Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков изображений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 01) А 1 12 1)4 С 06 К 9/О ИЕ ИЗОБРЕТЕН ОРСК УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ордена Ленина институт проблем управления(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 - расширение 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. Фотоэлектри- д ческий преобразователь позволяет выделять признакикак полутоновых (кр" ординаты энергетического центра тяжести), так и бинарных (координаты С центра тяжести проекции) иэображений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.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 фотоэлектрического 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 двавыхода формирователя 15 управляющих сигналов соединены с входами Формирователя 8 управляющих напряжений, а третий выход - с управляющим входом блока 10 измере" ния интегральной освещенности, Первый и второй выходы формирователя 8 управляющих напряжений соединены соответственно с центральным точечным 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.Па ра точечных периферийных электродовсоединена с дифференциальным входомусилителя 11. Нагрузка 9. включенамежду общей шиной и базой полупроводниковой пластины 1. Блок 10 изме-.рения интегральной освещенности соединен с выходом нагрузки 9, а выходы блока 10 - с управляющими входамиобоих узлов регулировки усиления,Дифференциальный вход усилителя 12соединен с парой точечных периферийных электродов 2 и 3, расположенныхортогонально по отношению к точечнымпериферийным электродам, соединеннымс дифференциальными входами усилителя 11 (на фиг.2 ортогонально расположенная пара точечных периферийныхэлектродов не показана),Устройство работает следующимобразом. 1 О 15 20На 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, Неос 45 новные носители заряда за времядействия импульса обедняющего напряжения генерируютсяизлучением,формирующим анализируемоеизображение ипроходящим в полупроводниковуюплас 55 ется неизменным в течение временивыделения 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-,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 изображенияихЯЛхйц"ооЦх,Дх 3Сигнал, соответствующий признакуУ формируется аналогичным образомодновременно с сигналом,соответствующим Х,Таким образом, в целом фотоэлектрический преобразователь позволяетвыделять сигналы, соответствующиеследующим признакам изображений -интегральной освещенности (двумерному моменту нулевого порядка),двумерным моментам первого порядкапо обеим декартовым координатам,атакже координатам энергетическогоцентра тяжести изображения по обеимдекартовым координатам одновременно.Максимальная величина выделяемыхпризнаков ограничена не принципиальными физическими параметрами (диффузионной длиной неосновных носителейзаряда , ), а технологическими ограничениями - размерами пленки диэлектрика 5, которую можно изготовить без проколов. По МДП-технологииэтот размер может достигать 100120 мм (размер пластин полупроводниковых заготовок, покрытых слоем окисла и изготовляемых серийно.Резистивный слой 4 фотоэлектрического преобразователя может быть выполнен из любых светопроницаемых полупроводниковых материалов, напри.мер Сс 18, БпО и т.п., или из тонкого слоя металла, например золота. Величина электрического сопротивления 1 О между центральным 6 и внешним 7электродами может лежать в диапазоне 100 Ом " 10 кОм. Полупроводниковая пластина .может быть выполненаиз германия, кремния, арсенида,гал лия или других полупроводниковыхматериалов, на которые может бытьнанесен тонкий слой диэлектрика.Фотоэлектрический преобразовательдля устройств выделения признаков 20 изображений позволяет вьщелять признаки как полутоновых (координатыэнергетического центра тяжести),таки бинарных (координаты центра тяжести проекции изображения) изобра жений.Формула изобретения 1. Фотоэлектрический преобразователь для устройств вьщеления приз яаков изображений, содержащий полупроводниковую пластину, центральныйточечный электрод, внешний кольцевой электрод и пары точечных периферийных электродов, расположенных на З 5 полупроводниковой пластине внутривнешнего кольцевого электрода, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения диапазона значенийвьщеляемых признаков, на полупро водниковой пластине последовательнорасположены диэлектрический и реэистивный слои, причем центральныйточечный электрод и внешний кольцевой электрод расположены на резис тивном слое2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что реэис(тивный слой выполнен светопроницаемым.1228129 г ф) Уо Ценив. 2 Кисилевич Корректор Составитель В Техред М,Ход дакт выд Заказ 2289 твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 оиз ВНИИПИТираж б 71 осударственного ам изобретений и ква, Ж, Раушс Подписноемитета СССРткрытийя наб., д. 4/5