Логическое устройство для обработки изображений

 

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

300866

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 30.VI.1969 (№ 1342568/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 07. IV.1971, Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 10Х1.1971

МПК G 02f 3/00

Н 03k 19/00

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.374.33:621. .383(088.8) Авторы изобретения

Е, П. Попечителев и Р. E. Быков

Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) Заявитель

ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

И 3 О БРА)К E Н И Й

Изобретение относится к вычислительной технике и оптоэлектронике и может быть использовано для решения некоторых логических операций (конъюнкция, дизъюнкция и др.) над импульсными последовательностями, разнесенными во времени (например, над последовательными телевизионными двоичными сигналами). Такие задачи могут встретиться при построении систем классификации объектов по признакам, которые анализируются методом последовательного перебора. Анализирующая система в этом случае работает с телевизионным сканирующим датчиком, который периодически воспроизводит видеосигнал анализируемого изображения, или с оперативным запоминающим устройством (например, видеомагнитофоном) . При каждом акте воспроизведения исследуется один какойнибудь признак. Информацию о наличии этого признака в некоторых точках изображения необходимо запомнить, а затем сравнить с информацией о наличии других признаков.

Известно логическое устройство, содержащее передающую телевизионную трубку, генераторы разверток, видеоусилитель и блок питания.

Предложенное устройство отличается тем, что оно дополнительно содержит ключевые элементы, логические схемы, буферный входной каскад, блок выбора логической функции. ЗО

Это позволяет расширить функциональные возможности устройства.

На фиг. 1 показана схема логического устройства; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу видикона.

Логическое устройство содержит передающую телевизионную трубку 1 типа видикона и блоки, обеспечивающие режим его работы: генераторы разверток и блок питания 2. Управляющий электрод видпкона подключен и импульсному формирователю 3, на который через коммутатор 4 поступает входная импульсная последовательность пли прямо с буферного каскада 5, илп прошедшая схему

«НЕ» 6. Сигнальная пластина впдпкона подключена к видеоусилителю 7, на выходе которого включен ключевой каскад 8 и схема

«НЕ» 9. Чтобы обеспечить требуемую засвегку мишечи видикона в схему введен блок 10 управляемой импульсной засветки. Решение той или иной логической операции обеспечивается блоком 11 выбора логической операции, который синхронизпруется от внешнего источника импульсной последовательности и управляет работой коммутатора 4, каскада 8 н блока 10.

Возможность осуществления логических операций при использовании запоминающих свойств мишени види кона иллюстрируется с помощью диаграмм на фиг. 2.

300866

Перед записью первой последовательности мишень видикона засвечивается световым импульсом, генерируемым блоком 10.

Мишень равномерно заряжается до потенциала U,, определяемого импульсным свето- 5 вым потоком и индивидуальными особенностями мишени.

На все электроды видикона, кроме управляющего, с помощью блока питания 2 задаются,потенциалы, соответствующие оптимальному 1)ежиму с коммутацией пучком медленных электронов. По управляющему электроду видикон заперт.

При подаче на управляющий электрод первой последовательности импульсов U (фиг. 2, а), которые предварительно стандартизуются по амплитуде, на мишени трубки возникает потенциальный рельеф U„) (фиг. 2, б) вследствие модуляции электронов сканирующего пучка по плотности. С помощью импульсного формирователя 8 амплитуда входных импульсов выбирается такой, чтобы обеспечивалось полное отпирание трубки.

В таком режиме работы ток пучка имеет им995 пульсный характер. sop t npu Usx- =- U

is= о при U„x — о

Такой же характер носит и ток сигпальнои

ПЛаСтИНЫ i»tx) (фИГ. 2, В), 1ввр | — ОПтИМаЛЬное значение тока пучка, обеспечивающее практически полное считывание потенциала мишени.

Следующая последовательность импульсов

U,„° (см. фиг. 2, г) подается на управля ощий электрод видикона, на мишени которого сохраняется потенциальный рельеф от предыдущей записи (U„), фиг. 2, б). Выходной ток в цепи сигнальной пластины протекает только

)в том случае, если Usx o =U и при этом сканируется элемент мишен1и, имеющий U„=U..

В результате выходной ток i,„,x- q соответствует логической операции «отрицание нмпликации», т. е. /вых = он 1вых 2 — вх 2 + Usx 1 (см. фиг. —, д), 50 а оставшийся потенциальный рельеф — one рации «отрицание дизъюнкцпи»

U„2= — Usx 1 V Usx- в (см. фиг. 2, е).

Этот, потенциал может быть считан во время специального цикла считывания. Если сигнал пропустить через схему «НЕ» 9, то могут быть получены логические операции

60 дизъюнкция Usex = Usx 1 1/ /вх 2

И

ИМПЛИКаЦИЯ Сгвых = Usx 2 U вх 1

Результат логической операции дизъюнкцин может быть получен без специального цикла считывания, если вторую последовательность подавать на управляющий электрод через схему «НЕ» б (см. фиг. 2, ж) Usx — U.,-.

