SU911570A1 - Устройство дл центрировани изображений - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматическому распознаванию зрительных образов, а именно к центрированию считывающих устройств относительно носителя информации.

Известно устройство для центрирования изображений, содержащее оптическую систему, два фотоэлемента, расположенные в фокальной плоскости оптической системы, два колеблющихся зеркала, схему сравнения, генератор, усилитель, сканирующее устройство, причем при колебаниях зеркал небольшие краевые сегменты изображения отражаются на соответствующие фото- _JS элементы, выходы которых подключены ко входам схемы сравнения, выход схемы сравнения подключен ко второму входу усилителя, к первому входу усилителя подключен выход генератора, ₂₀ а выход усилителя подключен ко входу сканирующего устройства р].

Однако данное устройство при наличии разрывов в изображении не обе2 спечивает правильного центрирования, что существенно сужает область его применения.

Известно также устройство для центрирования изображений, содержащее поворотную платформу с расположенными на ней телевизионной трубкой с отклоняющими катушками, фотоэлектрическим блоком вычисления координат центра тяжести изображения, фотообъективами и фотодатчиками с щелевыми масками, блок электропривода поворота платформы, вход которого соединен с выходами фотодатчиков, а выходы через линию задержки с управляющим входом видеоусилителя, включенного между выходом телевизионной трубки и видеоконтрольным и вычислительным блоками, генераторы строчной и кадровой разверток, множительные блоки, первые входы которых подключены к выходам фотоэлектрического блока вычисления координат центра тяжести изображения, вторые входы - к выхо15 дам генераторов кадровой и строчной развертки соответственно, а выходы множительных блоков подключены к соответствующим отклоняющим катушкамJ.

Известное устройство обеспечивает ! центрирование и при наличии разрывов в изображении, но отличается значительной сложностью и низким быстродействием.

Наиболее близким по технической ι сущности к предлагаемому является известное устройство, содержащее блоки передающих телевизионных трубок, · триггеры, ключевые схемы, блок разверток, выходы которого соединены с соответствующими входами ключевых схем и блоков передающих телевизионных трубок, блоки вычитания, входы которых соединены с выходами ключевых схем, преобразователи время - на-20 пряжение, входы которых соединены с выходами блоков вычитаниями блок электропривода, соединенный с выходами преобразователей время - напряжение, причем выходы блоков передающих телевизионных трубок соединены с одними входами триггеров, выходы блока разверток - с другими, а выходы триггеров - с управляющими, входами ключевых схем [3 ].

Однако устройство является сложным и имеет низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит блок сканирования плоскими лучами и блок формирования сигналов развертки изображения, одни входы триггеров соединены с выходом блока формирования сигналов развертки изображения, другие входы - с соответствующими выходами блока сканирования плоскими лучами, а прямые выходы триггеров соединены со входами соответствующих преобразователей время - напряжение, выходы которых, соединены с соответствующими входами блока вычитания, подключенного ко входам блока сканирования .плоскими лучами.

На фиг. 1 приведена блок-схема; на фиг. 2 - функциональная схема устройства для центрирования изображений.

Устройство содержит блок 1 сканирования плоскими лучами, блок 2 формирования сигналов развертки изображения, триггеры 3“6, преобразователи 710, время - напряжение, блок 11 вычитания, схема 12-13 вычитания, <5

911570 . 4 формирователи 14 и 15 плоских лучей, сканаторы 16-17, переотражатели 1819, блок 20-21 запрета, генераторы 22- напряжения развертки, дифференциаторы 24-25, синхронизатор 26.

В состав блока 2 входят последовательно соединенные фотоприемник, усилитель-ограничитель и схема выделения переднего фронта сигнала развертки изображения. Блоки 3^_6 представляют собой SR-триггеры. Преобразователи 7-10 время - напряжение выполнены в виде интеграторов на основе операционных усилителей. Блок 11 вычитания состоит из двух схем 12 и 13 вычитания, изготовленных на основе операционных усилителей. В формирователях 14 и 15 плоских лучей используются щелевые маски, источники света и цилиндрические линзы. В качестве элементов 16-17 применены высокочастотные электромеханические сканаторы. В качестве переотражателей 18-19 могут быть применены, например, осциллографические гальванометры. Блок 20 запрета, как и схема 21, выполнен на основе аналоговых ключей и триггеров, управляющих этими ключами, на счетные входы которых подаются сигналы с вентилей VD1 и VD3 соответственно. Генераторы 22-23 напряжения развертки представляют собой генераторы напряжения треугольной формы. Дифференциаторы 24-25 выполнены на основе операционных усилителей. В состав синхронизатора 26 входит автоколебательный мультивибратор, ключевые схемы, распределяющие синхросигналы на генераторы 22, 23, и счетная схема, управляющая работой ключей.

