Устройство для обнаружения центров интерференционных полос

", "уер ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ иче- техцев еле- анаг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторско-технолоское бюро "Омега" Новгородского полнического института(56) Авторское свидетельство СССРМ 1571794, кл, Н 04 М 7 18, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕЦЕНТРОВ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХЛОС(57) Изобретение относится к технике твидения, может быть использовано для лиза интерферограмм, в частности для об" наружения центров интерференционных полос. Цель изобретения - повышение до. стоверности 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 выходе элемента ИЛИ 20 соответствует прохождению центра текущегоизображения интерференционной полосы. 8 ил.10 Зг 50 Изобретение отн ссится к технике телевидения, может быть и,пол ьзсвано для анализаинтерферограмм, в частности для обнаружения центров интерференционных полос,Цель изобретения - говышение дсстоверности обнаружения центров интеоференционных полос,На фиг, 1 представлена электрическаяструктурная схема устройства для обнаружения центров интерференционнь,х полос(М == 2)на фиг. 2 - схема блока выделенияцентра; на фиг. 3 - схема блока определения прсдсльнсГО направления, на фи.4-8 - диаграммы, поясняющие их работу.Устройство для обнаружения центров интерференционных полос 1 фиг, 1) содержит телевизионную камеру блок 2 задержки,песву;о, втсоую, третью, четвертую и пятуюлинии 3-7 задержки первый, второй, третиЙи 1 четверть:и блоки 8-11 выделения центра,первый, второй, третий и четвертый блоки12-15 определения продольного направления, ервыЙ, второе, третий и четвертыЙ элементы И ",6 - 19 и злеменИЛИ 20,Блок выделения центра (фиг. 2) ссдержит первыЙ и второй сумматоры 21, 22, первый и второй компараторы 23,24 и источник25 опорного напряжения.Блок определения продольного направления (фиг, 3) содержи первый и второйсумматоры 26, 27, первый .1 второй делиели28, 29, первыЙ, всзой и третий компарато.ры ЗО, 31, ".2, зле /ент 1 3., и источник 34опорного напряжения,Устройство дл. Обнаружения центровинтерференциснных полсс. работает следующим образом.На оптический вхсг;телевизионной камеры 1 проецируется изображения анализируемой интерферограммы, Сигнализсбсажения интерференционных полос свыхода телевизионной камеры 1 поступает навход злска 2 задержки; имеющий четыре Ог"вода через строку, а также на вхор, первойлинии 3 задержки. На вхсдьч второй, третьей,четвертОЙ и пятой линии 4, 5,6 и, зэдег,"жкипоступает сигнал иэображения интерференционных полос с Отводов блока 2 задержки,задержанный соответственно на Один, два,три и четыре строки (фиг, 6), 1(аждая линиязадержки имеет пс лять О 1 всдов через периоц одного пиксела (элемента телевизионногоразложения изобрах(ения). В результате наих отводах формир"ется матрица Ьх 5 пиксе лов, в которой выделень; 4 направления анализа по осям Х, ХУ, У, -ХУ (фиг. 8),С этой целью на вхсдь: первого, вторсго,третьего и четвертого басков 8-11 и первого, второго, третьего и етвертогс блоков12-15 поступают 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 образом синтезируется звездообразная многоэлементная апертура. Анализ сигналов производится по направлению, перпендикулярному продольной оси интерференционной полосы, или под углами до 45 о 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 наг 1 равления (фиГ. 4, б, кривые 1 и 2), а на вторую группу входов сигналов с элементов противоположной ветви (фи;, 4, б, кривые 3 и 4) первый и второй сумматоры 21 и 22 формируют напряжения 01 и О 2 (фиг. 4, в), поступающие на входы второго компаратсра 24. При этом первый ксмпаратор 23 выполняет сравнение напряжения О 1 с выхода первого сумматора 21 и порогового напряжения Опор с выхода источника 25 опорного напряжения, В момент времени тн (фиг, 4, д), когда напРЯжение О 1 пРевысит напРЯжение Опор, происходит срабатывание первого компаратсра 23, который из исходного нулевого состояния переходит в единичное, В результате сигнал логической единицы с выхода первого компаратора 23 поступает на стробирующий вход второго компаратора 24 и разрешает его работу. При равенстве напряжений О 1 и 02 в момент времени 1 о(фиг, 4, д) второй компаратор 24 переходит из исходного нулевоо состояния в единичное, которое сохраняется до момента времени 1 к (фиг, 4, д когда напряжение , становится меньше напряжения Опор и выходной сигнал логического нуля с выхода первого компаратора 23 (фиг. 4, г) устанавливае в нулевое состояние второй компаратор 24 (фиг, 4, д), запрещая 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 ксмпаратора 24 по стробирующему входу обеспечивает невсс. приимчивость схемы к сигналам изображения паразитных интерференционных полос, поскольку амплитуда паразитного сигнала существенно меньше полезного.