Устройство для корреляционной обработки изображений
Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в системах распознавания изображений, анализа сцен и кластеризации для одновременного вычисления корреляционной функции входного изображения с несколькими эталонными изображениями. Цель изобретения-- расширение области применения устройства за счет формирования корреляционных функций одновременно с несколькими эталонами. Это достигается введением в устройство мультиплексора и демультиплексора с соответствующими связями с другими элементами устройства, а также соответствующим выполнением линейки щелевых диафрагм 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЫИСГИЧЕСКИХ
P E C I IV 5 JlI)IK
ГОСУД/1Р СТВЕ HHbll)I КОМИТЕТ ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ Г".HÒ ..ССР ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCKOMÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! Щ 1 а (21) 4691594/24 (22) 19.05.89 (46) 15.01.92. Бюл. 1ч . 2 (71) Научно-исследовательский институт радиооптики (72) M.À.Майорчук и Ю,С.Самохин (53) 681.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N 1505277, кл. 5 06 К 9/00, 1988, (54) УСТPОЙСГВО ДЛЯ КОPРЕЛЯЦИОН— НОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к опгоэлектронике и может быть использовано в системах Иэоб)ретение относится v оптозлек хронике и может быть использовано в системах распознавания изображений, анализа сцен и кластеризации для одновременного вычисления корреляционной функции входного изображения с несколькими эталонными изображениями, Цель изобретения — расширение облас)и применения усгройства путем формирования корреляционных функций одновременно с несколькими эталонами. На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства: на фиг.2— пример выполнения блока формирования дополнительных синхрои riynt,eon на фиг.3 — пример выполнения блока уира«лс« ил, на фиг,4 — временные диаграмы работы устройства, Устройство содержит (фиг.1) блок 1 памяти, состоящий из одинаковых ячеек 2 памяти, адресные входы которых обьединены и являются адресными входами блока 1 памяти, мультиплексор 3, линейку 4 излучателей света. анаморфотный коллиматор 5 света, акустооптический модулятор 6 света, блок 7 проецирования изображений, решет. Ж 1705843 А1 распознавания изображений, анализа сцен и кластеризации для одновременно)о вычисления корреляционной функции входного изображения с несколькими эталонными изображениями lent изобретения — рэс!» рение области применения устройства за счe формирования корреляционных функций одновременно с несколькими эталонэми. Это достигается введением в устрой.:гво мультиплексора и демультиплексора с спответствующими связями с другими элемен тами устройства. э также соотвегствy ott;t;r выполнением линейки щелевых диз (ра) .л 4 ил. Kу 8 .целеных диафр гм, расг олс жени,,:ь в светочувствительной плоскосги Г1Э(фс —.оматрицы 9, дел ул: т..плексор 0, I)nov 1. »ь,деления строчных имоу lt«.îâ, бл .:. формирования дпполнигельных син:юимпульсов и 610К 13 управ)1е1 ия. Анаморфотный коллиматор 5 содер ки. цилин)1ричес. le линзы 14 — 16. Блол П1 оецирования изображений содержит с ь рическую линзу 17 и цилиндрические n«:çü 18 и 19. Блок формирования доп0nниTånüíûx синхроимпульсов (фиг.2) содержит генератор 20 тактовых ил пульсов счетчик 21. дешифраторы 22 — 24, форл ироват),»ь 25 импульса, счетчик 26 импульсов, тригге1) 27, элементы И 28 и 29, элементы ИЛИ 30 и 31, триггеры 32 и 33, элементы ИЛИ 34 и 3".), Блок управления содержит (фиг.3) узел 36 управления ПЭС-фотоматрицей и узел 37 управления блоком памяти, à так>хе фсрмирователь 38 длительности. двойчнь,й счетчик 39, триггер 40, Узел 37 управления блоком памяти со держит тактовый генератор 41, с«ет «1v 42, 1705843 55 реляционной функции строки входного иэображения, введенной в акустооптический модулятор 4 света, с соответствующими строками эталонного иэображения. На этом первый такт работы устройства закончен, В последующие (и — 1) такты (и— количество эталонных изображений), описанный алгооитм оаботы Устройства повторяется с той разницей, что двоичный с .е гчик 39 считает дополнительные синхроимпульсы, вырабатываемые блоком 12 формирования дополнительных синхроимпульсов, задавая в i-м такте i-ый адрес на адресном входе мультиплексора 3, что приводит в каждом такте к считыванию различных эталонных иэображений, хранящихся в ячейках 2 памяти блока 1 памяти. В результате. в последних и строках ПЗС-фотоматрицы 9 (верхняя иэ этих строк открыта, считая, что сдвиг потенциального рельефа по ПЗС-фотоматрице 9 идет вниз, остальные закрыты экраном) сформировано по одной строке корреляционной функции входного изображения с и эталонными изображениями. Последующие и тактов работы устройства предназначены для считывания последних и строк ПЗС-фотоматрицы 9, Срез и-го дополнительного синхроимпульса вызывает появление на выходе переноса счетчика 39 активного уровня и сброс триггера 40, однако в п-ом такте в работе устройства больше ничего не изменяется, так как узел 36 управления ПЗС-фотоматрицей запущен фронтом и-го дополнительного синхроимпульса. Фронт (n + 1)-го дополнительного синхроимпульса вызывает появление импульса на выходе переноса счетчика 26, который сбрасывает триггер 27, задавая низкий уровень на одном из входов И 28, блокируя прохождение импульсов дешифратора 23 и разблокируя дешифратор 24. Узел 37 управления блоком памяти заблокирован высоким уровнем на инверсном выходе триггера 40, поступающим на входы сброса двоичных счетчиков 42 и 46, Фронт (и + 1)-го дополнительного синхроимпульса поступает на первый вход узла 36 управления ПЗС-фотоматрицей, вызывая