Устройство работает следующим образом.

Поле зрения устройства развертывается поочередно. Сначала горизонтально ориентированным плоским лучом по вертикали, затем вертикально ориентированным плоским лучом по горизонтали. Указанную очередность сканирования обеспечивает синхронизатор 26 (фиг. 2), управляющий работой генераторов 22 и 23. В момент начала развертки по вертикали на вход S-триггера 3 подается сигнал единицы, формируемый с помощью дифференциатора и вентиля VD1. Горизонтально ориентированный плоский луч, сформированный в формирователе 14, проецируется на сканатор 16, который под действием напряжения треугольной формы

91 генератора 22 сканирует по поверхности переотражателя 18. С поверхности последнего плоский луч проецируется на рецепторное поле и осуществляет сканирование изображения по вертикали, смещаясь сверху вниз.

В момент пересечения плоским лучом верхней границы контура изображения на выходе блока 2 появляется сигнал, соответствующий переднему фронту сигнала фотоприемника, который подается на вход R-триггера 3. Таким образом, с выхода триггера 3 снимается импульс, длительность которого равна времени хода луча от начала сканирования по is вертикали до момента пересечения·с верхней границей контура изображения. В блоке 7 происходит преобразование длительности импульса в постоянное напряжение, которое затем запоминает-20 ся и поступает на первый вход схемы 12 вычитания блока 11.

Горизонтально ориентированный луч продолжает двигаться сверху вниз и достигает нижней границы рецелторного25 поля, что соответствует максимуму напряжения развертки генератора 22. В этот момент подается сигнал единицы через VD2 на вход S-триггера 4 и начинается обратный ход развертки jq горизонтально ориентированным плоским лучом. В момент пересечения лучом нижней границы контура изображения на выходе’блока 2 появляется сигнал, который подается на вход R-триггера ₃₅ 4. Последний формирует импульс, длительность которого равна времени хода луча от момента начала обратного хода развертки до момента пересечения с нижней границей контура. В блоке 8 ,₀ происходит преобразование длительности импульса в постоянное напряжение, которое затем запоминается и поступает на второй вход схемы 12 блока 11.

Напряжение на выходе схемы 12 рав-_/5 но разности входных напряжений и пропорционально смещению изображения по вертикали относительно центра.

В момент завершения обратного хода развертки по вертикали с выхода ₅₀ дифференциатора 25 через VD3 на схему 20 запрета поступает сигнал, разрешающий прохождение сигнала центри рования с выхода схемы 12 на переот1570 6 ражатель 18, а также начинается развертка вертикально ориентированным плоским лучом по горизонтали. В результате действия сигнала центрирования переотражатель 18 поворачивается так, чтобы выровнялись расстояния между противолежащими границами рецепторного поля с противолежащими им границами изображения по вертикали.

Центрирование по горизонтали’ осуществляется аналогично с помощью блоков 2, 5, 6, 9, Ю, 13, 15, 17, 19, 21, 23 и 25.

