Оптико-электронное устройство для дешифрирования фотоизображения системы поиска и разведки природных ресурсов Советский патент 1991 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к системам поиска и разведки природных ресурсов, основное применение будет иметь в Государственной Геосистеме сбора и обработки данных геологических, геофизических и геохимических исследований в составе подсистемы Океан, а также других подсистем Геосистемы, смежная область применения - решение ряда прикладных задач, преимущественное использование будет иметь при разработке гибридных оптико- электронных устройств с применением оптических вычислительных средств для обработки фотоизображений, получаемых при освоении минерально-сырьевых ресурсов на дне Мирового океана.

Цель изобретения - ускорение процесса количественного анализа и повышения точности дешифрирования результатов фотометрирования большого потока изображений с рулонного фотоносителя, получаемых, например, при поиске и разведке полезных ископаемых на дне Мировоо а с

х

А

К

го океана, аэрокосмическом зондировании или решении других задач.

На чертеже представлена блок-схема Оптико-электронного устройства для анализа и дешифрирования фотоизображений систем поиска и разведки природных ресурсов.

Устройство содержит канал прецизионного фотометрического преобразования, включающий последовательно расположенные осветитель 1, например кварцево-гало- генную лампу, конденсор 2, щелевую диафрагму 3, объектив 4, фотоприемник 5, например линейную фоточувствительную схему с зарядовой связью (ПЗС), аналого- цифровой преобразователь 6 АЦП, по выходу соединенный с вычислителем 7.

Канал спектрального экспресс-анализа, входящий в состав устройства, и установленный перед каналом прецизионного фотометрического преобразования по ходу рулонного фотоносителя, содержит последовательно расположенные источник 8 когерентного излучения, например лазер, оптический расширитель 9, Фурье-объектив 10, объектив 11, вращающуюся призму 12 с приводом 13 и датчиком 14 угла положения, объектив 15, фотоприемник 16, например ПЗС, аналого-цифровой преобразователь 17, к выходу которого подключен вычислитель 18, соединенный электрически с отметчиком 19 кадра информативного изображения.

Оба канала А связаны общим лентопротяжным механизмом 20 через узел 21 накопителя рулонного фотоносителя 22. В состав лентопротяжного механизма входят два привода - привод 23 и привод 24, которые управляются блоком 15 управления лентопротяжным механизмом по сигналам от фотодатчика 26 и емкостного датчика 27.

Оптико-электронное устройство для анализа и дешифрирования фотоизображений систем поиска и разведки природных ресурсов работает следующим образом.

Рулонный фотоноситель 22 с зарегистрированными изображениями объектов, полученных при поиске и разведке природных ресурсов, закрепленный в лентопротяжном механизме 20, протягивается через оба канала - с помощью двух приводов - привода 23 и привода 24.

Каждое анализируемое изображение (кадр) фотоносителя 22, облучаемое монохроматическим когерентным источником света (лазером) 8, сформированным оптическим расширителем 9 и Фурье-объективом 10, фиксируется с помощью привода 23, работающего в старт-стопном режиме и уста- -новленным в узле 21 накопителя

фотоносителя и управляемого блока 25 по сигналу фотодатчика 26 Пространственно- частотный спектр анализируемого изображения, сформированный при прохождении

света через Фурье-объектив 10, фотоноситель 22 с помощью объектива 11 и вращающейся призмы 12, приводимой в движение ее приводом 13, разворачивается и проектируется объективом 16 на фотоприемнике 16,

0 расположенном по радиусу вращения призмы 12 и преобразующим оптический сигнал спектра в последовательность видеосигналов, которые через АЦП 17 подаются на вычислитель 18, куда поступает также сигнал

5 от датчика 14 угла положения призмы.

Анализ зафиксированного пространственного частотного спектра каждого фотоизображения производится вычислителем 18 после одного оборота призмы, измеряе0 мого датчиком 14.

Если пространственно-частотный спектр анализируемого изображения соответствует одному из эталонов, заранее заносимых в вычислитель 18,то на отметчик

5 19 кадра подается команда, по которой на фотоноситель наносится метка, например, перфорируется кромка фотоносителя.

После прохождения канала спектрального анализа фотоноситель поступает в узел

0 21 накопителя, где образует петлю, являющуюся буфером, что обеспечивает совместную работу обоих приводов: привода 23, работающего в старт-стопном режиме, и привода 24, работающего в непрерывном

5 двухскоростном режиме. При прохождении нанесенной метки на фотоносителе мимо емкостного датчика 27, с него поступает управляющий сигнал через блок 25 на привод 24, который обеспечивает переключение

0 скорости транспортирования фотоносителя с обычной (повышенной) скорости на пониженную скорость, с целью обеспечения построчногофотометрированияинформативного фотоизображения, отме5 ченного в канале спектрального анализа.

