Устройство для измерения оптической плотности изображения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее коллиматор, оптически связанный с источником монохроматического излучения и с первым светоделительным элементом, распределитель импульсов, соединенный с одним входом первого формирователя сигналов , другие входы которого подключены к сумматору и к коммутатору, с входами блоков сканирования и сравнения, выходы которого подключены к коммутатору, усилитель, соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, первый фокусирующий элемент, оптически связанный с вторым фокусирукндим элементом, отличающееся тем, что, с цепью повышения точности устройства , оно содержит первый модулятор оптически связанный с первым светодительным и фокусирукнцим элементами , второй формирователь сигналов, входы которого соединейы с усилителем и с распределителем импульсов, а выходы подключены к сумматору, к блоку, сравнения и к первому формирователю сигналов, выход которого является выходом устройства, и последовательно оптически связанные первый отражательный элемент, вход которого оптически связан с первым светоделительным элементом, второй модулятор , подключенный к распределителю импульсов, второй отражательный элемент и второй светоделительный элемент, оптически связанный с вторым фокусирующим элементом и с фотоэлектрическим преобразователем. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, второй формирователь сигналов содержит перV вый элемент ИЛИ, входы которого являются первьм и вторым входами формирователя , а выход соединен с одним входом первого триггера, другой вход которого подключен к элементу сравнения, один вход которого является третьим входом формирователя, а другой соединен с генератором пилообразного напряжения, первый элесо мент. И, входы которого подключены к а генератору импульсов и к единичному О5 выходу первого триггера, а выход О) соединен с одним входом второго и оо третьего элементов И, другой вход которых подключен к выходам второго и третьего триггеров соответственно , входы которых являются входами формирователя, четвертый триггер, входы которого соединены с выходами первого элемента ИЛИ и элемента сравнения, а выход подключен к ключу , соединенному с входом генератора, пилообразного напряжения, пятый триггер, входы которого подключены к выходам элемента сравнения и второго элемента ИЛИ, а выход соединен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1096668

3св 06 K 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3566248/18-24 (22) 22.03..83 (46) 07.06.84. Бюл. ¹ 21 (72) Г.П.Апарин, В.К.Ероховец, А.Я.Кулешов, Э.Н.Леонович и Н.А.Ярмош (71) Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (53) 681.18 (088.8) (56) 1. Патент ГДР № 134031, кл. О 06 К 11/00, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3422255/ 18-24, кл. С 06 К 11/00, 1982. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее коллиматор, оптически связанный с источником монохроматического излучения и с первым светоделительным элементом, распределитель импульсов, соединенный с одним входом первого формирователя сигналов, другие входы которого подключены к сумматору -и к коммутатору, с входами блоков сканирования и сравнения, выходы которого подключены к коммутатору, усилитель, соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, первый фокусирующий элемент, оптически связанный с вторым фокусирующим элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит первый модулятор оптически связанный с первым светодительным и фокусирующим элемента- ми, второй формирователь сигналов, входы которого соединейы с усилителем и с распределителем импульсов, а выходы подключены к сумматору, кблоку. сравнения и к первому формирователю сигналов, выход которого является выходом устройства, и последо- вательно оптически связанные первый отражательный элемент, вход которого оптически связан с первым светоделительным элементом, второй модулятор, подключенный к распределителю импульсов, второй отражательный элемент и второй светоделительный элемент, оптически связанный с вторым фокусирукицим элементом и с фотоэлектрическим преобразователем.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, второй формирователь сигналов содержит пер- р вый элемент ИЛИ, входы которого З являются первым и вторым входами формирователя, а выход соединен с одним входом первого триггера, другой вход которого подключен к элементу сравнения, один вход которого являФ ется третьим входом формирователя, а другой соединен с генератором пилообразного напряжения, первый элемент. И, входы которого подключены к генератору импульсов и к единичному выходу первого триггера, а выход соединен с одним входом второго и

С5 третьего элементов И, другой вход QO которых подключен к выходам второго и третьего триггеров соответственно, входы которых являются входами формирователя, четвертый триггер, входы которого соединены с выходами первого элемента ИЛИ и элемента сравнения, а выход подключен к ключу, соединенному с входом генератора, пилообразного напряжения, пятый триггер, входы которого подключены к выходам элемента сравнения и второго элемента ИЛИ, а выход соединен

1096668 с одним входом четвертого и пятого элементов И, другие входы которых подключены к генератору импульсов и к единичным выходам второго и треть его триггеров соответственно, а выходы соединены с входами второго

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в част" ности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано при цифровой обработке иэображения.