Быстродействие предлагаемого устройства на два порядка выше, чем у известных. Кроме этого изобретение реализуется с помощью более простых технических средств.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к автоматическому распознаванию зрительных образов , а именно к центрированию считывающих устройств относительно носи тел  информации. Известно устройство дл  центрировани  изображений, содержащее оптическую систему, два фотоэлемента, расположенные в фокальной плоскости оптической системы, два колеблющихс  зеркала, схему сравнени , генератор, усилитель, сканирующее устройство, причем при колебани х зеркал неболь шие краевые сегменты изображени  отражаютс  на соответствующие фотоэлементы , выходы которых подключены ко входам схемы сравнени , выход схемы сравнени  подключен ко второ .му входу усилител , к первому входу усилител  подключен выход генератора а выход усилител  подключен ко входу сканирующего устройства fl. Однако данное устройство при наличии разрывов в изображении не обеспечивает правильного центрировани , что существенно сужает область его применени . Известно также устройство дл  центрировани  изображений, содержащее поворотную платформу с расположенными на ней телевизионной трубкой с отклон ющими катушками, фотоэлектрическим блоком вычислени  координат центра т жести изображени , фотообъективами и фотодатчиками с щелевыми масками, блок электропривода поворота платформы, вход которого соединен с выходами фотодатчиков, а выходы через линию задержки с управл ющим входом видеоусилител , включенного между выходом телевизионной трубки и видеоконтрольным и вычислительным блоками, генераторы строчной и кадровой разверток, множительные блоки, первые входы которых подключены к выходам фотоэлектрического блока вычислени  координат центра т жести изображени , вторые входы - к выходам генераторов кадровой и строчной развертки соответственно, а выходы множительных блоков подключены к соответствующим отклон ющим катушкам 2J Известное устройство обеспечивает центрирование и при наличии разрывов в изображении, но отличаетс  значительной сложностью и низким быстроде ствием. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  известное устройство, содержащее бло ки передающих телевизионных трубок, триггеры, ключевые схемы, блок разверток , выходы которого соединены с соответствующими входами ключевых схем и блоков передающих телевизионных трубок, блоки вычитани , входы которых соединены с выходами ключевых схем, преобразователи врем  - на пр жение, входы которых соединены с выходами блоков вычитани , и блок электропривода, соединенный с выходами преобразователей врем  - напр жение , причем выходы блоков передающих телевизионных трубок соединены с одними входами триггеров, выходы блока разверток - с другими, а выходы триггеров - с управл ющими, входами ключевых схем 3 . Однако устройство  вл етс  сложным и имеет низкое быстродействие. Цель изобретени  - повышение быст родействи  и упрощение устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит блок сканировани  плоскими лучами и блок форми ровани  сигналов развертки изображени , одни входы триггеров соединены с выходом блока формировани  сигналов развертки изображени , другие входы - с соответствующими выходами блока сканировани  плоскими лучами, а пр мые выходы триггеров соединены со входами соответствующих преобразователей врем  - напр жение, выходы которых, соединены с соответствующими входами блока вычитани , подключенно го ко входам блока сканировани  .плос кими лучами. На фиг. 1 приведена блок-схема н фиг. 2 - функциональна  схема устрой ства дл  центрировани  изображений, Устройство .содержит блок 1 сканировани  плоскими лучами, блок 2 формировани  сигналов развертки изоб ражени , триггеры преобразовате ли , врем  - напр жение, блок 11 вычитани , схема 12-13 вычитани . формирователи и 15 плоских лучей, сканаторы 16-17, переотражатели 1819i блок 20-21 запрета, генераторы 2223напр жени  развертки, дифференциаторы , синхронизатор 26. В состав блока 2 вход т последовательно соединенные фотоприемник, усилитель-ограничитель и схема выделени  переднего фронта сигнала развертки изображени . Блоки представл ют собой SR-триггеры, Преобразователи 7-10 врем  - напр жение выполнены в виде интеграторов на основе операционных усилителей. Блок 11 вычитани  состоит из двух схем 12 и 13 вычитани , изготовленных на основе операционных усилителей. В формировател х 14 и 15 плоских лучей используютс  щелевые маски, источники света и цилиндрические линзы. В качестве элементов 16-17 применены высокочастотные электромеханические сканаторы. В качестве переотражателей 18-19 могут быть применены, например, осциллографические гальванометры. Блок 