B этом случае /вых — — Rs 1вых 2 = Usx ) / Usx 2(СМ. фИГ. 2, 3) (см. фиг. 2, и) . ггг

1-гы2=Usx 2 +Usx 1

При решении операции конъюнкции необходимо первую последовательность перед записью пропустить через схему «НЕ» б (см. (фИГ. 2, К, U,„= U,x) ), а ВтОруЮ ПОдаВатЬ прямо. Это позволяет получить вывод, что ь данном случае вых — RH г вых2: Usx 1 Л Увх 2 — КОНЪ|ОНКЦИ я (см, фиг. 2, л), а

U„o = U„1 —. U„x q — отРицапие импликации (см. фиг. 2, м).

При использовании схемы «НЕ» 9 получаем

U,ых =- 11- 1 /, Usx = U,x)/U-2 — ОПЕРациЯ

Шеффера или

Uss x = Usх 1 ) Usx 2 ИМПЛИКаЦИЯ.

Если необходимо решать конъюнкцию от

НЕСКОЛЬКИХ ПОСЛЕдОВатЕЛЬНОСтЕй У,x 1, Usx ..., U,x (конъюнкция соответствует пересечению последовательностей, т. е. ищет часть, общую для всех), то результат конъюнкции двух первых последовательностей может быть оставлен на мишени. Затем после записи третьей последовательности сохраняется результат коныонкции трех последовательностей и т. д. При записи последней последовательности считывается общая конъюнкция. Для сохранения на мишени результата конъюнкции все последовательности, кроме последней, перед записью пропускаются через схему

«НЕ» б. Для случая двух последовательностей это соответствует получению потенциального рельефа

U;,> = Usx ) Л U,x > (см. фиг. 2 и).

При записи последней из и последовательностей она минует схему «НЕ», поэтому

1/вых = ((° ° ((1.)вх 1 /\ Usx 2 )) Л Usx 3 ) Л

/ ° ° ° Л 1 вхв ° ° )) = — Л Uâ,õx; °

С помощью описанного устройства могут быть решены и более сложные логические функции с несколькими последовательностями.

Перед решением каждой новой логической функции необходимо засветить мишень видикона. В качестве элемента, генерирующего световой импульс засветки, следует использовать электролюминесцентные панели, обладающие рядом преимуществ по сравнению с известными механическими устройствами засветки (обтюраторами) или с лампами-вспышками. Разработанные в настоящее время панели обладают большой светоотдачей при высоком

3008G6

Ь

40 быстродействии, легко управляемы, питаются от низковольтных источников напряжения и имеют малые размеры. Блок выбора логической операции, представляющий собой импульсное устройство, которое генерирует управляющие импульсы синхронно с работой внешнего источника импульсов, управляет работой коммутатора 4, ключевого каскада 8 и блока импульсной засветки 10. Ключевой каскад 8 отпирается при считывании результата логической операции.

Таким образом, при использовании запоминающих свойств мишен и видикона могут быть вычислены следующие логические операции: дизъюнкция U(/ U2 конъюнкция U) Л 12, импликация UI — - U2, импликация Uq — Ui, отрицание дизъюнкции U> \/ l,; отрицание конъюнкции или операция Шеффера U, /i U., = U i U„ отрицание импликации UI — U2 отрицание импликации Uz - - U,.

При определенной программе работы устройства могут быть вычислены и более сложные логические функции, включающие перечисленные операции, над несколькими импульсными последовательностями, и например, /i U, .

1=1

Аналогичные результаты могут быть получены, если входные сигналы подавать в катод видикона, используя модуляцию электронов пучка по скорости.

Однако для получения качественной работы устройства сигнал необходимо подавать и на другие электроды трубки (управляющий электрод, анод, фокусирующий электрод), что усложняет устройство в целом. При необходимости сочетать обработку непрерывных сигналов с импульсными запись по катоду целесообразнее.

При обработке импульсных сигналов описанное устройство имеет несомненное преимущество. Практически любой видиконньш канал при добавлении нескольких импульсных схем может быть использован в качестве логического устройства.

Логическое устройство работает при подаче имп льсных сигналов, однако оно моткет быть использовано при изучении непрерывных сигналов, например при поиске некоторых характеристик изображений. В этом сл;чае импульсный формирователь представляет собой пороговую схему с переменным порогом, причем входной сигнал должен периодически воспроизводиться с помощью какого-нибудь запоминающего устройства.

Вместо виднкона может быть использована передающая трубка другого типа, например суперортикон.

Предмет изобретения

Логическое устройство для обработки изображений, содержащее передающую телевизионную трубку, например видикон, генераторы разверток, видеоусилитель и блок питания, отлича ои1ееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей оно дополнительно содержит импульсный формирователь, соединенный с управляющим электродом трубки; ключевой каскад, включенный на выходе видеоусилителя; блок им пульсной засветки »ишени и блок выбора логической функции, связанный с ключевым каскадом и блоком засветки; буферный входной каскад; коммутатор, соединенный со входом импульсного формирователя, и две схемы «НЕ», причем одна нз них связана с буферным каскадом и первым входом коммутатора, второй вход которого соединен непосредственно с буферным каскадом, а другая схема «НЕ» подключена к выходу ключевого каскада.

300866

Их (г х1 у UM1 г идхг быхг

17иг

Мтг, У

3 сй/хг

euz,.2

Составитель И. Н. Горелова

Техред Л. В. Куклина Корректор О. Б. Тюрина

Редактор Л. А. Утехина

Заказ 159/653 Изд. ¹ 509 Тираж 473 Подписное

ЦНИ11ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»