Устройство для измерения оптической плотности изображения

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 966 св 06 К ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЭОБ ЕНИЯ А.Ярмо берн 979.о ССС ыход тато которого подклю раены у, усилитель,оэлектрическимпервый фокусирчески связанный к коммуненный соедпреощийвтор разова лемент е опт нтом,тем, что и устроймодулят вым свето(71) Институт технической кики АН Белорусской ССР(56) 1. Патент ГДР Вф 13403 1,кл. О 06 К 11/00, опублик. 12. Авторское свидетельствпо заявке У 3422255/ 18-24,кл, С, 06 К 11/00, 1982.(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ,содержащее коллиматор, оптическисвязанный с.источником монохроматического излучения и с первым светоделительным элементом, распределитель импульсов, соединенный с однимвходом первого формирователя сигналов, другие входы которого подключены к сумматору и к коммутатору,с входами блоков сканирования и ства, оно содержит первыи оптически связанный с пер дительным и фокусирующим элемента- ми, второй формирователь сигналов, входы которого соединейы с усилителем и с распределителем импульсов, а выходы подключены к сумматору, к. блоку. сравнения и к первому формирователю сигналов, выход которого является выходом устройства, и последо-вательно оптически связанные первыйотражательный элемент, вход которого оптически связан с первым светоделительным элементом, второй модулятор, подключенный к распределителюимпульсов, второй отражательныйэлемент и второй светоделительныйэлемент, оптически связанный с вторымфокусирукицим элементом и с фотоэлектрическим преобразователем. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, второй формирователь сигналов содержит пер-р вый элемент ИЛИ, входы которого З являются первым и вторым входами формирователя, а выход соединен с одним входом первого триггера, другой вход которого подключен к элементу сравнения, один вход которого являй ется третьим входом формирователя, а другой соединен с генератором пилообразного напряжения, первый элемент. И, входы которого подключены к генератору импульсов и к единичному выходу первого триггера, а выход соединен с одним входом второго иСЬ третьего элементов И, другой вход 00 которых подключен к выходам второго и третьего триггеров соответственно, входы которых являются входами формирователя, четвертый триггер, входы которого соединены с выходами первого элемента ИЛИ и элемента сравнения, а выход подключен к ключу, соединенному с входом генератора, пилообразного напряжения, пятый триггер, входы которого подключены к выходам элемента сравнения и второго элемента ИЛИ, а выход соединен1096668 с одним входом четвертого и пятогоэлементов И, другие входы которыхподключены к генератору импульсови к единичным выходам второго и третьего триггеров соответственно, авыходы соединены с входами второго Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в част"ности к устройствам для считыванияграфической информации, и может бытьиспользовано при цифровой обработке 5иэображения.Известно устройство для измерения оптической плотности изображения,содержащее блок проецирования изображения, оптически связанный с фотоэлектронными умножителями, выходыкоторых подключены к усилителю иинвертору соответственно, распределитель импульсов, блок сравнения,коммутатор и логический блок1 . 15Недостаток устройства состоит внедостаточно высоком быстродействии.Наиболее близким по техническойСущности к предлагаемому изобретениюявляется устройство, содержащее блок 20проецирования изображения, оптически связанный с фотоэлектроннымиумножителями, выходы которых подключены к входам соответствующих усилителей, инвертор, соединенный свыходом одного усилителя, распределитель импульсов, подключенныйк блоку проецированиЮ изображенияи к одному входу блока сравнения,выходы которого соединены с коммутатором, сумматор, входы которогосоединены с инвертором, с соответствующим усилителем и с распределителем импульсов, а выход подключенк другому входу блока сравнения, иформирователь признаков отсчетов, входы которого соединены с коммутатороми с сумматором, а выход является выходом устройства 1. 