Способ определения параметра частотно-контрастной характеристики фотографической системы

 

Изобретение относится к испытаниям фотографических систем. Цель изобретения - повышение точности определения частотно-контрастной фотографической системы. Устройство, реализующее способ, содержит блок 1 сканирования, фотоэлектронный преобразователь 2, усилитель 3, анализатор 4 и блок 5 управления. Введение новых, элементов и образование новых связей между элементами устройства не приводит к смещению оценок параметра частотно-контрастной характеристики фотосистемы и тем самым позволяет достичь цель изобретения. 3 ил. ( СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 03 В 43/00, G 01 Й Т1, Н5

ЬИ ю. 1110155h

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3972749/24-10 (22) 01. 11. 85 (46) 15.09.87. Бюл. М - 34 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) Н.В.Пашинский, А.И.Солодовников и К.С.Федоров (53) 535.317.6(088.8) (56) Мельканович А.Ф., Микеев В.A.

Метод определения разрешающей способности аэронегатива. Исследование оптических свойств природных объектов н их аэрофотографических иэображений.

Л.: Наука, 1970.

Королева В.П., Мельканович А.Ф., Васильев Г.II. Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии, 1977, т. 22, )I"- 3, с.199-204. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА

ЧАСТОТНО-КОНТРАСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к испытаниям фотографических систем. Цель изобретения — повышение точности определения частотно-контрастной фотографической системы. Устройство, реализующее способ, содержит блок 1 сканирования, фотоэлектронный преобразователь 2, усилитель 3, анализатор

4 и блок 5 управления. Введение новых, элементов и образование новых связей между элементами устройства не приводит к смещению оценок параметра частотно-контрастной характеристики фотосистемы и тем самым позволяет достичь цель изобретения. 3 ил.

1337875

Изобретение относится к испытанию фотографических систем (ФС) и может быть использовано для измерения частотно-контрастных характеристик и разрешающей способности фотографических систем по иэображению скачка яркости на фотографическом приемнике излучения с прозрачной подложкой, например на фотопленке. 10

Способ основан на справедливом для фотографических систем С углом о зрения 2Л (20 предположения о возможности аппроксимации характеристик таких систем аналитическими выражения-15 ми вида

A(x) = - - ехр g-4,6(y-))

n J

T(N) = - - ) ехр -4,6(-у-)

2 3 г Г ixl

j 2Г Nx) dx (1) где А(х) T(N) — функция размытия; частотно-контрастная характеристика, пространственная частота, — пространственная коордиN ната, 2 3 пр нормирующий множитель, З0 обеспечивающий Т(0) > 1, Т(< ) = О.

При такой аппроксимации характеристики зависят от двух параметров п и

Поиск параметров облегчается тем обстоятельсТвом, что значение и с достаточно высокой точностью может быть определено на основании информации о составе ФС (и = 1,5, если фотосистема содержит один объектив и пленку, п =- 40

1,75, если присутствует сдвиг). Задача определения характеристики фотосистемы сводится к измерению только одного параметра, который в дальнейшем для определенности назван па- 45 раметром частотно-контрастной характеристики фотосистемы.

Цель изобретения — повьш ение точности определения частотно-контрастной фотографической системы. 50

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ, на фиг. 2 — зависимость отношения амплитуд гармонических составляющих

C3/С, сигнала, соответствующего распределению экспозиций в изображении скачка яркости, от параметра д, на

Cà фиг. 3 — зависимость Л - относительСл ной разности амплитуд гармонических составляющих сигналов, соответствующих распределению экспозиций в изображении скачка яркости, и плотностей в изображении скачка яркости от параметра входного сигнала . и параметра у ; на фиг. 4 — графики, поясняющие циклическое сканирование иэображения скачка яркости.

Способ осуществляется следующим образом.

При определении параметра частотно-контрастной характеристики сканируют световым лучом иэображение скачка яркости на фотослое с прозрачной подложкой в направлении вдоль максимального градиента плотности изображения скачка с помощью блока 1 сканирования. Для этого на фотоизображении, полученном данной фотосистемой, находят изображение скачка яркости и фиксируют его в блоке 1 так, чтобы направление сканирования совпадало с направлением максимального граднента плотности изображения скачка.

