Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков изображений

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться в устройствах распознавания и обработки изображений. Цель изобретения - расширение диапазона значений вьщеляемых признаков. Предлагаемый фотоэлектрический преобразователь содержит полупроводниковую пластину, пары точечных периферийных злектродов, резистивный и.диэлектрический слои, центральный точечный электрод и внешний кольцевой электрод. Схема включения фотоэлектрического преобразователя содержит формирователь управляющих напряжений нагрузку, блок измерения интегральной освещенности, дифференциальные усилители, узлы регулировки усиления и формирователь управляющих сигналов. Фотоэлектрический -преобразователь позволяет выделять признаки как полутоновых (крординаты энергетического центра тяжести ), так и бинарных (координаты центра тяжести проекции) изображений. I з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 37 27 347 /24-24 (22) 11.04.84 (46) 30.04.86. Бюл. 9 16 (71) Ордена Ленина институт проблем управления (72) Е.M. Беломестнов и В.Д. Зотов (53) 681.327. 12 (088.8) (56) Катыс Г.П. Автоматический обзор и поиск в оптическом диапазоне.

M.: Наука, 1966, с. 71-73.

Авторское свидетельство СССР

Ф 225331, кл. G 06 К 9/00, 1968. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИЗНА,КОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться в устройствах распознавания и обработки изображений. Цель изобретения — расЛ0« 122 129 А 1 51) 4 G 06 K 9/00 ширение диапазона значений выделяемых признаков. Предлагаемый фотоэлектрический преобразователь содержит полупроводниковую пластину, пары точечных периферийных электродов, резистивный и.диэлектрический слои, центральный точечный электрод и внешний кольцевой электрод. Схема включения фотоэлектрического преобразователя содержит формирователь управляющих напряжений нагрузку, блок измерения интегральной освещенности, дифференциальные усилители, узлы регулировки усиления и формирователь управляющих сигналов. Фотоэлектрический -преобразователь позволяет выделять признаки как полутоновых (крординаты энергетического центра тяжести), так и бинарных (координаты центра тяжести проекции) иэображений.

I з.п. ф-лы, 2 ил.

1228129

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться на этапе нормирования в системах распознавания и обработки иэображений, а также в измерительных системах.

Цель изобретения — расщирение диапазона значений выделяемых признаков.

На фиг.1 изображена схема фото.— электрического преобразователя; на фиг.2 — фотоэлектрический преобразователь совместно с одной из возможных схем его включения.

Фотоэлектрический"преобразователь (фиг.1) содержйт полупроводниковую пластину 1, пары точечных периферийных электродов 2 и 3, резистивный слой 4, диэлектрический слой 5, центральный точечный электрод 6 и внешний кольцевой электрод 7. Сечения электродов условно изображены сплошным зачернением, а сечение резистивного 4 и диэлектрического 5 слоев— штриховкой.

Возможная схема включения фотоэлектрического преобразователя (фиг.2) содержит формирователь 8 управляющих напряжений, нагрузку 9, блок 10 измерения интегральной освещенности, идентичные дифференциальные усилители 11 и 12, идентичные узлы 13 и 14 регулировки усиления, формирователь 15 управляющих сигналов.

Первые два выхода формирователя

15 управляющих сигналов соединены с входами формирователя 8 управляющих напряжений, а третий выход — с управляющим входом блока 10 измерения интегральной освещенности. Первый и второй выходы формирователя 8 управляющих напряжений соединены соответственно с центральным точеч-. ным электродом 6 и внешним кольцевым электродом 7. При этом сигнал, поступающий на один из входов формирователя 8 управляющих напряжений, появляется в виде напряжений одинаковой величины и полярности на обоих выходах формирователя 8, а сигнал поступающий на второй вход формирователя 8 управляющих напряжений, суммируется с напряжением одного из выходов формирователя 8 и вычитается из напряжения другого из выходов формирователя 8, если это напряжение обусловлено появлением сигнала на первом входе этого формирователя.Пара точечных периферийных электродов соединена с дифференциальным входом усилителя 11. Нагрузка 9 включена между общей шиной и базой полупроводниковой пластины 1. Блок 10 изме-. рения интегральной освещенности соединен с выходом нагрузки 9, а выходы блока 10 — с управляющими входами обоих узлов регулировки усиления.

Дифференциальный вход усилителя 12 соединен с парой точечных периферийных электродов 2 и 3, расположенных . ортогонально по отношению к точечным периферийным электродам, соединенным с дифференциальными входами усилителя 11 (на фиг.2 ортогонально расположенная пара точечных периферийных электродов не показана).

