Устройство для обнаружения центров интерференционных полос
Изобретение относит ся к технике телевидения , может быть использовано для анализа интриферограмм, в частности для об наружения цеитроь интерференционных полос. Цель изобретения - повышение цс стовьрносш обнаружения центров интер ференционных полос. Устройство содержит телевизионную камеру 1, блок 2 задержки, линии задержки 3-7, блоки 8-11 выделения центра, блоки 12-15 определения продольного направления, элемзнты И 16-19 и элемент ИЛИ 20. Момент появления сигнала логической единицы на вьходе элемента ИЛИ 20 соответствует прохождению центра текущего изображения интерференционной полосы.8 ил
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК
17Î2541 А1 (sl>5 Н 04 N 7/18
ГосудАРственный комитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
:,-"уе р
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740676/09 (22) 06.07.89 (46) 30.12.91. Бюл. М 48 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Омега" Новгородского политехнического института (72) В.П.Верещагин, B,А.Колядинцев, С.О.Попов и В.НЗ.Смирнов (53) 621.397(088.8} (56) Авторское свидетельство СССР
М 1571794, кл, Н 04 N 7 18, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ
ЦЕНТРОВ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ГОЛОС (57) Изобретение относится к технике телевидения, может быть использовано для анализа интерферограмм, B частности для обнаружения центров интерференционных полос. Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения центров интерференционных полос. Устройство содержит телевизионную камеру 1, блок 2 задержки, линии задержки 3-7, блоки 8 — 11 выделения центра, блоки 12 — 15 определения продольного направления, элемзнты И 16-19 и элемент ИЛИ 20. Момент появления сигнала логической единицы на выходе элемента
ИЛИ 20 соответствует прохождению центра текущегоизображения интерференционной
ПОЛОСЫ. 8 Wl.
1702541
35
Изобретение f>T н Осится к технике телевидения, может быть и пол ьзовано для анализа интерферограмм, в частности для Обнару>кения центров интерференцион. ых полос.
Цель изобретения — говышение дсстоверности обнаружения центров интерференционных полос, На фиг, 1 представлена электрическая структурная схема устройства для обнаружения центров интерференционнь,х полос (N == 2)„на фиг. 2 — схема бло.<а выделения центра; на фиг. 3 — схема блока определения продольнОГО направления, (а фи .
4-8 — диаграммы, пояс Iftioffffte их работу.
Устройство для зб,-,аружения центров интерференционных полос (фиг, 1) содержит телевизионную камеру,,, блок 2 задержки, перву,о, гтоаую, тре-ью, четвертую и пятую
fINi- ии «i-7 Bадержки первый, ВТороМ, тp8TI1A и четверть,Й блоки 8-1 1 Bsf 8ft8Hi ff ueHTpf3, первыЙ, Второй, третий и четвертый блоки
12-15 определения продоль ага направлеft IRi пеРВыЙ, BTQPotf тРетий и it8TB8PTLIÉ Bft8менты И 16-19 и элемент И.ПИ 20.
Блок вь деления центра (фиг. 2) содержит первый и Второй сумматоры 21, 22, первый и второй компараторы 23, 24 и источник
25 опорного напряжения.
Блок определения продольного направления (Фиг, 3) содержиi первый и Второй сумматоры 26, 27, первый .1 второй делители
28, 39, первый, В озой и третий компараторы 30, 31. 2, . 3ле / ент 1 33 и источник 34
Опорного It;if f pet>I<8 í èÿ, Устройство дл.: Обнаружения центров интерференционнь.х полсс. работает следующим образом.
На оптический Вхог", телевизионной камеры 1 проецируется изображения анализируемой интерферограммы, Сигнал изобоажения интерференционных полос с выхода телевизионной камеры 1 поступает на
Вход злока " зад8р>кки; им8ющиЙ четыр8 Qt
Bl„".i :,=i через cTpoK, а такжс Hc В> .Од П8рВОЙ линии 3 задержки. На B;
12-15 поступа:ст сигналы с отводов первой, второй, третьей, четвертой и пятой линии
3 — 7 задержки, сгруппированные по каждому направлению анализа (симметрично относительно центрального отвода третьей линии 5 задержки). Таким образ<3м синтезируется звездообразная многоэлементная апертура. Анализ сигналов производится по направлению, перпендикулярному продольной оси интерференционной полосы, или под углами до 45О относительно перпендикулярного направления, Из фиг. 6 видно, что сигнал изображения интерференционной полосы по каждому из указанных направлений имеет синусоидальную огибающую.