Известно устройство для измерения оптической плотности изображения, содержащее блок проецирования изображения, оптически связанный с фото- 10 электронными умножителями, выходы которых подключены к усилителю и инвертору соответственно, распределитель импульсов, блок сравнения, коммутатор и логический блок Q 1 3.

Недостаток устройства состоит в недостаточно высоком быстродействии.

Наиболее близким по технической

Сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее блок проецирования изображения, оптически связанный с фотоэлектронными умножителями, выходы которых подключены к входам соответствующих усилителей, инвертор, соединенный с выходом одного усилителя, распределитель импульсов, подключенный к блоку проецирования изображения и к одному входу блока сравнения, выходы которого соединены с комму- 30 татором, сумматор, входы которого соединены с инвертором, с соответствующим усилителем и с распределителем импульсов, а выход подключен к другому входу блока сравнения, и формирователь признаков отсчетов, входы которого соединены с коммутатором и с сумматором, а выход является выходом устройства (2 3. !

Недостаток известного устройства 40 состоит в недостаточно высокой точности измерения оптической плотности иэображения, вызванной наличием двух оптоэлектронных каналов, нестабильэлемента ИЛИ и элемента задержки, подключенного к выходу пятого элемента И и к одному входу третьего элемента ИЛИ, другой вход которого является четвертым входом формирователя . ностью чувствительности фотоэлектронных умножителей и коэффициентов усиления усилителей в этих каналах, темновым током фотоэлектронных умножителей.

Целью изобретения является повышение точности измерения оптической плотности за счет использования общего тракта усиления видеосигнала для измерительного и опорного светового потока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коллиматор, оптически связанный с источником монохроматического излучения и с первым светоделительным элементом, распределитель импульсов, соединенный с одним входом первого формирователя сигналов, другие входы которого подключены к сумматору и к коммутатору, с входами блоков сканирования и сравнения, выходы которого подключены к коммутатору, усилитель, соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, первый фокусирующий элемент, оптически связанный с вторым фокусирующим элементом, содержит первый модулятор, оптически связанный с первыми светоделительным и фокусирующим элементами, второй формирователь сигналов, входы которого соединены с усилителем и с распределителем импульсов, а выходы подключены к сумматору, к блоку сравнения и к первому формирователю сигналов, выход которого является выходом устройства,и последо" вательно оптически связанные первый отражательный элемент вход которого оптически связан с первым светоделительным элементом, второй модулятор, подключенный к распределителю импульсов, второй отражательный элемент и

3 10966 второй светоделительный элемент, оптически связанный с вторым фокусирую щим элементом и с фотоэлектрическим преобразователем.

Кроме того, второй формирователь сигналов содержит первый элемент И31И, входы которого являются первым и вторым входами формирователя, а выход соединен с одним входом первого триггера, другой вход которого подключен к элементу сравнения, один вход которого является третьим входом формирователя, а другой соединен с генератором пилообразного напряжения, первый элемент И, входы которого подключены к генератору импульсов и к единичному- выходу первого триггера, а выход соединен с одним входом второго и третьего элементов И, другой вход которых под- 2б ключен . к выходам второго и третьего триггеров соответственно, входы которых являются входами формирователя, четвертый триггер, входы которого соединены с выходами первого 2g элемента ИЛИ и элемента сравнения, а выход подключен к ключу, соединенному с входом генератора пилообразного напряжения, пятый триггер, входы которого подключены к выходам Зо элемента сравнения и второго элемента ИЛИ, а выход соединен с одним входом четвертого и пятого элементов И, другие входы которых подключены к генератору импульсов и к еди35 ничным выходам второго и третьего триггеров соответственно, а выходы соединены с входами второго элемента

ИЛИ и элемента задержки, подключенного к выходу пятого элемента И и к. одному входу третьего элемента

HJIH другой вход которого является четвертым входом формирователя .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения оптической плотности изображения; на фиг. 2— структурно-функциональная схема блока сравнения; на фиг. 3 — то же, второго формирователя сигналов.