2 3,Недостаток известного устройства 40состоит в недостаточно высокой точности измерения оптической плотностииэображения, вызванной наличием двухоптоэлектронных каналов, нестабильэлемента ИЛИ и элемента задержки,подключенного к выходу пятого элемента И и к одному входу третьегоэлемента ИЛИ, другой вход которогоявляется четвертым входом формирователя. ностью чувствительности фотоэлектронных умножителей и коэффициентов усиления усилителей в этих каналах, темновым током фотоэлектронных умножителей. Целью изобретения является повышение точности измерения оптической плотности за счет использования общего тракта усиления видеосигнала для измерительного и опорного светового потока.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коллиматор, оптически связанный с источником монохроматического излучения и с первым светоделительным элементом, распределитель импульсов, соединенный с одним входом первого формирователя сигналов, другие входы которого подключены к сумматору и к коммутатору, с входами блоков сканирования и сравнения, выходы которого подключены к коммутатору, усилитель, соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, первый фокусирующий элемент, оптически связанный с вторым фокусирующим элементом, содержит первый модулятор, оптически связанный с первыми светоделительным и фокусирующим элементами, второй формирователь сигналов, входы которого соединены с усилителем и с распределителем импульсов, а выходы подключены к сумматору, к блоку сравнения и к первому Формирователю сигналов, выход которого является выходом устройства,и последо" вательно оптически связанные первый отражательный элемент вход которого оптически связан с первым светоделительным элементом, второй модулятор, подключенный к распределителю импульсов, второй отражательный элемент и3 10966второй светоделительный элемент, оптически связанный с вторым фокусирую 1щим элементом и с фотоэлектрическимпреобразователем,Кроме того, второй формировательсигналов содержит первый элемент И 31 И,входы которого являются первым ивторым входами формирователя, авыход соединен с одним входом первого триггера, другой вход которого 1 Оподключен к элементу сравнения, одинвход которого является третьим входом формирователя, а другой соединен с генератором пилообразного напряжения, первый элемент И, входы 15которого подключены к генераторуимпульсов и к единичному выходу первого триггера, а выход соединен содним входом второго и третьего элементов И,другой вход которых под Оключен . к выходам второго и третьеготриггеров соответственно, входыкоторых являются входами формирователя, четвертый триггер, входы которого соединены с выходами первого 25элемента ИЛИ и элемента сравнения,а выход подключен к ключу, соединенному с входом генератора пилообразного напряжения, пятый триггер,входы которого подключены к выходам Зоэлемента сравнения и второго элемента ИЛИ, а выход соединен с однимвходом четвертого и пятого элементов И, другие входы которых подключены к генератору импульсов и к еди 35ничным выходам второго и третьеготриггеров соответственно, а выходысоединены с входами второго элементаИЛИ и элемента задержки, подключенного к выходу пятого элемента Ии к одному входу третьего элементаИЛИ, другой вход которого является четвертым входом формирователя,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения оптической плотности изображения; на фиг. 2 - структурно-функциональная схема блока сравнения; на фиг. 3 - то же, второго формирователя сигналов.Устройство включает источник 1 монохроматического излучения, коллиматор 2, первый светоделительный элемент 3, первый 4 и второй 5 фокусирующий элементы, носитель 6 информации, фотоэлектрический преобразователь 7, блок 8 сканирования, усилитель 9, распределитель 10 импульсов, сумматор 11, блок 12 68 4сравнения, коммутатор 13, первый14 формирователь сигналов с выходом 15, второй светоделительныйэлемент 16, первый 17 и второй 18отражательные элементы (зеркала)первый 19 и второй 20 модуляторыи второй формирователь 21 сигналов,предназначенный для формированиясигналов знака суммирования.