С помощью фотоэлектронного преобразователя 2 и логарифмического усилителя 3 преобразуют энергию луча, прошедшего через Аотослой, в электрический сигнал. Зтот сигнал соответствует распределению плотности в изображении скачка.

Выходной сигнал блока 3 раскладывают на гармонические составляющие с помощью гармонического анализатора

4. Сканиронание изображения производится возвратно-поступательным движением луча, изменяя начальную точку при постоянном интервале сканирования. Данный режим сканирования реализуется блоком 5 управления. Интервал

6 сканирования вводится в блок 5 перед началом сканирования. Положение начальной точки 7 сканирования может быть изменено в процессе сканирования. Изменяя положение начальной точки при постоянном интервале сканирования, определяют такую точку, которой соответствуют электрический сигнал с выхода блока 3 с минимальной амплитудой 2-й гармонической составляющей. Затем измеряют значение амплитуды 1-й и 3-й гармонических составляющих этого сигнала с помощью гармонического анализатора 4 и вычисляют их отношение. По значению амплитуды С и отношению амплитуд С /С, су1337875

Г Jl< Ë pÚ еигнл— < Kt (1 +< f(t)cns---dt, Х

2Н, С х

К = О, 1... n.

Для ненулевых К

40

Н, (1 +<(f (t) шума. дят о характеристике фотографической системы.

Схема устройства реализована на основе серийной аппаратуры. Блок 1 сканирования, фотоэлектрический преобразователь 2, логарифмический усилитель 3, блок 5 управления входят в состав автоматического микроденситометра АМД-1. В качестве гармонического анализатора используется селектив— ный микровольтметр В 6-9.

Циклическое сканирование иэображения скачка яркости, образованного линейной изображающей системой с функцией размытия (1), происходит следующим образом.

Пусть на вход системы поступает сигнал в виде скачка яркости (СЯ) с уровнями В< и В . При этом распреде— ление экспозиций в изображении СЯ измеряется с помощью сканирующей апертуры малых размеров по сравнению с шириной зоны перехода экспозиций, совершающей возвратно-поступательное движение в направлении максимального градиента экспозиции в изображении скачка (фиг. 4а). Размах колебаний х больше ширины перехода. При этом на выходе фотоэлектрического преобразователя,- на который падает световой поток, прошедший через измерительную апертуру, наблюдается периодический сигнал H(t) (фиг. 46). Если апертура совершает симметричные колебания относительно середины перехода, то H(t) образован зеркальным отражением переходной кривой f(х), симметричной относительно середины периода колебаний апертуры. В этом случае полученная картина совпадает с картиной, имеющей место при прямолинейном сканировании штрихового растра с пространственным периодом 2х и шириной штриха х (фиг. 4в). Пусть распределение действующей экспозиции в изображении растра

H(t) Н + (Н Н ) f(t) где 11,, 1 — экспозиции, соответствующие области с яркостями В< и В

F(t) — периодическая функция, полученная симметричным продолжением переходной кривой Ч(х), которая по определению связана с функцией размытпя юшим образом (х) A(x)dx, М. — параметр входного — Н, ла (,й 1

Н, Так как H(t) является четной периодической функцией, его спектр имеет вид

2Н gL мКг

С» = -- - — ) f(t)cos — ---dt (2) х х

Так как функция размытия (1) является симметричной относительно x = О, то переходная функция f(x) кососимметрична относительно середины перехода, Сигнал f(t) имеет нупевые коэффициенты С« при четных гармонических

25 составляющих в случае симметричности колебаний апертуры относительно середины перехода. Таким образом, условие С» = О, K = 2n, n = 0, 1, 2... может быть принято как критерий настдО ройки колебаний апертуры на изображение скачка яркости.

Из (2) видно, что спектр экспозиции H(t) линейно связан с параметром (и Н„ . Нормируя спектр к С,, получа35 ют отношения, не зависящие от 1 и Н<

$ f(t)cos---dt

1<КО

С» о х (3)

С, < Г г.

