. В противном случае происходит сокращение избыточности.

На этапе подготовки в счетчик 22 заноситс  информаци  о числе строк разложений. На этапе считывани  видеоинформации на второй вход компаратора 21 подаетс  напр жение, равное сумме напр жени  на выходе ЦАП 12 и напр жени , соответствующего единице младшего разр да ЦАП 12. Таким образом, сигнал на выходе компаратора 21 принимает значение логической единицы (разрешение вычитани  из счетчика 22) тогда, когда уровень видеосигнала превышает уровень напр жени  на выходе сумматора 20. Если тактовый сигнал с блока 8 выделени  границ по координате X приходит на вход вычитани  счетчика 22 в тот момент, когда на входе разрешени  этого счетчика присутствует сигнал логической единицы с выхода компаратора 21, то содержимое счетчика 22 уменьшаетс  на единицу . Таким образом, осуществл етс  проверка растра на избыточность: если в каждой строке окна находитс  хот  бы по одному элементу, уровень видеосигнала в котором выше на единицу шага квантовани , чем текущий порог квантовани , то целесообразно увеличить последний и произвести опрос элементов разложени  еще раз. В противном случае, по окончании этапа считывани  содержимое счетчика 22 ненулевое. Приход очередного кадрового гас щего импульса вызывает через второй элемент И 23 (вследствие наличи  сигнала логической единицы на выходе счетчика 22) и блок 11 запрос на предоставление пр мого доступа к пам ти . По вление такого запроса в неустановленное врем  может служить дл  ЭВМ 15 сигналом о том, что увеличение порога квантовани  и повторение опроса элементов разложени  нецелесообразно. Если устройство дл  считывани  изображений производит опрос элементов растра при последовательном уменьшении (а не увеличении ) порога квантовани , то напр жение с выхода источника опорного напр жени , должно вычитатьс  (а не прибавл тьс ) из напр жени  с выхода ЦАП 12. Таким образом, по сравнению с основным устройством введение формировател  сигнала прерывани  позвол ет уменьшить избыточность , возникающую при вводе изображений с ограниченным диапазоном

 ркостей, и повысить быстродействие устройства. Введение формировател  сигнала прерывани  обусловливаетс  экономией оперативной пам ти ЭВМ, а также сокращением времени обработки

изображений

Если необходимо реализовать нелинейную шкалу квантовани , например логарифмическую зависимость с ограниченным числом градаций, из всего

0 р да возможных уровней квантовани  выбираютс  те значени , которые соответствуют закону изменени  шага квантовани  по  ркости.

Claims (2)

1. Устройство дл  считывани  изображений по авт.св. № 1251135, отличающеес  тем, что, 0 с целью повышени  быстродействи , оно содержит формирователь сигнала прерывани , первый, второй, третий, четвертый и п тый управл ющие входы которого соединены соответственно с первыми выходами блока синхронизации и управлени , вторым выходом селектора видеосигнала, третьим выходом селектора видеосигнала, выходом цифроаналогового преобразовател  и выходом блока выделени  границ по координате X, один из выходов блока приема и передачи информации подключен к информационному входу формировани  сигнала прерывани , выход которого соединен с входом сигнала запроса блока приема и передачи информации.

5

0

5

2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что блок интерпол ции содержит источник опорного напр жени , сумматор, компаратор , элемент И и счетчик, выход которого  вл етс  выходом блока, первым , вторым, третьим, четвертым и

п тым управл ющими входами которого  вл ютс  соответственно сбросовый вход счетчика, первый вход элемента И, первый вход компаратора, первый вход сумматора и вход вычитани 

счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента И, второй вход компаратора соединен с выходом сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного

напр жени , выход компаратора соединен с входом сигнала разрешени  счетчика, установочные входы которого  вл ютс  информационным входом блока.

Фиг.1

Фиг. 2

CCU/K,

Фиг.з