формирование на второй линии первой группы выходов узла 13 управления сигналов для параллельного переноса заряда в последних и строках ПЗС-фотоматрицы 9. При этом нижняя строка попадает в выходной сдвиговой регистр ПЗС-фотоматрицы 9. По окончании параллельного переноса последних п строк ПЗС-фотоматрицы 9 верхняя из этих и строк не имеет зарядового рельефа. Время, необходимое для параллельного переноса, задается дешифратором 22 также, как и в предыдущем цикле накопления. После сброса триггеров 32 и 33 и счетчика 21 импульсом дешифратора 22 высокий уровень на инверсных выходах триггеров 32 и 33 разрешает работу дешифраторов 23 и 24. Но фронт (п + 1)-го дополнительного синхроимпульса разблокирует дешифратор 24 и блокирует дешифратор 23, Срезом импульса на первом входе узла 36 управления ПЗС-фотоматрицей инициируется считывание информации с выходного регистра ПЗСфотоматрицы 9, т.е, строки кар реля цион ной функции входного изображения с первым эталонным изображением. Поскольку двоичный счетчик 39 сбрасывается (и + 1)-м дополнительным синхроимпульсом в единицу, на третьей группе выходов блока 13 управления устанавливается двоичный код. соответствующий единице. Этот код поступает на управляющие входы демультиплексора 10, который коммутирует выходной сигнал на выход устройства, номер которого соответствует коду на управляющих входах демультиплексора 10, Двоичный код в такте считывания поступает со счетчика 39 и на управляющий вход мультиплексора 3. однако высвечивания эталонных изображений не происходит, так как узел 37 управления блоком памяти заблокирован высоким сигналом на инверсном выходе триггера 40, поступающим на входы сброса счетчиков 42 и 46, вследствие чего на второй группе выходов блока 13 управления установлен нулевой код. По нулевому адресу в ячейках 2 памяти блока 1 памяти не содержится информации. Через время Т>, необходимое для считывания информации с выходного регистра ПЗС-фотоматрицы 9, дешифратор 24 формирует импульс, устанавливающий триггер 33, а на выходе блока 12 формирования дополнительных синхроимпульсов сигнал переходит с низкого у ровня на высокий. На этом(п+ 1)-ый такт работы устройства заканчивается, Далее, до прихода очередного строчного синхроимпульса устройство работает аналогично работе в (n + 1)-ом такте. но счетчик 39, считая (n+1)-ый дополнит .льный синхроимпульс после начала строчного синхроимпульса, формирует код числа i на третьей группе выходов блока 13 управления, поступающий на управляющие еходы демультиплексора 10, подключая выходной регистр ПЗС-фотоматрицы 9 к I-ому выходу демультиплексора 10. Узел 37 управления блоком памяти до прихода очередного строчного синхроимпульса остается заблокированным. Итак, за период одной строки входного иэображения происходит вычисление корреляционной функции одной строки входно1705843 го изображения с и эталонными изображениями, суммирование их с соответствующими вычисленными ранее корреляционными функциями строк входного изображения с эталонными изображениями для получения двумерных корреляционных функций входного иэображения с эталонными иэображениями, Таким образом, с выхода ПЗС-фотоматрицы считываются сигналы, адекватные двумерным корреляционным функциям обрабатываемого изображения с эталонными. Одновременное вычисление корраляционных функций с несколькими эталонами соответствующим образом расширяег область применения устройства, которое может быть использовано как в составе комплекса оптико-цифровой обработки изображений в сочетании с цифровыми ЭВМ, так и в качестве самостоятельной системы для обработки изображений, Формула изобретения Устройство для корреляционной обработки изображений. содержащее последовательно расположенные и оптически связанные линейку излучателей света, анаморфотный коллиматор, акустооптический модулятор света, управляющий вход которого является входом устройства, блок проецирования иэображения, линейку щелевых диафрагм и фотопреобразователь, выполненный в виде ПЗС-фотоматрицы, а также блок памяти, блок управления, первая и вторая группы выходов которого подключены соответственно к управляющим входам ПЗС-фотоматрицы и блока памяти, блок выделения строчных синхроимпульсов, вход которого соединен с управляющим входом 5 акустооптического модулятора света, и блок формирования дополнительных синхроимпульсов. вход и выход которого подключены соответственно к выходу блока выделения строчных синхроимпульсов и к первому вхо10 ду блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет формирования корреляционных функций одновременно с несколькими эталонами, в него введены 15 мультиплексор и демультиплексор, управляющие входы которых соединены соответственно с третьей группой выходов блока управления, информационные входы и выходы мультиплексора подключены соответ20 ственно к выходам блока памяти и к входам линейки излучателей света, информационный вход демультиплексора соединен с выходом ПЗС-фотоматрицы, выходы демультиплексора являются выходами уст25 ройства, второй вход блока управления соединен с выходом блока выделения строчных синхроимпульсов, при этом отношение шага строк ПЗС-фотоматрицы к расстоянию между излучателями света в линейке в и раз 30 меньше общего увеличения анаморфотного коллиматора и блока проецирования изображения, а расстояние между щелевыми диафрагмами в линейке в и раз превышает шаг строк ПЗС-фотоматрицы, где п — коли35 чество эталонов. 1705843 1705843 Составитель С. Бабкин Техред M.Moðãåíòàë Корректор i. Г1атай Редактор С. Лисина Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, у . : агарина, 101 Заказ 195 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
