Преобразователь альбедо—код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.Х.1970 (№ 1481756/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.VI1.1972. Бюллетень Ы 22

Дата опубликования описания 8Х111.1972

1 фйУ

М. Кл. G 08с 9/06

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) Автор изобретения

И. Ф. Коньков

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЛЬБЕДΠ— КОД

Изобретение относится к области аналогоцифровых преобразователей, преобразующих неэлектрическую величину — альбедо, т. е. коэффициент отражения видимого света, в цифровой код.

Изобретение может быть использовано для автоматического считывания полутоновой информации с плоских носителей, например, при расшифровке с помощью ЭВМ фотографических изображений в аэрофотографии, кристаллографии и т. п.

Известны преобразователи альбедо — код, состоящие из последовательно включенных преобразователя альбедо — электрический сигнал (аналог — аналог) и преобразователя электрический сигнал †к.

Недостатком известных преобразователей является низкая временная стабильность коэффициента передачи первого преобразователя (аналог — аналог), приводящая к переменному по времени масштабу преобразования.

Известно, что повышение стабильности преобразования достигается введением обратной связи по преобразуемой величине. Схема преобразователя при этом становится компенсационной, а входной преобразователь используется в схеме сравнения, т. е. нестабильность его коэффициента передачи влияет лишь на аддптивную погрешность преобразования, а не на его масштаб.

Однако создание источника светового потока постоянной интенсивности, служащего

5 для подсвечпвания фрагмента изображения, и источника переменной интенсивности, используемого в качестве компенсирующего, прн высоких требованиях к их стабильности, представляет собой значительные труд10 ности. Известные источники постоянного и переменного световых потоков, например лампы накаливания, имеют низкую стабильность, а схемы стабилизации потока черезвычайно сложны.

15 Целью изобретения является создание компенсационного преобразователя альбедо — код с высокой стабильностью масштаба преобразования. Эта цель достигается использованием в качестве источника света импульсной

20 лампы, дающей поперсмстшо подсвечивающнй и компенсирующий световыс потоки. В режиме подсвечнвания световой импульс освещает измеряемый фрагмент изображения. В режиме источника «омпенснрующего светового

25 потока питание импульсной лампы включено на выход преобразователя и создает замыкающую цепь обратной связи. Использование одной и той же лампы попеременно в качестве источника подсвечивающего и компенси30 рующего световых потоков делает схему не345502

60 чувствительной к медленным изменениям параметров лампы и схемы ее питания вследствие старения. Современные типы фотоумножителей, используемые в качестве входного преобразователя аналог — аналог, имеют хорошую линейность в динамическом диапазоне, поэтому подсвечивающий и компенсирующий световые потоки могут представлять собой периодические кратковременные световые импульсы. В процессе преобразования частота повторения световых импульсов, образующих компенсирующий световой поток, автоматически устанавливается таким образом, чтобы среднее значение их потока было равно требуемому значению компенсирующего. Эта частота повторения и преобразуется в код.

Блок-схема преобразователя альбедо †к представлена на чертеже.

Преобразователь содержит импульсный источник световых импульсов 1, светокоммутатор 2, объектив 8, подложку с фрагментом изображения 4, фотоумножитель 6, связанный с переключателем полярности 6, управляемым тактовым генератором 7, синфазно со светокоммутатором 2. Выход переключателя полярности соединен с интегратором 8, сигнал с выхода которого управляет спусковой схемой 9, соединенной с блоком питания 10 и счетчиком — формирователем кода 11.

Устройство работает следующим образом.

В первый полупериод считываемый фрагмент изображения подсвечивается световым импульсом постоянной интенсивности, генерируемых источником 1 и прошедшим через светокоммутатор 2, находящийся в положении

«подсветка» (сплошные линии на чертеже) .

Отраженный от изображения световой импульс через объектив 8 и светокоммутатор 2 попадает на катод фотоумножителя 5, где преобразуется в электрический импульс, следующий через переключатель полярности 6 на вход интегратора 8. В следующий полупериод происходит компенсация. Компенсирующие световые импульсы, создаваемыс источником 1, через светокоммутатор 2 попадают на катод фотоумножителя 6. Коэффициент передачи светокоммутатора для компенсирующих импульсов значительно меньше, чем для отраженных от изображения. Компенсирующие импульсы с выхода фотоумножителя изменяют свою полярность при помощи переключателя 6 и следуют на вход интегратора

8, компенсируя на его входе сигнал от изображения. Переключатель полярности 6 управляется тактовым генератором 7 синфазно с переключением световых потоков светокоммутатором 2.

Таким образом, на входе интегратора 8 происходит сравнение сигналов, обусловленных отраженным и компенсирующим свето5

35 выми потоками. В случае, если их средние значения не равны (папример, отраженный поток больше), на входе интегратора 8 создается электрическое напряжение, линейно возрастающее во времени. По достижении им уровня срабатывания спусковой схемы 9 последняя выдает импульс, который через блок питания 10 создает компенсирующий световой импульс, восстанавливающий равенство сигналов на входе интегратора. В установившемся режиме отраженный и компенсирующий потоки в среднем равны, т. е. при постоянной световой энергии импульсов частота повторения компенсирующих импульсов пропорциональна альбедо измеряемого фрагмента изображения. Число компенсирующих импульсов в единицу времени представляет собой единичный код значения альбедо. Счетчик — формирователь кода 11 преобразует этот код в любой необходимый. При этом измерениям может предшествовать калибровка, осуществляемая по фрагменту-свидетелю, альбедо которого известно. Калибровка может производиться путем изменения энергии компенсирующих импульсов посредством светофильтра переменной плотности или регулируемой щели.

Схема преобразователя дает высокую стабильность устройства, так как постоянство масштаба преобразования зависит только от относитсльной стабильности значений коэффициентов передачи световой энергии подсвечива:ощего и компенсирующего импульсов в оптическом тракте устройства и не зависит от коэффициентов передачи фотоумножителя, дрейфа н коэффициента передачи интегратора и стабилbHocTH порога срабатывания спусковой схемы.

Предмет изоб ретс пня

Преобразователь альбедо — код, содержащий подложку с фрагментом изображения, обьсктпв, фотоумножитель, соединенный через переключатель полярности со входом интегратора, выход которого через спусковую схему подключен к счетчику — формирователю кода, и тактовый генератор, первый выход которого соединен с переключателем полярности, а второй — с блокояпитапия,,вы,ход которого соединен с источником световых импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения его стабильности, источник световых импульсов оптически связан через светокоммутатор, соединенный с первым выходом тактового генератора, с фотоумножителем и объективом, причем фотоумножитель, светокоммутатор и объектив расположены на одной оптической оси, а блок питания соединен с выходом спусковой схемы, 345502

Составитель М. Черенкова

Техред T. Ускова

Корректор Т. Бабакина

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3312/1 1 Изд. № 1034 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьгтий при Совете Мп нпстров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5