20 запрета , как и схема 21, выполнен на основе аналоговых ключей и триггеров, управл ющих этими ключами, на счетные входы которых подаютс  сигналы с вентилей VD1 и VD3 соответственно. Генераторы 22-23 напр жени  развертки представл ют собой генераторы напр жени  треугольной формы. Дифференциаторы выполнены на основе операционных усилителей. В состав синхронизатора 26 входит автоколебательный мультивибратор, ключевые схемы, распредел ющие синхросигналы на генераторы 22, 23, и счетна  схема, управл юща  работой ключей. Устройство работает следующим образом . Поле зрени  устройства развертываетс  поочередно. Сначала горизонтально ориентированным плоским лучом по вертикали, затем вертикально ориентированным плоским лучом по горизонтали . Указанную очередность сканировани  обеспечивает синхронизатор 2б (фиг. 2), управл ющий работой генераторов 22 и 23. В момент начала развертки по вертикали на вход З-триггера 3 подаетс  сигнал единицы, формируемый с помощью дифференциатора 24и вентил  VD1. Горизонтально ориентированный плоский луч, сформированный в формирователе И, проецируетс  на сканатор 1б, который под действием напр жени  треугольной формы 59 генератора 22 сканирует по поверхности переотражател  18. С поверхности последнего плоский луч проецируетс  на рецепторное поле и осуществл ет сканирование изображени  по вертикали , смеща сь сверху вниз. В момент пересечени  плоским лучом верхней границы контура изображени  на выходе блока 2 по вл етс  сигнал, соответствующий переднему фронту си1- нала фотоприемника, который подаетс  на вход R-триггера 3 . Таким образом с выхода триггера 3 снимаетс  импульс длительность которого равна времени хода луча от начала сканировани  по вертикали до момента пересечени -с верхней границей контура изображени  В блоке 7 происходит преобразование длительности импульса в посто нное напр жение, которое затем запоминаетс  и поступает на первый вход схемы 12 вычитани  блока 11. Горизонтально ориентированный луч продолжает двигатьс  сверху вниз и достигает нижней границы рецелторного пол , что соответствует максимуму напр жени  развертки генератора 22. В этот момент подаетс  сигнал единицы через VD2 на вход S-триггера 4 и начинаетс  обратный ход развертки горизонтально ориентированным плоским лучом. В момент пересечени  лучом нижней границы контура изображени  на выходе блока 2 по вл етс  сигнал, который подаетс  на вход R-триггера . Последний формирует импульс, длительность которого равна времени хода луча от момента начала обратного хода развертки до момента пересечени  с нижней границей контура. В блоке 8 происходит преобразование длительности импульса в посто нное напр жение, которое затем запоминаетс  и поступает на второй вход схемы 12 блока 1Т. Напр жение на выходе схемы 12 равно разности входных напр жений и пропорционально смещению изображени  по вертикали относительно центра. В момент завершени  обратного хода развертки по вертикали с выхода дифференциатора 25 через VD3 на схему 20 запрета поступает сигнал, разрешающий прохождение сигнала .центрировани  с выхода схемы 12 на переот706 ражатель 18, а также начинаетс  развертка вертикально ориентированным плоским лучом по горизонтали. В результате действи  сигнала центрировани  переотражатель 18 поворачиваетс  так, чтобы выровн лись рассто ни  между противолежащими границами рецепторного пол  с противолежащими им границами изображени  по вертикали. Центрирование по горизонтали осуществл етс  аналогично с помощью блоков 2, 5, 6, 9. 10, 13, 15, 17, 19, 21, 23 и 25. Быстродействие предлагаемого устройства на два пор дка выше, чем у известных. Кроме этого изобретение реализуетс  с помощью более простых технических средств. Формула изобретени  Устройство дл  центрировани  изображений , содержащее триггеры, блоки вычитани , преобразователи.врем  напр жение , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и упрощени  устройства, оно содержит блок сканировани  плоскими лучами и блок формировани  сигналов развертки изображени , одни входы триггеров соединены с выходом блока формировани  сигналов развертки изображени , другие входы - с соответствующими выходами блока сканировани  плоскими лучами, а пр мые выходы триггеров соединены с входами соответствующих преобразователей врем  - напр жение , выходы которых соединены с соответствующими входами блока вычитани , подключенного к входам блока сканировани  плоскими лучами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Stenley С. V., Uixon Т. Р. Horizon зсалпег has по rotating members . - Electronics, 19б1, № 2.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. 06 К , 1970.
3. 3. Патент США № 301002, кл. 7.50-203, опублик. 19б1 (прототип).