При этом блок 12 сравнения содержит регистры 22, 27, 34, счетчики 24, 31, 36,группы 23, 25, 30, 35элементов И, триггеры 32, 37, элемент 28 задержки, элемент ИЛИ 29,элемент И 33, 38, 39 и 40, а второйформирователь 21 сигналов содержитпервый элемент ИЛИ 4 1,первый 42,второй 43, третий 44 и четвертый45 триггеры, первый элемент И 46, генератор 47 импульсов,. второй 48 итретий 49 элементы И, ключ 50, генератор 51 пилообразного напряжения,элемент 52 сравнения, пятый триггер53, четвертый 54 и пятый 55 элементы И, второй элемент И 56, элемент 57 задержки и третий эле-:;мент И 58.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы оператор производит начальную установку устройства, подавая сигнал начальной установки с выхода а распределителя 10импульсов и устанавливая триггеры,регистры и счетчики блоков 12, 14,21 в нулевое состояние. Сигнал начальной установки поступает на первый вход а формирователя 21 и далеечерез элемент ИЛИ 58 - на пятый выход % формирователя 21, С пятоговыхода а формирователя сигнал начальной установки поступает на нулевой. установочный вход сумматора 11,производя его установку в нулевоес остоя ние,В блоке 12 оператор устанавливаетв регистре 22 код оптической плотности первого сравниваемого числа, врегистр 27 - обратный код поля допус- ка сравниваемых чисел, а в регистр 34заданный код числа. Аналогичный кодоптической плотности первого сравниваемого числа оператор устанавливает в одном из регистров формирователя 14, а в другой регистр операторустанавливает код признака разделимости считываемых элементовполутонового иэображения с определенным кодом оптической плотности.1096668 5При помощи распределителя 10 оператор задает определенный шаг просмотра строк изображения и шаг кван" тования внутри строк считывания оптико-механической плотностиой раз вертки. При этом блок 8 под воздействием управляющих сигналов с выходови р распределителя 10 осуществляет развертку изображения с помощью шагового привода с в двух10 взаимно перпендикулярных направлениях прямоугольным растром с использованием прямого и обратного хода для считываний элемента полутонового изображения. 15Световой поток источника 1 через коллиматор 2 поступает на первый светоделитель, с помощью которого разделяется на две составляющие: поток Ф измерительной ветви, кото рый используется для освещения носителя 6 изображения, и поток ф 2 опорной ветви, Для поочередного прерывания потоков ф, ф используются модуляторы 19 и 20. При поступленни сигнала с выхода распределителя 1 О на управляющий вход первого модулятора 19 световой поток измерительной ветви Ф с помощью пер 1вого фокусирующего элемента 4 фоку З 0 сируется на поверхности носителя 6 изображения. Поток Ф.прошедший через фотометрируемый элемент носителя 6 изображения, поступает через вторые фокусирующие элемент 5 и светоделительный элемент 16 на фотоэлектрический преобразователь 7. Поток ф 2 опорной ветви, отражаясь от первого зеркала 17, поступаетиа второй модулятор 20. При поступ" ленни сигнала с распределителя 10 на управляющий вход второго модуля" тора 20, световой поток опорной ветви ф поступает на второе зеркало 18, отражаясь от которого попадает на второй светоделительный элемент 16 и далее фотоэлектрический преобразователь 7, с выхода которого сигнал поступает на вход логариф.- 50 мического усилителя 9, откуда подается на вход элемента 52 сравнения Формирователя 21.Сигнал с выхода распределителя 10 поступает на вход формирователя 21 и далее на нулевой и единичные установочные входы триггеров 44 и 43 а через элемент ИЛИ 4 1 - на единичные установочные входы триггеров 42 и 45, производя их установку всоответствующие состояния.Сигнал высокого уровня триггера42 разрешает прохождение счетныхимпульсов сгенератора 47 на выходэлемента И 46. Счетные импульсы свыхода элемента И 46 поступают напервый вход элемента И 48, навторой вход которого поступает сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 43, разрешая их прохождение через элемент И 48 на вычитающий выход формирователя 21, Прохождение счетных импульсов через элемент 49 И запрещено наличием сигналанизкого уровня с прямого выхода триггера 44, установленного в нулевоесостояние.