Claims (2)
25 накопителей. Кроме того, п1Ьи таком техническом решении снижаетс динамический диапазон регистрируемых величин, так как он ограничиваетс в этом случае люминофором электрон30 нолучевой трубки. Цель изобретени -.повышение раз решающей способности устройства и динамического диапазона регистрируемых сигналов при визуализации сигналов устройства. Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл двумерной пространственной фильтрации электрических сигналов, содержащее коммутатор пр мой и инверсный входы которого вл ютс соответствующими входами устройства, накопитель и блок синхр низации, первый выход которого соединен с управл ющим входом генерато ра функций преобразовани , второй выход блока синхронизации соединен с управл ющим входом блока сканировани , а третий и четвертый выходы блока синхронизации подключены соот ветственно к входам горизонтальной вертикальной развертки электроннолучевой трубки, введены cyMi iaTOp и узеЛ формировани максимального зна чени сигнала, вход которого соединен с инверсным входом устройства, а выход узла формировани максималь ного значени сигнала подклточен к п . вому входу суглматора, второй вход /которого соединен с выходом коммутатора , сигнальный вход которого со .( Щинен с выходом блока сканировани , сигнальные входы которого соединены с соответствующими выходами г,енератора функций преобразовани , а выхо сумматора соединен с сигнальным вхо дом электроннолучевой трубки, выход которой оптически св зан с входом накопител , который выполнезн в виде фоточувствительного транспаранта. Разрешающа способность такого |устройства определ етс тактовой . частотой работы генератора функций преобразовани , В своем предельном случае она равна разрешающей способ ности электроннолучевой трубки, Так например, дл телевизионного стандарта разрешение по вертикальной составл ющей Y равно .625 строкам, а врем развертки равно 65 мкс. Предполага разрешение по- горизонтали равное 400 элементам, NUJ получим , что дл прототипа это потребо .вало бы 625-400 25000 чеек. Технически такое разрешение делает нереальным его построение. Известное дл прототипа разрешение имеет 3232 1024 элемента, т.е. в нашем случае разрешение возросло в 25 раз Динамический диапазон регистриру емых значений также увеличиваетс . Действительно, число градаций, кото рое может быть различимо на экране электроннолучевой трубки, не превышает семи дл телевизионно:х стандарта . Если предположить, что размерность изображени элементов, то максимальное число отсчетов на выходе коммутатора таюкё равно MN. Фоточувствительный материал обеспечивает возможность регистрации TJMIN градаций, что вл етс впол-. не реальным дл них. Таким образом, динамический диапазон увеличиваетс в MN раз. На чертеже показана блок-схема устройства. Устройство включает генератор 1 функци-й преоб азовани , коммутатор 2, накопитель.3, блок 4 сканировани , сумматор 5, узел в формировани максимального значени сигнала, электроннолучевую трубку 7 и блок 8 синхронизации. Принцип действи устройства дл двумерной пространственной фильтрации основан на следующем отношении: N-N-4 (1) FCX,V)Z 1. a()i;(V,vvt)©4t,vi)3 m:« n:o где a{m,n) - двумерный дискретный сигнал; F(x,y) - обработанное изображение . Как видно из соотношени (1), устройство решает задачу построени двумерных функций преобразовани 4(x,m)©(y,n) , перемножени каждой из них на свою составл ющую спектра а(т,п) с последующим суммированием их. Генератор 1 функций преобразовани создает необходикые напр жени , которые описывеиот поведение функций преобразовани во времени, Дл функции Уолша-Адамара это многовыходной генератор, на каждом из выходов которого создаетс одна из двумерных функций анализа 4(х,т)®Ч(у,п) . Период этих функций равен периоду существовани составл ющей спектра а{т,п), Блок сканировани 4 синхронно с поступлением составл ющих а(т,п) подает на вход коммутатора 2 соответствующую двумерную функцию. Дискретный спектр в виде отсчетов а(га,п) и интвертированных отсчетов - a(m,n) поступает . на пр мой и инверсный входы коммутатора 2, В зависимости от значени функции преобразовани через, коммутатор 2 проходит либо а{т,п), либо - а(га,п). Эти сигналы, проход через сумматор 5, поступают-на вход модул тора электроннолучевой трубки 7, Задачей блока 8 синхронизации вл етс синхронное развертывание луча ЭЛТ 7 с создаваемой двумерной функцией преобразовани , Таким образом, на экране ЭЛТ 7 создаетс картина этой двумерной функции , причем ркость ее определ етс величиной сигнала а(га,п). Врем существовани этой картины должно быть кратно .периоду функции преобразовани . Помеща за экраном накопитель 3 световой энергии (фотопленку , фотопластинку и т.д.), получаем на выходе сигналы, пропорциональные F(x,y). Действительно, на накопителе 3 за врем , равное по влению отсчетов на коммутаторе 2 создаютс картины двумерных функций . Накладыва сь одна на другую, за врем накоплени они и дают требуемое распределение функций F(x,y) на плоскости накопител 3. На накопителе 3 световой энергии нельз получить отрицательные значени сигналов. Поэтог/гу дл регистр ции отрицательных значений a{m,n) устройство дополнительно содержит узел формировани максимального зна чени сигналов б, сигнал на выходе которого пропорционален максимальному значению a(m,n) за врем всей выборки отсчетов. Это значение долж но суммироватьс со значением сигна ла на выходе коммутатора 2. Следовательно, сигналы, регистри руелие на Вглходе накопител 3, on- редел ютс соотношением F Сх,у) (x,y)+const, (2) где Ь - коэффициент преобразовани ЭЛТ 7. Посто нна составл жвда может быть убрана либо соответствующей ре гулировкой ЭЛТ 7, либо в процессе по влений фотоматериала. При макетировании устройства в качестве преобразовател электрических сигналов в световую энергию использовалось видео-контрольное устройство (БУК) телевизионного стандарта.