Из фиг. 6 видно, что амплитуды.отсчетов, лежащих на направлении айалиээ, совпадающего с продольным направлением полосы, равны между собой. Это положено в основу работы первого, второго, третье о , 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 01 и 02 (фиг. 5). Деление суммарных напряжений на КМ М обеспечивает гарантиросзнное превышение напряжения 01 и 02 нэд напр жением Ооо центрального отсчета при равенстве (приблизительном или точном) напряжения Ооо и напряжения любого отсчета в соответствующей ветви звездообразной апертуры (фиг. 5, в), В этом случае, поскольку напряжения 01 и Ог, госгупающие на входы первого и второго компарэторов 30 и 31, превышают напряжение Ооо, 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 интерферен- ЦИОННОЙ ПОЛОСЫ.Если бы в первом и втором делителях 28 и 29 было установлено К = 1, то напряжения 01 и 02 представляли бы собой осредненные напряжения соответствующих Отсчетов, В этом случае при сравнении напряжения Ооо с напряжениями 01 и 02 наблюдалась бы нестабильная работа, поскольку из-за флуктуации отсчетов 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 еди 5 10 15 20 25 30 35 4 п 45 50 55 ниць также и при отклонении продольнойоси полосы нэ угол до +.22,.5 от ближайшего направления анализа. Это Обеспечивает надежную работу при любойориентации анализируемого текущего иэображения полосы.При поступлении на входы первого блока 12 (13, 14, 15) определения продольногонаправления напряжений от элементовапертуры с направлений, ориентированныхподуглом больше 22,5 амплитуды отсчетов,в случае совпадения продольной оси с центром апертуры имеют синусоидальную огибающую (фиг, 5, а). В результатенапряжения 01 и 02 оказываются меньшенапряжения Ооо и первый и второй компарэторы 30 и 31 устанавливаются в состояниелогического нуля и на выходе элемента И 33формируется сигнал логического нуля,Б случае несовпадения центра апертуры с продольной осью полосы, ориентированной под углом более 22,5 к ближайшемунаправлению анализа, амплитуды отсчетовимеют монотонно-возрастающую огибающую, как зто показано на фиг. 5, б. Этоприводит к ситуации, когда напряжение навыходе одного иэ первого и второго делителей 28, 29 меньше напряжения Ооо, а навыходе другого - больше (фиг, 5, б). Б реэуль"ате - сигнал логического нуля,Наличие источника 34 опорногоэпряжения (Ооор) и третьего компарэторэ 32, управляющего по стробирующим входамработой первого и второго компараторов 30и 31, обеспечивает невосприимчивость ксигналам изображения параэитных интерфЕРЕНЦИОННЫХ ПОЛОС,В соответствии с вышеизложенным нэвыходе первого блока (12 - 15) Определенияпродольного направления появляется сигнал логической единицы, если элементыапертуры, выходы которых подключе 1 ы кнему, лежат на продольной оси, г;олосы непосредственно или под небольшим углом.Во всех остальных случаях на его выходеприс. гстаует сигнал логического нуля.Обнаружение центра интерференционной полосы происходит в соответствии соследующим алгоритмом обработки отсчетовмногоэлементной апертуры:(Хо, Уо);. М: Тх Тху(т)Тху(1)у ЧТху(1) Тх(с) . Ту(т), 3 ху(1)ЧЧТу(1) Тху(т) Тху(ф х(т)Ч ЧТЯ Туй) Т, ф=О 1, Где Хо, Уо - текущие кооадинаты центрасинтезированной многоэлементной апертуры;М - совокупность точек, принздлеж;: - , -щих цент ам интерференционных палас;Т=.- Логический си О, при Т Тс1 при 1 Тонал сечения двумерного сигнала интерференционной палась; в поперечномнаправлении и в двух смежных правленияхпод углом .45 к поперечному:11) - логический сигнал с Выхода блокаог ределения продольного направления;символ лаГическОГО умнОжения;Ч - символ логического сла)кения.Каждая из четырех конъюнкций пр. Ваденного алгоритма соответствует одному изчетырех вариантов анализа си налац с выхода элементов синтезированной аг еатуры,которые приведены на фиг. 7.