Устройство включает источник 1 монохроматического излучения, коллиматор 2, первый светоделительный элемент 3, первый 4 и второй 5 фокусирующий элементы, носитель 6 информации, фотоэлектрический преобразователь 7, блок 8 сканирования, усилитель 9, распределитель 10 импульсов, сумматор 11, блок 12

68 4 сравнения, коммутатор 1 3, пер вый

14 формирователь сигналов с выходом 15, второй светоделительный элемент 16, первый 17 и второй 18 отражательные элементы (зеркала) первый 19 и второй 20 модуляторы и второй формирователь 21 сигналов, предназначенный для формирования сигналов з нака суммирования .

При этом блок 12 сравнения.содержит регистры 22, 27, 34, счетчики 24, 31, 36,группы 23, 25, 30, 35 элементов И, триггеры 32, 37, элемент 28 задержки, элемент ИЛИ 29, элемент И 33, 38, 39 и 40, а второй формирователь 21 сигналов содержит первый элемент ИЛИ 4 1,первый 42, второй 43, третий 44 и четвертый

45 триггеры, первый элемент И 46, генератор 47 импульсов,, второй 48 и третий 49 элементы И, ключ 50, генератор 51 пилообразного напряжения, элемент 52 сравнения, пятый триггер

53, четвертый 54 и пятый 55 элементы И, второй элемент И 56, элемент 5i задержки и третий эле-:; мент И 58.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы оператор производит начальную установку устройства, подавая сигнал начальной установки с выхода а распределителя 10

1 импульсов и устанавливая триггеры, регистры и счетчики блоков 12, 14, 2l в нулевое состояние. Сигнал начальной установки поступает на первый вход а формирователя 21 и далее через элемент ИЛИ 58 — на пятый выход % формирователя 21. С пятого выхода а формирователя сигнал начальной установки поступает на нулевой. установочный вход сумматора 11, производя его установку в нулевое с остоя ние.

В блоке 12 оператор устанавливает в регистре 22 код оптической плотности первого сравниваемого числа, в регистр 27 — обратный код поля допус ка сравниваемых чисел, а в регистр 34 заданный код числа. Аналогичный код оптической плотности первого сравниваемого числа оператор устанавливает в одном из регистров формирователя 14, а в другой регистр оператор устанавливает код признака разделимости считываемых элементов полутонового иэображения с определенным кодом оптической плотности.

1096668

При помощи распределителя 10 оператор задает определенный шаг просмотра строк изображения и шаг квантования внутри строк считывания оптико-механической плотностной раз- 5 вертки. При этом блок 8 под воздействием управляющих сигналов с выходов и р распределителя 10 осуществляет развертку изображения с помощью шагового привода с в двух

10 взаимно перпендикулярных направлениях прямоугольным растром с использованием прямого и обратного хода для считывания элемента полутонового изображения. 15

Световой поток источника 1 через коллиматор 2 поступает на первый светоделитель, с помощью которого разделяется на две составляющие: поток Ф„ измерительной ветви, кото- 20 рый используется для освещения носителя 6 изображения, и поток ф2 опорной ветви. Для поочередного прерывания потоков ф1, ф используются модуляторы 19 и 20. При поступ- ленни сигнала с выхода распределителя 10 на управляющий вход первого модулятора 19 световой поток измерительной ветви Ф с помощью пер1 вого фокусирующего элемента 4 фоку-- З0 сируется на поверхности носителя 6 изображения. Поток Ф.„прошедший через фотометрируемый элемент носителя 6 изображения, поступает через вторые фокусирующие элемент 5 и светоделительный элемент 16 на фотоэлектрический преобразователь 7.

Поток Ф2 опорной ветви, отражаясь от первого зеркала 17, поступает „ иа второй модулятор 20. При поступ" ленни сигнала с распределителя 10 на управляющий вход второго модулятора 20, световой поток опорной ветви Ф поступает на второе зеркало 18, отражаясь от которого попадает на второй светоделительный элемент 16 и далее фотоэлектрический преобразователь 7, с выхода которого сигнал поступает на вход логариф.50 мического усилителя 9, откуда подается на вход элемента 52 сравнения формирователя 21.