В канале прецизионного фотометрического преобразования свет от осветителя 1 с помощью конденсатора 2 направляется на фотометрируемое фотоизображение, Изо0 бражение строки кадра, сформированное щелевой диафрагмой 3, переносится в плоскость фотоприемника 5, с помощью которого происходит преобразование оптического сигнала каждой строки в после5 довательность видеосигналов, которые преобразуются АЦП 6 в цифровую форму и поступают для дешифрирования в вычислитель.. После завершения дешифрирования информативного фотоизображения в вычислителе 7, где определяются количественные

характеристики объектов, зафиксированных на этом изображении, привод 24 начинает протягивать фотоносигель с повышенной скоростью до появления в этом канале следующей метки, нанесенной отметчиком.

Работу устройства в целом можно подразделить на три этапа.

В случае, если канал спектрального анализа не фиксирует информативных кадров, то имеет место перемотка кадров фотоносителя информации без обработки фотоизображений в канале прецизионного фотометрического преобразователя.

Если в канале спектрального анализа будет определено информативное изображение (кадр), то после прихода сигнала с емкостного датчика, фиксирующего отмеченный кадр, в канале прецизионного фотометрического преобразования, будет произведено фотометрирование, а системная обработка этого кадра в вычислителе 7. После обработки очередного информативного кадра по сигналу с блока управления лентопротяжным механизмом привод 24 осуществляет перемотку фотоносителя на повышенной скорости до появления новой метки на фотоносителе

В случаях, когда поступают однотипные по пространственно-частотному спектру изображения, эти кадры не обрабатываются в канале, прецизионного фотоэлектрического преобразования, а фиксируются в соответствующих ячейках памяти вычислителя путем их суммирования.

В результате вычислитель 7 обрабатывают только отмеченные изображепия (кадры), несущие полезную информацию с точки зрения решаемой задачи. Учитывая, что характер плотности распределения железно- марганцевых конкреций на дне Мирового океана в пределах исследуемых полей достаточно равномерен, при реализации данного устройства за счет фиксации в ячейках памяти вычислителя 18 однотипных кадров пу- тем их суммирования без последующей обработки в канале прецизионного фотометрического преобразования, суммарное время обработки фотоизображений в предложенном устройстве сокращается в десят- ки раз. Одновременно, значительно сокращается (более, чем на порядок) машинное время, необходимое для обработки

фотоизображений в ЭВМ. а также поток информации, необходимой для последующей передачи по каналам линии связи.

Формула изобретения Оптико-электронное устройство для дешифрирования фотоизображения системы поиска и разведки природных ресурсов, содержащее канал прецизионного фотометрического преобразования, включающий последовательно расположенные осветитель, конденсор, щелевую диафрагму, объектив и последовательно соединенные фотоприемник, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) вычислитель и устройство перемещения фотоносителя с дешифрируемыми изображениями ,отличающее- сл тем ,что, с целью ускорения процесса количественного анализа и повышения точности дешифрирования результатов фотометрирования изображений с рулонного фотоносителя, в него введены отметчик информативного кадра, старт-стопный привод движения фотоносителя, блок управления этим приводом, фотодатчик фиксации кадра, узел накопителя фотоносителя и канал спектрального экспресс-анализа,включающий последовательно расположенные источник когерентного излучения, оптическую систему, формирования пространственно-частотного спектра анализируемого изображения, на выходе которой последовательно расположены призма, снабженная механизмом вращения и датчиком угла положения призмы, а также второй фотоприемник г, объективом, к выходу которого через второй АЦП подключен второй вычислитель для анализа и сравнения пространственно-частотного спектра изображения с заранее заданными эталонами, электрически соединенный с датчиксуи угла положения призмы, с вычислителем канала прецизионного фотометрического преобразования и отметчиком информативного кадра, причем каналы прецизионного фотометрического преобразования и спектрального экспресс-анализа связаны лентопротяжным механизмом чере.з узел накопителя фотоносителя, в котором размещен стартстолный привод, электрически соединенный через блок управления лентопротяжным механизмом с фотодатчиком фиксации кадра.

Изобретение относится к системам поиска и разведки природных ресурсов, сбора и обработки данных геологических, геофизических и геохимических исследований Цель изобретения - ускорение процесса количественного анализа и повышение точности дешифрирования результатов фотометрирования большого потока изображений с рулонного фотоносителя, например, при аэрокосмическом зондировании или при сьемке дна Мирового океана. Канал спектрального экспресс-анализа (КСА) устройств позволяет распознавать и фиксировать информативные изображения, соответствующие определенным эталонам, заранее заложенным в вычислитель КСА В канале прецизионного фотометрического преобразования (КФП) происходит количественный анализ и дешифрирование информативных изображений, зафиксированных в КСА. 1 ил. ел с