Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков изображений Советский патент 1986 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться на этапе нормирования в системах распознавания и обработки изображений, а также в измерительных системах.

Цель изобретения - расширение диапазона значений вьщеляемых признаков

На фиг.1 изображена схема фото- электриче скоГо преобразователя; на фиг.2 - фотоэлектрический преобразователь совместно с одной из возможных сх;ем его включения.

Фотоэлектричесусий преобразователь (фиг.1) содержит 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 резистив- ного 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 два выхода формирователя 15 управляющих сигналов соединены с входами формирователя 8 управляющих напряжений, а третий выход - с управляющим входом блока 10 измерения 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 В 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 электродов соединена с дифференциальным входом усилителя 11. Нагрузка 9 включена между общей шиной и базой полупроводниковой пластины 1. Блок 10 изме-. рения интегральной освещенности соединен с выходом нагрузки 9, а выходы блока 10 - с управляющими входами обоих узлов регулировки усиления. Дифференциальный вход усилителя 12 соединен с парой точечных периферийных электродов 2 и 3, расположенных ортогонально по отношению к точечным периферийным электродам, соединенным с дифференциальными входами усилителя 1 1 (на фиг.2 ортогонально расположенная пара точечных периферийных электродов не показана).

Устройство работает следующим образом.

На первом такте формирователь 15 управляющих сигналов формирует пря- моугольньй 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 кон- центрацию основных носителей заряда вблизи границы раздела.полупроводниковой пластины 1 со слоем диэлектрика 5. Амплитуда напряжения должна быть достаточ ной для образования приповерхностного слоя, обедненного основными носителями заряда.

После окончания указанного им- . пульса все неосновные носители заряда, скопившиеся в приповерхностном слое, инжектируются в полупроводниковую пластину 1, где рекомбинируют

явление сигнала на нагрузке 9. Неосновные носители заряда за время действия импульса обедняющего напряжения генерируются из лучением,формирующим анализируемое изображение и проходящим в полупроводниковуюплас- тину 1 через резистивный 4 и диэлек- 5 слои. Сигналы на нагрузке 9 при этом соответствуют интегральной освещенности. В блоке 10 этот сигнал усиливается и сохранят ется неизменным в течение времени выделения последующих призкаков,поступая на входы узлов 13 и 14 регулировки усиления.

На втором такте сигналы с формирователя 15 поступают на оба входа формирователя 8 напряжений, вследствие чего напряженияj 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 то.чеч- ными 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 изображения

и

JxI(x,

л .

jUx.yldxdij

Y:

Сигнал, соответствующий признаку о } формируется аналогичным образом одновременно с сигналом,соответствующим X о .

Таким образом, в целом фотоэлектрический преобразователь позволяет выделять сигналы, соответствующие следующим признакам изображений - интегральной освещенности (двумерному моменту нулевого порядка), двумерным моментам первого порядка по обеим декартовым координатам,а также координатам энергетического центра тяжести изображения по обеим декартовым координатам одновременно. Максимальная величина выделяемых признаков ограничена не принципиальными физическими параметрами (диффузионной длиной неосновных носителей заряда LO) технологическими ограничениями - размерами пленки диэлектрика 5, которую можно изготовить без проколов. По МДП-технологии этот размер может достигать 100- 120 мм (размер пластин полупроводниковых заготовок, покрытых слоем окисла и изготовляемых серийно).

Резистивный слой 4 фотоэлектрического преобразователя может быть 5 выполнен из любых светопроницаемых полупроводниковых материалов, напри- .мер CdS, ЗпОг и т.п., или из тонкого слоя металла, например золота. Величина электрического сопротивления

10 между центральным 6 и внешним 7

электродами может лежать в диапазоне 100 Ом - 10 кОм. Полупроводнико- вая пластина может быть выполнена из германия, кремния, арсенида,гал15 ЛИЯ или других полупроводниковых материалов, на которые может быть нанесен тонкий слой диэлектрика.

Фотоэлектрический преобразователь для устройств выделения признаков

20 изображений позволяет выделять признаки как полутоновых (координаты энергетического центра тяжести),так и бинарных (координаты центра тя- . жести проекции изображения) изобра-

25 жеНИИ.

Формула изобретения

1.Фотоэлектрический преобразователь для устройств вьщеления приз30 наков изображений, содержащий полу- проводникову пластину, центральный точечный электрод, внешний кольцевой электрод и пары точечных периферийных электродов,расположенных на

35 полупроводниковой пластине внутри внешнего кольцевого электрода, о т- личающийся тем, что, с целью расширения диапазона значений вьщеляемых признаков, на полупро0 водниковой пластине последовательно расположены диэлектрический и ре- зистивный слои, причем центральный точечный электрод и внешний кольцевой электрод расположены на резис5 тивном слое.

2.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что резис тивный слой выполнен светопроницаемым.

2 f

V г . 7/

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться в устройствах распознавания и обработки изображений. Цель изобретения - расширение диапазона значений вьщеляе- мых признаков. Предлагаемый фотоэлектрический преобразователь содержит полупроводниковую пластину, пары точечных периферийных злектродов, 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. Фотоэлектрический -преобразователь позволяет выделять признаки как полутоновых (кр- ординаты энергетического центра тяжести), так и бинарных (координаты центра тяжести проекции) изображений. I з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л

(/) М

Редактор Н. Швыдкая

Составитель В, Кисилев

Техред М.Ходанич Корректор Е. Рошко

Заказ 2289/51Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4