Пноговыходной генератор «формирующий дискретные функции Уолш позвол л создавать двумерные фун ции размерностью 8X8 элементов. В качестве накопител 3 примен лась фотопленка.. На экране ВК по закону много выходного генератора I за один такт развертки луча создавалась двумерна функци , причем ркость ее модулировалась зн чением коэффициента а(га,п). Затем последовательно 64 изображени проецировались на фотопленку. При по в лении ее наблюдалс восстановленный сигнсш, причем исключение того или иного отсчета а() позвол ло про .водить требуемую фильтрацию оптического изображени . Таким образом, в разработанном устройстве возможно увеличение разрешающей способности более, чем в 25 раз, а динамическ1 й диапазон тем больше, чем больше размерность преобразовани , в нашем случае эта велнчшга равна 64. Формула изобретени Устройство дл двумерной простравственной фильтрации электрических , сигналов, содержащее коммутатор, пр мой и инверсный входы которого вл ютс соответствующими входами устройства, накопитель и блок синхронизации , первый шлход которого соединен с управл квдим входом генератора функций преобразовани , второй выход блока синхронизации соединен с управл ющим входом блока сканировани , а третий и четвертый выходы блока синхронизации подключены соответственно к входам горизонтальной и вертикальной развертки . . электроннолучевой трубки,о т л и чающеес тем, что, с целью повышени разрешающей способности и динамического диапазона при визуализации сигналов устройства, в него введены сумматор и узел формировани максимального значени сигнала, вход которого соединен с инверсным входом устройства, а выход узла формировани максимзшьного значени сигнала подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом коммутатора , сигнальный вход которого соединен с выходом блока сканировани , сигнальные входы которого соединены с соответствующими выходами генератора функций преобразовани , а выход cyм aтopa соединен с входом модул тора электроннолучевой трубки , выход которой оптически св зан с входом накопител , который выполнен в В1аде фоточувствительного транспаранта . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Хармут Х.Ф., Эндрюс Н.К., Сабита К. Двумерные селективные фильтЗарубежна радиоэлектроника , 1973, 3, с. 69. 25 drives. In addition, the dynamic range of the recorded values is reduced in this technical solution, since it is limited in this case to the phosphor of the electron 30 of the receiving tube. The purpose of the invention is to increase the resolution of the device and the dynamic range of the recorded signals when visualizing the signals of the device. This goal is achieved by having a device for two-dimensional spatial filtering of electrical signals containing a forward and inverse switch of which are the corresponding inputs of the device, a drive and a synchronization unit, the first output of which is connected to the control input of the generator of conversion functions, the second output of the block synchronization is connected to the control input of the scanning unit, and the third and fourth outputs of the synchronization unit are connected respectively to the inputs of the horizontal vertical the cathode of the cathode-ray tube, the cyMi iaTOp and the node forming the maximum value of the signal, the input of which is connected to the inverse input of the device, are entered, and the output of the node forming the maximum value of the signal is connected to p. the second input of the deviator, the second input of which is connected to the output of the switch, the signal input of which is co. which is optically connected to the input of the storage device, which is made in the form of a photosensitive transparency. The resolution of this device is determined by the clock frequency of the function generator of the transducer. In its limiting case, it is equal to the resolution of the cathode ray tube, For example, for a television standard, the vertical resolution of the Y component is equal to .625 lines, and the sweep time is 65 µs. Assuming the horizontal resolution equal to 400 elements, NUJ For a prototype, this would require 625-400 25000 cells. Technically, this resolution makes it unrealistic. The resolution known for the prototype has 3232 1024 elements, i.e. in our case, the resolution has increased 25 times. The dynamic range of the recorded values also increases. Indeed, the number of gradations that can be discernible on the screen of a cathode ray tube does not exceed seven for a television: x standard. If we assume that the dimension of the image of the elements, then the maximum number of samples at the output of the switch, tayu, is MN. The photosensitive material provides the possibility of registering TJMIN gradations, which is in full. not real for them. Thus, the dynamic range is increased MN times. The drawing shows a block diagram of the device. The device includes a generator 1 function transform, switch 2, accumulator 3, scan unit 4, adder 5, a node in forming the maximum signal value, electron beam tube 7 and synchronization unit 8. The principle of the device for two-dimensional