)f(t)cos ---dt о х

Ск

Связь -- с параметром несложно

С, установить путем аппроксимации рас—

С, четных зависимостей —.— от Поэто45

1 л С му 1 = f (- ) можно использовать как

С, оценку параметра р, Так как с увеличением номера К ухудшается отношение сигнал-шум, то оптимлльной оценС кой р является f (-, ), а критерием

C < настройки С = О. Зависимость Сз/Г< при С2 = О от р для n = 2 в выражении л (1) пРиведена на фиг. 1. Оценка

С

f (- ) является несме<<н иной и сосС тоятельной в случае лом< хи — белого

1337875

Таким образом, в качестве оценки параметра у функции раэмытия А(х) линейной изображающей системы можно

Се принять y. = f (- -) при циклическом

С сканировании изображения скачка яркости при настройке на переход по критерию C = О, Задача определения параметра р фо- 10 тографической системы по изображению скачка яркости осложняется тем, что модель фотографической системы является нелинейной, так как преобразование действующей на фотослой экспози- 15 ции в оптическую плотность описывается нелинейной зависимостью — характеристической кривой.

Характеристические кривые галоидо-серебряных слоев обладают свойством 20 прямолинейности среднего участка, который описывается следующей зависиа,) (а, — а С !Г,) э 3

С, С, + 1 (-- — С )

С

У

4 I мостью

Формула

Способ определения параметра частотно-контрастной характеристики фотографической системы по фотоснимку, основанный на сканировании лучом света скачка яркости на изображении, полученном на фотослое с прозрачной подложкой в направлении максимального

40 градиента плотности изображения, преобразовании прошедшей через фотослой энергии луча в электрический сигнал и вычислении логарифма этого сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения

45 частотно-контрастной характеристики сканирование делают возвратно-поступательным с постоянной амплитудой, изменяя начальную точку сканирования, раскладывают полученный сигнал на rap50 монические составляющие, определяют точку, в которой амплитуда второй гармоники минимальна, и по отношению амплитуд первой и третьей гармоник и значению амплитуды первой гармоники судят о значении параметра частотноконтрастной характеристики, В = г1 (Н/Н.), (4) где Н, — точка инерции, коэффициент контрастности, равный наклону прямолинейноно участка.

Так как прямолинейный участок является рабочим в большинстве случаев, то описание характеристической кривой принимается в виде (4) . Поэтому распределение плотности в иэображении растра имеет вид

В(с) = -1g (Н, (1+ а f(t.))

= 1д(1+ 4. f (t) + у 1p(H, /Н.), Я а отношения С /С, для спектра сигнала D(t) определяются соотношением

ЗГг

$ 1р (1+ (. f (ь) cos---dt а х

$1g (f+ 4 f(c)) coc — dc х

Так как функция у = 1Р Я нелинейна, спектр плотности при циклическом сканировании изображения скачка относительно середины перехода экспозиции имеет ненулевые четные гармоники; причем их амплитуда зависит от величины р и М. . При настройке развертки по критерию С = О величина

Ф

С с> отличается от -- на величину

С, ree ошибки А = — — — - --. На фиг. 3

У

C((С, приведены зависимости относительных ошибок Д = (A/Сз ) 1007 от . при раз— личных р . Анализ функции Й

= (.;-, Г, ) показывает, что она с Г достаточной точностью (погрешность аппроксимации составляет 0,57 при из- менении у в 4 раза и 4 от О до 30) аппроксимируется разделимой квадратичной формоИ где a — коэффициенты аппроксимации.

Таким образом, в качестве оценки параметра у функции раэмытия фотографической системы можно принять

I при циклическом сканировании изображения при настройке на переход по

О критерию С = О, Предлагаемый способ не приводит к смещению оценок параметра частотноконтрастной характеристики фотосистемы и позволяет повысить точность определения характеристики фотографической системы. изобретения

1337875

1337875

Составитель Ю.Иванов

Техред В.Кадар Корректор А,Обручар

Редактор И. Касарда

Подписное

Тираж 420

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4130/46

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, ектная 4