Сигнал высокого уровня триггера45 закрывает ключ 50 и запускаетгенератор 51 пилообразного напряжения. Сигнал с выхода генератора 51поступает на первый вход элемента52 сравнения. В момент. равенствасигнала с выхода логарифмическогоусилителя 9 с текущим значениемпилообразного напряжения, на выходеэлемента 52 формируется сигнал, устанавливающий триггер 42 в нулевоесостояние. Сигнал низкого уровня спрямого выхода триггера 42 запрещаетдальнейшее прохождение импульсов свыхода генератора 47. Сигнал с выхода элемента 52 сравнения поступаетна нулевой установочный вход триггера 45, производя его установку висходное состояние,и на единичныйустановочный вход триггера 53, производя его установку в единичноесостояние. Сигнал высокого уровня,поступакнций с выхода триггера 53 наодин из входов элемента И 54, надругие входы которого поступают сигналы с генератора 47 и сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 43, разрешает прохождение сигналана выход формирователя 21. Сигналс выхода элемента И 54 поступаетчерез элемент ИЛИ 56 на нулевойвход триггера 53, переводя его висходное состояние, что препятствует дальнейшему прохождению импульсов с генератора 47 на выход формирователя 21,Сигнал с выхода распределителя10 импульсов поступает также надругой вход формирователя 21 и далее1на единичный и нулевой входы третье20 30 Сигнал низкого уровня с прямого выхода триггера 42 запрещает даль - нейшее прохождение импульсов с выхода генератора 47 на суммирующий выход формирователя 21, Сигнал с выхода элемента 52 сравнения поступает на установочный вход триггера 45, производя его установку в исход ное состояние, и на единичный вход триггера 53, производя его установку в единичное состояние. Сигнал высокого уровня, поступающий с выхода триггера 53 на один иэ входов 4 элемента И 55, на другие входы которого поступают сигналы с генератора 47 и сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 44, разрешает прохождение сигнала на выход формирователя 21. Прохождение сигнала на выход формирователя 21 через элемент И 54 запрещается сигналом низкого уровня с прямого выхода триГгера 43, установленного в нулевое состояние. Сигнал с выхода элемента И 55 поступает через элемент ИЛИ 56 на установочный вход триггера 53, переводя его в исходное состояние, что 7 1(.) 9666 го и второго триггеров 44 и 43 а через элемент ИЛИ 41 - на единичные установочные входы триггеров 42 и 45, производят их установку в соответствующие состояния. 5Сигнал высокого уровня с выхода триггера 42 разрешает прохождение счетных импульсов с генератора 47 через элемент И 46 на первые входы элементов И 48 и И 49. Сигнал высокого уровня с выхода триггера 44 разрешает прохождение счетных импульсов через элемент И 49 на суммирующий выход формирователя 21, а сигнал низкого уровня с прямого 15 выхода триггера 43 запрещает прохождение импульсов через элемент И 48 на вычитающий выход формирователя 21. Сигнал высокого уровня с прямого выхода триггера 45 закрывает ключ 50 и запускает генератор 51. Сигнал с выхода генератора 51 пилообразного напряжения поступает на первый вход элемента,52 сравнения. В момент равенства сигнала с выхода усилителя 9 (опорной ветви) и текущим значением пилообразного напряжения на выходе элемента 52 сравнения формируется сигнал, устанавливающий триггер 42 в нулевое состояние. препятствует дальнейшему прохождению импульсов с генетатора 47 навыход формирователя 21.Сигнал с выхода элемента И 55поступает также через элемент 57 задержки на второй вход элемента ИЛИ58 и далее на выход формирователя 21.На этом цикл работы формирователя21 заканчивается.В сумматоре 11 происходит формирование кода оптической плотностисчитываемого элемента полутоновогоизображения следующим образом. Сигнал начальной установки с выходаформирователя 21 поступает на нулевой вход сумматора, производя егоустановку в нулевое состояние. Перваяимпульсная последовательность поступает с выхода формирователя 21 навычитающий вход сумматора 11, Втораяимпульсная последовательность (опорной ветви) поступает с выхода формирователя на суммирующий вход сумматора 11. В результате прохожде-.