spatial filtering is based on the following relationship: NN-4 (1) FCX, V) Z 1. a () i; (V, vvt) © 4t, vi) 3 m: "n: o where a { m, n) is a two-dimensional discrete signal; F (x, y) - processed image. As can be seen from relation (1), the device solves the problem of constructing two-dimensional transformation functions 4 (x, m) © (y, n), multiplying each of them by its spectrum component a (m, n), followed by summing them up. The transformation function generator 1 creates the necessary voltages that describe the behavior of the time conversion functions. For the Walsh-Hadamard function, this is a multi-output generator, at each output of which one of the two-dimensional analysis functions is created 4 (x, t) ®F (y, n) . The period of these functions is equal to the period of existence of the spectrum component a (t, n), Scanning Unit 4 synchronously with the arrival of the components a (t, n) supplies the input of switch 2 with a corresponding two-dimensional function. The discrete spectrum in the form of readings a (ha, n) and inverted readings — a (m, n) arrives. to the direct and inverse inputs of switch 2, Depending on the value of the conversion function through, switch 2 passes either a (m, n) or a (ha, n). These signals, passing through the adder 5, arrive at the input of the modulator of the cathode ray tube 7. The task of the synchronization unit 8 is to synchronously deploy the CRT beam 7 with the generated two-dimensional conversion function. Thus, a picture of this two-dimensional function, and the brightness it is determined by the magnitude of the signal a (ha, p). The lifetime of this picture must be a multiple of the period of the transform function. Placing behind the screen the accumulator 3 of light energy (film, photographic plate, etc.), we obtain at the output signals proportional to F (x, y). Indeed, on drive 3, pictures of two-dimensional functions are created in a time equal to the appearance of counts on switch 2. Overlapping one another, during the accumulation time they give the required distribution of the functions F (x, y) on the plane of accumulator 3. On accumulator 3 of light energy it is impossible to obtain negative values of the signals. Poet / gu for registering negative values of a {m, n) the device additionally contains a node for forming the maximum value of signals b, the output signal of which is proportional to the maximum value of a (m, n) during the entire sampling period. This value should be summed with the signal value at the output of switch 2. Therefore, the signals recorded on the drive of the drive 3 of the accumulator 3 are defined by the ratio F Cx, y) (x, y) + const, (2) where b is the coefficient CRT transformations 7. The permanent component can be removed either by appropriate adjustment of the CRT 7, or in the process of photo material occurrences. When the device was designed as a converter of electrical signals into light energy, a video control device (BEECH) of the television standard was used. The output generator “generating Walsh discrete functions allowed us to create two-dimensional functions with dimensions of 8 × 8 elements. A photographic film was used as accumulator 3. On the VC screen, according to the law, a lot of output generator I created a two-dimensional function in one clock sweep, and its brightness was modulated by a factor a (ha, n). Then successively 64 images were projected onto a film. When it was added, the restored signal was observed, and the exclusion of one or another reference point a () allowed the required filtering of the optical image. Thus, in the developed device, it is possible to increase the resolution by more than 25 times, and the dynamic range is greater, the greater the dimension of the transformation, in our case, this well is 64. Invention The device for two-dimensional spatial filtering of electrical signals containing a switch The direct and inverse inputs of which are the corresponding inputs of the device, the drive and the synchronization unit, the first gate of which is connected to the control input of the function generator transform The second output of the synchronization unit is connected to the control input of the scanning unit, and the third and fourth outputs of the synchronization unit are connected to the inputs of the horizontal and vertical scanning, respectively. . an electron beam tube, so that, in order to increase the resolution and dynamic range when visualizing the device signals, an adder and a maximum value forming unit are inputted to it, the input of which is connected to the inverse device input, and signal is connected to the first input of the adder, the second input of which is connected to the output of the switch, the signal input of which is connected to the output of the scanning unit, the signal inputs of which are connected respective conversion function generator outputs, as output cym atopa connected to the input of the modulator cathode ray tube, whose output is optically coupled to the input of the accumulator which is arranged in the photosensitive V1ade transparency. Sources of information taken into account in the examination 1. Harmut H. F., Andrews N. K., Sabita K. Two-dimensional selective filter Foreign electronics, 1973, 3, p. 69
2. Хармут Х.Ф. Теори секвентивного анализа, М., Мир, 1980, с.203 (прототип).2. Harmut H.F. Theory of sequential analysis, M., Mir, 1980, p.203 (prototype).
a a
II