Устройство работает следующим образом.

l

На первом такте формирователь 15 управляющих сигналов формирует прямоугольный импульс напряжения, поступающий на первый вход формирователя

8 управляющих напряжений. Напряжения с обоих выходов формирователя 8 поступают на центральный точечный 6 и внешний кольцевой 7 электроды одновременно. Это напряжение имеет полярность, способную уменьшать концентрацию основных носителей заряда вблизи границы раздела полупроводниковой пластины 1 со слоем диэлектрика 5. Амплитуда напряжения .должна быть достаточной для образования приповерхностного слоя, обедненного основными носителями заряда.

После окончания указанного импульса все неосновные носители заряда, скопившиеся в приповерхностном слое, инжектируются в полупроводниковую пластину 1, где рекомбинируют с основными носителями, вызывая появление сигнала на нагрузке 9. Неос45 новные носители заряда за время действия импульса обедняющего напряжения генерируются излучением, формирующим анализируемоеизображение и проходящим в полупроводниковуюплас55 ется неизменным в течение времени выделения последующих признаков,поступая на входы узлов 13 и 14 регулировки усиления, 50)тину 1 через резистивный 4 и диэлектрический 5 слои. Сигналы на нагрузке 9 при этом соответствуют интегральной освещенности. В блоке 10 этот сигнал усиливается и сохраня-, 1228129

На втором такте сигналы с формирователя 15 поступают на Оба входа формирователя 8 напряжений, вследствие чего напряжения, прикладываемые к центральному точечному 6 и внешнему кольцевому электроду 7, отличаются по величине. В приповерхностном слое полупроводниковой пластины 1, обедненном основными носителями, при этом возникает радиальное электрическое поле, модулирующее концентрацию неосновных носителей, так что между периферийными точечными электродами 2 и 3 появляется напряжение, пропорциональное двумерному моменту первого порядка от анализируемого изображения. На выходе . усилителя 11 формируется сигнал,соответствующий координате энергетического центра тяжести изображения у jxI(xyjdxdy

=Xo оо JI(x,g) gx Д

Сигнал, соответствующий признаку

1О, формируется аналогичным образом одновременно с сигналом,соответствующим X

Таким образом, в целом фотоэлектрический преобразователь позволяет выделять сигналы, соответствующие следующим признакам изображений— интегральной освещенности (двумерному моменту нулевого порядка), двумерным моментам первого порядка по обеим декартовым координатам,а также координатам энергетического центра тяжести изображения по обеим декартовым координатам одновременно.

Максимальная величина выделяемых признаков ограничена не принципиальными физическими параметрами (диффузионной длиной неосновных носителей заряда, ), а технологическими ограничениями — размерами пленки диэлектрика 5, которую можно изготовить без проколов. По МДП-технологии этот размер может достигать 100120 мм (размер пластин полупроводниковых заготовок, покрытых слоем окисла и изготовляемых серийно .

Резистивный слой 4 фотоэлектри ческого преобразователя может быть выполнен из любых светопроницаемых полупроводниковых материалов, напри.мер CdS, SnO и т.п., или из тонкого слоя металла, например золота. Величина электрического сопротивления

10 между центральным 6 и внешним 7 электродами может лежать в диапазоне 100 Ом — 10 кОм. Полупроводниковая пластина .может быть выполнена из германия, кремния, арсенида,гал15 лия или других полупроводниковых материалов, на которые может быть нанесен тонкий слой диэлектрика.

Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков

2п изображений позволяет въщелять признаки как полутоновых (координаты энергетического центра тяжести),так и бинарных (координаты центра тяжести проекции изображения) изобра25 жений.

Формула изобретения

1. Фотоэлектрический преобразователь для устройств въщеления призЗО яаков изображений, содержащий полупроводниковую пластину, центральный точечный электрод, внешний кольцевой электрод и пары точечных периферийных электродов, расположенных на

35 полупроводниковой пластине внутри внешнего кольцевого электрода, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона значений въщеляемых признаков, на полупро4р водниковой пластине последовательно расположены диэлектрический и реэистивный слои, причем центральный точечный электрод и внешний кольцевой электрод расположены на резис45 тивном слое °

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что реэис тивный слой выполнен светопроницаемым.

1228129

Рис, 7

iPue. 2

Составитель В. Кисилев

Техред М.Ходанич Корректор Е. Рошко

Редактор Н. Швыдкая

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2289/51

Производственно †полиграфическ предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4