При поступлении на первую группу входов первого блока 8 (9, 10, 11) выделения центра сигналов с первых двух элементов апертуры ВыбранноГО наГ1равления (фиГ. 4, б, кривые 1 и 2), а на вторую группу входов сигналов с элементов противоположной ветви (фиг. 4, б, кривые 3 и 4) первый и второй сумматоры 21 и 22 формируют напряжения 01 и 02 (фиг. 4, в), поступающие на входы второго компаратора 24. При этом первый компаратор 23 выполняет сравнение напряжения U t с Выхода первого сумматора 21 и порогового напряжения Опор с выхода источника 25 опорного напряжения, В момент времени tB (фиг, 4, д), когда напряжение О, превысит напряжение Uftop. происходит срабатывание первого компаратора 23, который из исходного нулевого состояния переходит в единичное. В результате сигнал логической единицы с выхода первого компаратора 23 поступает на ñòðîбирующий вход второго компаратора 24 и разрешает его работу. При равенстве напряжений Ut u Uz в момент времени t (фиг, 4, д) второй компаратор 24 переходит из исходного нулевого состояния в единичное, которое сохраняется до момента Времени tK (фиг, 4, д,, когда напряжение ..., становится меньше напря>кения Uftf>p и Выходной сигнал логического нуля с выхода первого компаратора 23 (фиг. 4, г) устанавливае в нулевое состояние второй компаратор 24 (фиг. 4, д), запрешая его дальнейшук> работу по стробирующему входу. Таким образом, перепад "0 - 1" на выходе первого блока 8 (9, 10, 11) выделения центра соответствует цен тру сигнала интерференционной полосы в анализируемом сечении (фиг, 4, а). Наличие управления Второго компаратора 24 по стробирующему входу обеспечивает невос. приимчивость схемы к сигналам изображения паразитных интерференционных полос, поскольку амплитуда парвзитного сигнала существенно меньше полезного.
1702541
Из фиг. 6 видно, что амплитуды-отсчетов, лежащих на направлении айалиээ, совпадающего с продольным направлением полосы, равны между собой. Это положе —.о в основу работы первого, второго, тре r его . и четвертого блоков 12 — 15 определения продольного направления.
При поступлении на первую группу входов первого блока 12 (13, 14, 15) определения продольного направления сигналов с первых двух элементов выбранного направления (фиг. 5, отсчеты 1 и 2}, а на вторую группу входов сигналов. с элементов противоположной ветви апертуры (фиг. 5, отсчеты
3, 4) первый и второй сумматоры 26 и 27 формируют суммарные напряжения, поступающие на входы соответствующих первого, и второго делителей 28 и 29, на выходы которых формируются напряжения U1 и U; (фиг. 5). Деление суммарных напряжений на
KN< N обеспечивает гарантиросэнное превышение напряжения U1 и Uz нэд напр жением Upp центрального отсчета при равенстве (приблизительном или точном) напряжения Upp и напряжения любого отсчета в соответствующей ветви звездообразной апертуры (фиг. 5, в). В этом случае, поскольку напряжения U1 и U., rосгупающие на входы первого и второго компараторов 30 и 31, превышают напряжение Upp, на их выходах будут уровни логической единицы и на обоих входах элемента И 33 действует сигнал логической единицы. В результате с выхода элемента И 33 будет сигнал логической единицы, свидетельствующий о том, что элементы апертуры лежат на продольном направлении интерференЦИОННОЙ ПОЛОСЫ.
Если бы в первом и втором делителях 28 и 29 было установлено К = 1, то напряжения
Ut u Uz представляли бы собой осредненные напряжения соответствующих Отсчетов. В этом случае при сравнении напряжения Upp с напряжениями 131 и 02 наблюдалась бы нестабильная работа, поскольку из-за флуктуации бтсчетов как в ветвях апертуры так и центрального элемента из-эа шумов первый и второй компараторы
30 и 31 переходили бы из нулевого в единичное состояние и наоборот случайным образом.
Таким образом, введение коэффициента К< 1 предназначено обеспечить стабильное и надежное формирование сигнала логической единицы при приблизительном равенстве напряжения отсчетов при совпадении направления анализа с продольной осью полосы.
Кроме того, коэффициент К< " должен обеспечить формирование логической еди5
55 ниць. также и при отклонении продольной оси полосы на угол до + 22, 5 от ближайшего направления анализа. Это Обеспечивает надежную работу при любой ориентации анализируемого текущего иэображения полосы.