Согласно приведенному алгоритму навходы п 8 рвОГО, второГО, т)етьега и четве")того элементов И 16-.19 подаются саатветс 1 вующие сигналы с выходов первого,Второго, третьего и четвег)того блоков 6-" )Выделения центров первого, Второго, тет,. его и четвертого блоков 12-15 определенияп)адольнаго направления,При равенстве одной из конь;анкцийединице этот сигнал проходит через саатветству,ощий элемент И, через злемвлИ.ЛИ 20 и поступает на выход устройства.Момент появления сигнала логической единицы на Выходе устроЙства соатВетстзуегпрохождению центра текуцегс изображения интерфеоенционнай полосы синтезираВанноЙ апертуоы.Процесс анализа повторяется для каждого элемента изображения интерфераграммы. По окончании сканированияизображения обнару)киваося все центрьинтерференционных палас,Формула изобретенля1,.Устройстводля обнару)кения центров интерференционных полос, содержащее телевизионную камеру, оптический вход которой является входом изображения илтерференцианных палас, перву)а, вторую и третью линии задержки с .К ь 1 отводами, где Й- число элементов в ка:кдай ветви си тезируемай звездообразной многоэлементной апертуры, элемент ИЛИ. Вь;хав которого является Выходом устройства для обнарукения центров интерференционных палас, а также первый, второй и третий эле менты И, выходы которых саединень, соответственно с первым, Вторым и третьви входами элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ 8 е" с я тем, па, с целью павь 1 шения даставер нас и обнаружения центров интерференциа ых палас, введены (2 М+ 1) - 3 линий задер;кек с 2 Е + 1 атвада 1 ли, блок задержки с, 21 отводами, Вход катааага соеДинен слыхвддм;аоноионой квмвры и с входом первой линии задер)".ки, а )-Выходы- -1, 2 М+ 1) соединены с входами ) - 1)-линий задержек, -,етверть,й элемент И, выход которого саеди О лен с четвертьвл вода элемента ИЛИ, первый, Спорой, третий и четвертый блоки определения продольного направления, Выходы которых соединены с первыми входа;ьи соответственно первого, второго, 1 Г,етьега и четвертого элемента И, а такжепервый, второй, третий и четвертый блоки выделения центра, при этом выходы 2 К+ 1- лилий задержки для элементов противапо)а)кных Ветв 81 синтезирОВаннОЙ 2 О мнагазлеменгной апертуры, прахаДЯЩимичервя 88 центчваез каждце 45 кроме цент)ал.лага элемента, соединены соотВетств лна ":. г ервай и втсрай группами входов первого Второго, третьего и четвертого 5 блс кав Выделения центра и с первой и второй группа)м;: входов первого, второго, аетьега и -.е.-ае"того блоков определения -рад альнага направления, В,.ады централь- Лада ЗЛЕМ 8 т КОТОРЫХ СОЕДИНЕНЫ СО СРед 3 Оим вы.)дсМ+ )-й линии задержки,ВтараР, трзти 1 и ч 8 твертый ВхОды перВОГО Влнеь 1 ен) а И соединены с Вь.хадами Саответ,.;:Гве:- ла первого, чатвертога и второго бло- :.ОВ Вьделения центров, Второй, третиЙ и 15 зтвертыл нхсды ВтараГс элем 8 нта И с 08 Ди"лены с выхададли соответственна первого, )тарага и таетьега блоков выделения центра, Второй, грвтий и четвертый входы треть;го элемента И соединены с выходами 4 О соответственна четаертага, второго и треть;";га блоков Выдел 8 ния ц 8 нтра, а второй, тре" гий,; четверть 11 л Входы четвертого элемента 4 ;08".:л "елы с еыхадаьь саа) зетственна Г-:,РНО: а-:егВЬРГО: а И тРЕТЬЕ;а ЛОКОВ ВЬ)ДЕ 2. Устройства па г., , О т л и ч а ю щ е е.; я тем, чтс блоки Выделения центра содер сат г)ервый сумматс)р, Входы которого является первой группой входов блока 5 О .Выделения центра, зтарай сумматор, входыаараго явл.гагся второй руппал входов блока Выделения центра, а также последовательна соединенные источник опорного напряжения, первый кампарагар и второй 5 бкамг:ара 10.-., второй вход которого объеди.- нен с вторым входом первого компаратора л соединен с выходом первого сумматора, таетий вход соединен с ьыходам второго су"4,":зтара а Бьгха), .является выходом Слака сДаЛНЛЯ анР;3. Устройство по и. 1, о т л и ч а а 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 компараторов, а также второй сумматор, входы которого являются второй группой входов блока определения продольного направле 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 объ единены и являются входом центральногоэлемента блока определения продольного напоавления1:702541Составитель З.Борисоведактор М. Бандура Техред М,Моргентал Корректор В.Гирняк Заказ 4552 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113 О 35, Москва, Ж, Раушская.наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород. ул, Гагарина, 10