ния укаэанных последовательностейимпульсов на выходе сумматора 11формируется код оптической плотностисчитываемого элемента полутоновогоизображения пропорциональной разности напряжения снимаемых с усилителя9 для опорной и измерительных ветвей.Обнуление сумматора 11 для приема последующих последовательностейимпульсов считываемого элемента полутонового изображения осуществляется сигналом с выхода формирователя 21,В блоке 12 происходит сравнениепараллельного кода оптической плотности, предварительно установленногооператором, с унитарным кодом оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения. Процесс сравнения происходит следукнщимобразом,Сигналом с распределителя 10 происходит перезапись кода, предварительно установленного оператором в регистре 22, через группу 23 элементов И в счетчик 24, а также перезапись обратного кода из регистра 34 в счетчик 36 анализа через группу 35 элементов И (фиг. 2). Затем на счетный вход счетчика 24 поступает последовательность П( импульсов измерительной ветви с Формирователя 21. В момент окончания этой последовательности и с фор1 О кода оптической плотности считываемого элемента полутонового изображения, величина которого с учетомполя допуска меньше первого сравниваемого числа, на выход 15устройства.При установке переключателя вположениена вход формирователя14 поступает сигнал "Равно", осу О ществляющий передачу кода первогосравниваемого числа на выход 15 устройства.При установке переключателя в положение ГН на вход формирователя 14 15 поступает сигнал "Больше", осуществляющий передачу кода оптическойплотности считываемого элемента полутонового иэображения, величина которого, с учетом поля допуска, больше 20 первого сравниваемого числа, на выход 15 устройства.При установке переключателя вШположение 1 Ч на вход формирователя14 поступает один из сигналов "Мень ше", "Равно" или "Больше", осуществляющий передачу кода оптическойплотности считываемого элемента полутонового изображения на выход 15устройства.30 Если сигналы "Меньше", "Равно",или "Больше" при установке переключателя в одно иэ соответствующихположений 1, 11 или 1 И отсутствунл;то передачу кода признака разделимости считываемых элементов полутонового иэображения с определеннымкодом оптической плотности на выход15 устройства осуществляют сигналом 40 Стоп,поступающим на вход формирователя 14 выхода формирователя 21.Введение в устройство второгосветоделителя, зеркал, модуляторови второго формирователя сигналов, 45 а также соответствующих конструктивных связей существенно повышаетточность устройства. 1096668 мирователя 21 поступает сигнал,перезаписывающий содержимое счетчика 24 через группу 25 элементов И в сумматор 26.В сумматоре 26 происходит суммирование обратного кода с содержимым счетчика 24. В момент поступления сигнала с распределителя 10 импульсов обратный код полученной суммы через группу 30 элементов И поступает на информационные входы счетчика 31, на счетный вход которого поступает последовательность П импульсов опорной ветви с формйрователя 21. Последовательность П 2 импульсов опорной ветви поступает также и на второй вход элемента И 33. Если в процессе сравнения происходит переполнение счетчика 3 1; то остаток импульсной последова" тельности. П поступает через элегмент И 33 на счетный вход счетчика 36,переполнение которого указывает, что сравниваемые числа превышают заданное поле допуска. Результат сравнения получают в момент окончания контролируемой последовательности П импульсов - момент211поступления сигнал Стоп" с выхода й формирователя 21 знака суммирования. Сигналы результата сравнения поступают на входы коммутатора 13. Коммутация этих сигналов осуществляется оператором с помощью коммутатора 13, выполненного, на" пример, в виде двухплатного галет- .ного переключателя. Сигналы с выходов коммутатора 13 поступают на входы формирователя 14, на один из входов которого поступает с выхода сумматора 11 код оптической плотности считываемого элемента полу" тонового изображения.При установке переключателя в по" ложение 1 на вход формирователя 14. признаков отсчетов поступает сигнал "Меньше", осуществляющий передачу