При поступлении на входы первого блока 12 (13, 14, 15} определения продольного направления напряжений от элементов апертуры с направлений, ориентированных подуглом больше 22,5 амплитуды отсчетов, в случае совпадения продольной оси с центром апертуры имеют синусоидальную огибаюы1 ую (фиг, 5, а). В результате напряжения U1 и Uz оказываются меньше напряжения Upp и первый и второй компарэторы 30 и 31 устанавливаются в состояние логического нуля и на выходе элемента И 33 формируется сигнал логического нуля.
Б случае несовпадения центра апертуры с продольной осью полосы, ориентированной под углом более 22,5 к ближайшему направлению анализа, амплитуды отсчетов имеют монотонно-возрастающую огибающую, как зто показано на фиг. 5, б. Это приводит к ситуации, когда напряжение на выходе одного иэ первого и второго делителей 28, 29 меньше напряжения Up, а на выходе другого — больше (фиг, 5, б). Б реэуль"ате — сигнал логического нуля, Наличие источника 34 опорного напряжения Uppp) и третьего компарэторэ 32, управляющего по стробирующим входам работой первого и второго компараторов 30 и 31, обеспечивает невосприимчивость к сигналам изображения параэитных интерфЕРЕНЦИОННЫХ ПОЛОС, В соответствии с вышеизложенным нэ выходе первого блока (12 — 15) Определения продольного направления появляется сигнал логической единицы, если элементы апертуры, выходы которых подключе.)ы к нему. лежат на продольной Оси, г;олосы непосредственно или под небольшим углом.
Во всех остальных случаях íà era выходе прис гствует сигнал логического нуля.
Обнаружение центра интерференционной полосы происходит в соответствии со следующим алгоритмом обработки отсчетов многоэлементной апертуры: (Хо, Yp): —. M: Tx(t) Txy(t)Txy(t) 4 у®
VTxy(t) Tx{t) . Ty(t) . Lxy(t)V
VTy(t) Тху(т) Txy(t)Lx(t)V
VTxy{t) Ty(t) Tx(t) Lxy{t}= 0 - 1, где Хо, Уо — текущие кооодинаты центра синтезированной многоэлементной аперт >Pbi;
M — совокупность точек, принздлеж;:;— щих цент ам интерференционных голос;
T(t)=- llС ГИ 16СКИЙ СИ >"О, при t 1 при 1 То - нал сечения двумерного сигнала интерференционной полось в поперечном направлении и в двух смежных правлениях под углом 45 к пог1еречному: () — логический сигнал " выхода блока or ределения продольного направления; — символ r. orè÷eoêoro умноже;1ия; Ч вЂ” СИМВОЛ ЛОГИЧЕСКОГО СЛ1Х>КЕНИЛ. Каждая из четырех конъюнкций rip. ваденного алгоритма соответствует одному;з четырех вариантов анализа сигнала>а с выхода элементов синтезированной аг1еотуры, которые приведены на фиг. 7. Согласно приведенно1иу алгоритму На в> оды первого, второго, третьего и .-етаеотого элементов И 16=19 подаются соответСЧВУЮЩИЕ СИГНаЛЫ С ВЫХОДОВ ПЕРВОго, второго, третьего и четвертого блоков 6-" выделения центров первого, второго, т ет.-, . 8ro и четвертого блоков 12-15 or!pe,qеления продольного направления, При равенстве одной из конь,:-.!Il.ö!."é единице этот сигнал проходит crepe,";: соответству,ощий элемент И, через элема 1 Л.ЛИ 20 и поступает на выход устройсгBB. Момент появления сигнала логической единицы на выходе устройства ooorBBTOTByef. прохождению центра текущего изображ=ния интерференционной полосы синтез1лр>званной апертуры. Процесс анализа повторяется для каждого элемента изображен1>:я интерферограммы. По окончании сканировани:--:изображения обнару>кива 1О С,1 все цеитр интерференционных полос, Формула изобретен ля 1..Устройство для обнарккени.:1 центров интерференционных полос, содержащее телевизионную камеру, оптический вход которой является входом изображения интерференционных полос, nepBylo, вторую и третью линии задержки с 2К 1- 1 отводами, где N- число элементов в ка:кдой ветви си:— тезируемой звездообразной многозлемен-:.