Изобретение относится к области аналогоцифровых преобразователей, преобразующих пеэлектрическую величину - альбедо, т. е. коэффициент отражения видимого света, в цифровой код.
Изобретение может быть использовано для автоматического считывания полутоновой информации с плоских носителей, например, при расшифровке с помощью ЭВМ фотографических изображений в аэрофотографии, кристаллографии и т. п.
Известны преобразователи альбедо-код, состоящие из последовательно включенных преобразователя альбедо-электрический сигнал (аналог-аналог) и преобразователя электрический сигнал-код.
Недостатком известных преобразователей является низкая временная стабильность коэффициепта передачи первого преобразователя (аналог-аналог), приводящая к переменному по времени масштабу преобразования.
Известно, что повыщение стабильности преобразования достигается введением обратной связи по преобразуемой величине. Схема преобразователя при этом становится компенсациопной, а входной преобразователь используется в схеме сравнения, т. е. нестабильность его коэффициента передачи влияет лишь па
аддитивную погрешность преобразования, а не на его масштаб.
Однако создание источника светового потока постоянной интенсивности, служащего для подсвечивания фрагмента изображения, и источника переменной интенсивности, используемого в качестве компенсирующего, при высоких требованиях к их стабильности, представляет собой значительные трудпостп. Известные источпикп постоянного и переменного световых потоков, например лампы пакаливания, имеют низкую стабильиость, а схемы стабилизации потока чрезвычайно сложны.
Целью изобретения является создание компенсационного преобразователя альбедо-код с высокой стабильностью масщтаба преобразования. Эта цель достигается использованием в качестве источника света импульсной лампы, дающей попеременно подсвечивающий и компенсирующий световые потоки. В режиме подсвечивания световой импульс освещает измеряемый фрагмент изображения. В режиме источника компенсирующего светового потока питание импульсной лампы включено на выход преобразователя и создает замыкающую цепь обратной связи. Использование одной и той же лампы попеременно в качестве источника подсвечивающего и компенсирующего световых потоков делает схему нечувствительной к медленным изменениям параметров лампы и схемы ее питания вследствие старения. Современные тины фотоумножителей, используемые в качестве входного преобразователя аналог-аналог, имеют хорошую линейность в динамическом диапазоне, поэтому подсвечиваюш:ий п компенсируюндий световые потоки могут представлять собой периодические кратковременные световые импульсы. В процессе преобразования частота повторения световых импульсов, образуюндих компенсирующий световой поток, автоматически устанавливается таким образом, чтобы среднее значение их потока было равно требуемому значению компенсирующего. Эта частота повторения и преобразуется в код.
Блок-схема преобразователя альбедо-код представлена на чертеже.
Преобразователь содержит импульсный источник световых имнульсов /, светокоммутатор 2, объектив 3, подложку с фрагментом изображения 4, фотоумножитель 5, связанный с переключателем полярности 6, управляемым тактовым генератором 7, синфазно со светокоммутатором 2. Выход переключателя полярности соединен с интегратором 8, сигнал с выхода которого управляет спусковой схемой Я соединенной с блоком нитания 10 и счетчиком-формирователем кода 11.
Устройство работает следующим образом.
В первый полунериод считываемый фрагмент изображения подсвечивается световым импульсом постоянной интенсивности, генерируемых источником / и прошедшим через светокоммутатор 2, находящийся в положении «подсветка (сплошные линии на чертеже). Отраженный от изображения световой импульс через объектив 3 и светокоммутатор 2 попадает на катод фотоумножителя 5, где преобразуется в электрический импульс, следующий через переключатель полярности 6 на вход интегратора 8. В следующий полупериод происходит компенсация. Компенсирующие световые импульсы, создаваемые источником 1, через светокоммутатор 2 попадают на катод фотоумножителя 5. Коэффициент передачи светокоммутатора для компенсирующих импульсов значительно меньше, чем для отраженных от изображения. Компенсирующие импульсы с выхода фотоумножителя изменяют свою полярность при помощи переключателя 6 и следуют на вход интегратора 8, компенсируя на его входе сигнал от изображения. Переключатель полярности 6 управляется тактовым генератором 7 синфазно с переключением световых нотоков светокоммутатором 2.
Таким образом, на входе интегратора 8 происходит сравнение сигналов, обусловленных отраженным и компенсирующим световыми потоками. В случае, если их средпие значения ие равны {например, отражениый поток больше), па входе интегратора 8 создается электрическое напряжение, линейно возрастающее во времени. По достижении им уровня срабатывания спусковой схемы 9 последняя выдает имнульс, который через блок питания 10 создает компенсирующий световой импульс, восстанавливающий равенство
снгналов на входе интегратора. В установившемся режиме отраженный и компенсирующий потоки в среднем равны, т. е. при постоянной световой энергии импульсов частота повторения компенсирующих импульсов
пропорциональна альбедо измеряемого фрагмента изображения. Число компенсирующих импульсов в единицу времени представляет собой единичный код значения альбедо. Счетчик-формирователь кода 11 преобразует этот
код в любой необходимый. При этом измерениям может предшествовать калибровка, осуществляемая по фрагменту-свидетелю, альбедо которого известно. Калибровка может производиться путем изменения энергии компенсирующих импульсов посредством светофильтра переменной плотности или регулируемой щели.
Схема преобразователя дает высокую стабильность устройства, так как постоянство
масштаба преобразования зависит только от относительной стабильности значений коэффициентов передачи световой энергии подсвечивающего и компенсирующего импульсов в оптическом тракте устройства и не зависит от
коэффициентов передачи фотоумножителя, дрейфа п коэффициента передачи интегратора и стабильности порога срабатывания спусковой схемы.
Предмет изобретения
Преобразователь альбедо-код, содержащий подложку с фрагментом изображения, объектив, фотоу.дпюжитель, соединенный через переключатель полярности со входом
интегратора, выход которого через спусковую схему подключен к счетчику-формирователю кода, и тактовый генератор, первый выход которого соединен с переключателем полярности, а второй - с блоком питания, выход которого соединен с источником световых импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения его стабильности, источник световых импульсов оптически связан через светокоммутатор, соединенный с первым выходом тактового генератора, с фотоумножителем и объективом, причем фотоумножитель, светокоммутатор и объектив расположепы на одной оптической оси, а блок питання соединен с выходом спусковой схемы.