Сигнал с выхода распределителя

10 поступает на вход формирователя

21 и далее на нулевой и единичные установочные входы триггеров 44 и 43 а через элемент ИЛИ 41 — на единичные установочные входы триггеров

42 и 45, производя их установку в соответствующие состояния.

Сигнал высокого уровня триггера

42 разрешает прохождение счетных импульсов с генератора 47 на выход элемента И 46. Счетные импульсы с выхода элемента И 46 поступают на первый вход элемента И 48, на второй вход которого поступает сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 43, разрешая их прохождение через элемент И 48 на вычитающий выход формирователя 21. Прохождение счетных импульсов через элемент 49 И запрещено наличием сигнала низкого уровня с прямого выхода триггера 44, установленного в нулевое состояние.

Сигнал высокого уровня триггера

45 закрывает ключ 50 и запускает генератор 51 пилообразного напряжения. Сигнал с выхода генератора 51 поступает на первый вход элемента

52 сравнения. В момент. равенства сигнала с выхода логарифмического усилителя 9 с текущим значением пилообразного напряжения, на выходе элемента 52 формируется сигнал, устанавливающий триггер 42 в нулевое состояние. Сигнал низкого уровня с прямого выхода триггера 42 запрещает дальнейшее прохождение импульсов с выхода генератора 47. Сигнал с выхода элемента 52 сравнения поступает на нулевой установочный вход триггера 45, производя его установку в исходное состояние,и на единичный установочный вход триггера 53, производя его установку в единичное состояние. Сигнал высокого уровня, поступакнций с выхода триггера 53 на один из входов элемента И 54, на другие входы которого поступают сигналы с генератора 47 и сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 43, разрешает прохождение сигнала на выход формирователя 21. Сигнал с выхода элемента И 54 поступает через элемент ИЛИ 56 на нулевой вход триггера 53, переводя его в исходное состояние, что препятствует дальнейшему прохождению импульсов с генератора 47 на выход формирователя 21, Сигнал с выхода распределителя

10 импульсов поступает также на другой вход формирователя 21 и далее

I на единичный и нулевой входы третьеl5

Сигнал низкого уровня с прямого выхода триггера 42 запрещает даль— нейшее прохождение импульсов с выхода генератора 47 на суммирующий выход формирователя 21. Сигнал с выхода элемента 52 сравнения поступает на установочный вход триггера

45, производя его установку в исход- 4О ное состояние, и на единичный вход триггера 53, производя его установку в единичное состояние. Сигнал высокого уровня, поступающий с выхода триггера 53 на адин иэ входов 4 элемента И 55, на другие входы которого поступают сигналы с генератора 47 и сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 44, разрешает прохождение сигнала на выход формирователя 21. Прохождение сигнала на выход формирователя 21 через элемент И 54 запрещается сигналом низкого уровня с прямого выхода триГгера

43, установленного в нулевое состояние. Сигнал с выхода элемента И 55 поступает через элемент ИЛИ 56 на установочный вход триггера 53, переводя его в исходное состояние, что

7 1О9666 го и второго триггеров 44 и 43 а через элемент ИЛИ 4 1 — на единичные установочные входы триггеров 42 и

45, производят их установку в соответствующие состояния. 5

Сигнал высокого уровня с выхода триггера 42 разрешает прохождение счетных импульсов с генератора 47 через элемент И 46 на первые входы элементов И 48 и И 49. Сигнал высокого уровня с выхода триггера 44 разрешает прохождение счетных импульсов через элемент И 49 на суммирующий выход формирователя 21, а сигнал низкого уровня с прямого выхода триггера 43 запрещает прохождение импульсов через элемент

И 48 на вычитающий выход формирователя 2 1. Сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 45 закры- 20 вает ключ 50 и запускает генератор

51. Сигнал с выхода генератора 51 пилообразного напряжения поступает на первый вход элемента,52 сравнения. В момент равенства сигнала с выхода усилителя 9 (опорной ветви) и текущим значением пилообразного напряжения на выходе элемента 52 сравнения формируется сигнал, устанавливающий триггер 42 в нулевое 30 состояние. препятствует дальнейшему прохождению импульсов с генетатора 47 на выход формирователя 21 .

Сигнал с выхода элемента И 55 поступает также через элемент 57 задержки на второй вход элемента ИЛИ

58 и далее на выход формирователя 21.

На этом цикл работы формирователя

21 заканчивается.