ной апертуры, элемент ИЛИ., вь;хс,:1: которого является выходом устройства для Обнару>кения центров интерфэренционных полос, а также первый, втс1р>зй.: третий элементы И, выходы которых соединень1 соответственно с первым, вторым и треть1л1» входами элемента ИЛИ, о л и «ю щ 6 e" С я те>л, >1ТО, С ЦЕЛЬЮ ПОВО1Ш8НИя gfo>-ТОВер",-:>с -и Обнаружения центров интерференцис>I i !!If . foлОс, введены {2N+ 1} — 3 линий ;::адержеK с 21". + 1 Отвода1ли, блок задержки 5 i 2>xw Ство>да1>л1", Bl.oQ, !I.OTopoI соеДинен с II 11:ОДОМ >BIIIII>IIЗIIOIIIRI>I. KBI IÂPI*I III О ВХОДОМ первой линии задер>".ки, B j-Bûõoäû (! — — 1, 2 N+ 1) соединены с входами O— - 1)-линий задержек, -,етвертый элемент И, выход которого соеди>О Blf C четверты>л BXO>!$OM 3fleM6HT6 ИЛИ, flepBkiй, гпорой, третий и четвертый блоки определения г родольного направления, выходы которых соединены с первыми входаi.л соответственно первого, второго, 1I. .;;.ет>Оего и четвертого элемента И, а также первый, второй, третий и четвертый блоки выделения центра, при этом выходы 2N+ 1линий задержки для элементов противопо)10>кн ых Во i 88 1 сии тези рован ной 2О мн;>гозлсмен-."...>й апертурь1, проходящими через ее центр 18рез каждые 45", кроме це:- .трал:-чс го зл61лента, соединены соответств нно ":. г ервой M второй группами Вхо ffnB первого. -второго, третьего и четвертого 5 бл .:кс>в выдел61-1ия центра и с первой и второй груг1г1а1- - входов первого, второго, Ое.> ье;-О и:-.8 ве"того блоков определения :.р>до.161->отo::. г1равления, входы центрального ffe!i е-,тг которых соединены со сред3О,,1д11л выхздс,>,1х1+ 1)-й линии задержки, В"; Ор(1>О1, 7ЬЗТ>Л»11 И Ч8ТВерТЫЙ ВХОДЫ ПЕРВОГО Влн6116нта И соединены с выходами Соитвет,.:гве-- но г16рв»го, четвертого и второго бловыд.:.=,лени:1 це:-. .тров-, второй, третий и Л5 116тве гты л нх1 ф161 B:Орогс элем8нта И соеДи лен с выходадли соответственно первого, ;торого "i Т1з>етьего блоков выделения центра, Второй, гр.х1 ий и четвертый входы треть:;-;г<:::лем81лта 4 соединены с выходами 4О .:ooTBeгственно че-. мртого, второго и третьего блокеB Выделения центра, а второй, Tpe"" , и:..:. f,,:,TäeoTI-,I": B."<Оды четвеотого элемента > l G8 .: I " "8-I bi С ЕЫ ХОДа 1х11>1 СОО l 68TCTBGHHO г::=., р на: 81 -:6 .В(;р го:-о и третьего -.>лс ков вь1де2. Устройство па г:,, О тл и ч а ю ще е.. я 8!;l, что блоки Выделения центра содер (а 1 П6РВЫI | СУ IMB 1 С>Р> ВХОДЫ КОТОРОГО ЯВЛЯ ется I!ар вой груп по1л входов блока 50 дь деления центра, второй сумматор, входы ,хорога явл>-:1отся второй 1руппол входов блока Выделения центра, а также последоВЗТBЛЬНО СОЯДИН8ННЫ6 ИСТОЧН!ЛК ОПОРНОГО напря>к 11ия, первый кампаратор и второй 55 ко .:г1ара1О1.-., второй вход которого Объеди.нен с вторым Входом первого компаратора fi I..o6äèIf8í с выходом первого сумматора, T-6>8Tèé вход соединен с ьыходом второго су-л :атора а выхо, .", является выходом блока х Ь1дсЛ1Ч> ВЯ >1а НО.РГ> 1702541 3. Устройство по и. 1, о т ri и ч à ю. щ е ес я тем, что блоки определения продольного направления содержат последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый компаратор, второй компаратор и элемент И, выход которого является выходом блока определения продольного направления, последовательно соединенные первый сумматор, входы которого являются первой группой входов блока определения продольного направления, и первый делитель, выход которого соединен.с вторыми входами первого и второго комnapaòoðoâ, а также второй сумматор, входы которого являются второй группой входов блока определения продольного направле5 ния. второй делитель и третий компаратор, второй вход которого соединен с выходом первого компаратора. а выход соединен с вторым входом элемента И, при этом третьи входы второго и третьего компараторов объ10 единены и являются входом центрального элемента блока определения продольного направления. 1702541 1702541 1:702541 Составитель З.Борисов Техред М,Моргентал Корректор B.Ãèðíÿê ./ Редактор М.Бандура Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул, Гагарина, 101 Заказ 4552 Тира® Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113О35, Москва, Ж-35, Раушская.H86., 4/5