В сумматоре 11 происходит формирование кода оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения следующим образом. Сигнал начальной установки с выхода формирователя 21 поступает на нулевой вход сумматора, производя его установку в нулевое состояние. Первая импульсная последовательность поступает с выхода формирователя 21 на вычитающий вход сумматора 11. Вторая импульсная .последовательность (опорной ветви) поступает с выхода формирователя на суммирующий вход сумматора 11. В результате прохождения укаэанных последовательностей импульсов на выходе сумматора 11 формируется код оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения пропорциональной разности напряжения снимаемых с усилителя

9 для опорной и измерительных ветвей.

Обнуление сумматора 11 для приема последующих последовательностей импульсов считываемого элемента полутонового изображения осуществляется сигналом с выхода формирователя 21, В блоке 12 происходит сравнение параллельного кода оптической плотности, предварительно установленного оператором, с унитарным кодом оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения. Процесс сравнения происходит следующим образом.

Сигналом с распределителя 10 происходит перезапись кода, предварительно установленного оператором в регистре 22, через группу 23 элементов И в счетчик 24, а также перезапись обратного кода из регистра 34 в счетчик 36 анализа через группу 35 элементов И (фиг. 2). Затем на счетный вход счетчика 24 поступает последовательность П( импульсов измерительной ветви с формирователя 21. В момент окончания этой последовательности и с фор10 кода оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения, величина которого с учетом поля допуска меньше первого сравниваемого числа, на выход 15 устройства.

При установке переключателя в положение II на вход формирователя

14 поступает сигнал "Равно", осу10 ществляющий передачу кода первого сравниваемого числа на выход 15 устройства.

При установке переключателя в положение 6 на вход формирователя 14

15 поступает сигнал "Больше", осуществляющий передачу кода оптической плотности считываемого элемента полутонового иэображения, величина которого, с учетом поля допуска, больше

20 первого сравниваемого числа, на выход 15 устройства.

При установке переключателя в положение 1Ч на вход формирователя

14 поступает один из сигналов "Меньше", "Равно" или "Больше", осуществляющий передачу кода оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения на выход 15 устройства.

Если сигналы "Меньше", "Равно", или "Больше" при установке переключателя в одно иэ соответствующих положений 7, 11 или III отсутствунл; то передачу кода признака разделимости считываемых элементов полутонового иэображения с определенным кодом оптической плотности на выход

15 устройства осуществляют сигналом

40 Стоп,поступающим на вход формирователя 14 выхода формирователя 21.

Введение в устройство второго светоделителя, зеркал, модуляторов и второго формирователя сигналов, 45 а также соответствующих конструктивных связей существенно повышает точность устройства.

1096668 мирователя 21 поступает сигнал,перезаписывающий содержимое счетчика

24 через группу 25 элементов И в с умма т ор 26 .

В сумматоре 26 происходит суммирование обратного кода с содержимым счетчика 24. В момент поступления сигнала с распределителя 10 импульсов обратный код полученной суммы через группу 30 элементов И поступает на информационные входы счетчика 31, на счетный вход которого поступает последовательность П импульсов опорной ветви с формйрователя 21. Последовательность П2 импульсов опорной ветви поступает также и на второй вход элемента И

33. Если в процессе сравнения происходит переполнение счетчика 3 1; то остаток импульсной последова" тельности П поступает через эле2 мент И 33 на счетный вход счетчика

36,переполнение которого указывает, что сравниваемые числа превышают заданное поле допуска. Результат сравнения получают в момент окончания контролируемой последовательности П импульсов — момент

11 поступления сигнал Стоп" с выхода

О, формирователя 21 знака суммирования. Сигналы результата сравнения поступают на входы коммутатора

13. Коммутация этих сигналов осуществляется оператором с помощью коммутатора 13, выполненного, на" пример, в виде двухплатного галет.ного переключателя. Сигналы с выходов коммутатора 13 поступают на входы формирователя 14, на один из входов которого поступает с выхода сумматора 11 код оптической плотности считываемого элемента полу" тонового изображения.

При установке переключателя в положение I на вход формирователя 14признаков отсчетов поступает сигнал

"Меньше", осуществляющий передачу

10966б8

1096668

E Амку lg

1096668

Ъь

Ь

dl юмоиу гир