А\ВТОрЫ Советский патент 1973 года по МПК G06K9/36 

1

Изобретение относится к области автоматического распознавания графических образов и может найти применение в автоматах считывания и кодирования дактилоскопических отпечатков.

Для выделения границ дактилоскопического отпечатка возможно применение устройства, основанного на построчном считывании отпечатка при помощи луча с большой апертурой (несфокусированным лучом) и формировании сигналов границ отпечатка в данной строке в моменты времени, когда полученный видеосигнал становится выше или ниже некоторого порогового напряжения. При этом устройство состоит из объектива, преобразователя оптического изображения в видеосигнал, усилителя, устройства порогового формирования сигнала и дифференцирующего каскада.

Однако использование этого устройства с одним пороговым уровнем не позволяет получить достаточно высокую помехоустойчивость автоматического выделения границ дактилоскопического отпечатка.

Так, при установке низкого уровня порогового напряжения формирование сигнала первой по ходу считывающего луча границы может произойти от помех, возникающих вне пределов образа при пересечении лучом одиночных линий, точек и т. п. Если же установлен высокий уровень порогового напряжения, то формирование сигнала второй границы (конца образа) может произойти при считывании внутренних областей образа, которые имеют меньшую интегральную контрастность, чем средняя контрастность всего образа. Выбор порогового напряжения по уровню половинной амплитуды исходного видеосигнала, как это предлагается в известном устройстве,

не исключает сбоев из-за возможного возникновения видеосигналов, превышающих этот порог, от линий фиксирующей рамки, точек и т. п. помех вне пределов отпечатка, а также вследствие значительного диапазона изменения интегральной контрастности в различных участках образа (0,35-1,0), так как последняя приводит к возникновению локальных максимумов и минимумов видеосигнала, превышающих его половинную амплитуду.

Предлагаемое устройство предназначено для повышения помехоустойчивости выделения границ дактилоскопического отпечатка. Оно отличается от известного тем, что содержит дополнительное устройство порогового

формирования сигнала (второй триггер Шмидта), инвертор, статический триггер и дополнительный дифференцирующий каскад, причем уровень порогового напряжения основного порогового устройства равен уровню

конца фронта, а уровень срабатывания до полнительного порогового устройства равен уровню конца спада полезного видеосигнала; при этом формирование сигналов границ отпечатка в данной строке производится в моменты равенства фронта и спада полезного видеосигнала соответственно уровням срабатывания основного и дополнительного триггеров Шмидта. Применение предлагаемого устройства позволяет существенно повысить помехоустойчивость выделения границ отпечатка и исключить возможность формирования сигналов ложных границ вне пределов или внутри дактилоскопического отпечатка. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений основных его элементов. Устройство содержит объектив 1, преобразователь 2, считывающий опт1ическое изображение лучом с больщой апертурой, усилитель 3, два триггера Шмидта 4 и 5, инвертор 6, статический триггер 7 и два дифференцирующих каскада 8 н 9. Вход усилителя 3 подключен к выходу преобразователя 2, входы триггеров Шмидта 4 и 5 соединены вместе и подключены к выходной клемме усилителя 3; выход триггера Шмидта 4 через инвертор 6, а выход триггера Шмидта 5 непосредственно подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера 7. При этом единичный выход статического триггера 7 связан со входом дифференцирующего каскада 8, а нулевой - со входом дифференцирующего каскада 9. С помощью объектива / на светочувствительной поверхности преобразователя (передающей трубки) 2 строится оптическое изображение дактилоскопического отпечатка. Передающая трубка 2 осуществляет построчное считывание оптического изображения лучом больщой апертуры и преобразование интегральной яркости точек отпечатка в видеосигнал. Усилитель 3 обеспечивает необходимый размах видеосигнала для нормальной работы устройств порогового формирования сигнала - триггеров Шмидта 4 и 5. Уровень порогового напряжения триггера 4 больще уровня половинной амплитуды видеосигнала и равен уровню конца фронта (например 0,7-0,9 амплитуды), а уровень порогового напряжения триггера 5 меньще уровня половинной амплитуды и равен уровню конца спада полезного видеосигнала (например 0,1-0,3 амплитуды). Инвертор 6 обеспечивает правильное фазирование выходных перепадов напряжения триггера 4 на единичном входе триггера 7. Статический триггер 7 в начале каждой строки устанавливается в нулевое состояние строчным синхронизирующим импульсом. Дифференцирующий каскад 8 обеспечивает формирование короткого импульса только из положительного перепада напряжения на единичном выходе триггера 7, а дифференцирующий каскад 9 - только из положительного перепада напряжения на нулевом выходе того же триггера 7. На фиг. 2 изобрал ены дактилоскопический отпечаток 10; строка считывания 11, пересекающая, кроме отпечатка 10, линии 12 фиксирующей рамки дактилокарты; временная диаграмма видеосигнала t/i (t), на которой обозначены уровень напряжения Uz, соответствующий считыванию абсолютно черного образа (уровень черного), и пороговые напряжения Us и t/4, соответствующие порогам срабатывания триггеров Шмидта 4 и 5; временные диаграммы напряжения t/s на выходе триггера Шмидта 4, напряжения Ue на выходе инвертора 6, напряжения U на выходе триггера Шмидта 5, напряжения Us и f/g на единичном и нулевом выходах статического триггера 7 и напряжения U,IQ и (Уц на выходах дифференцирующих каскадов 8 и 9. Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом. Триггер 7 в начале строки установлен в нулевое состояние (на фиг. 1 схема начальной установки триггера с помощью строчного синхроимпульса не показана). При движении считывающего луча вдоль строки в момент пересечения одиночных линий, точек и т. п. помех, когда напряжение сигнала на выходе усилителя 3 превыщает уровень порогового напряжения триггера Шмидта 5, последний срабатывает, а после уменьщения видеосигнала ниже этого уровня - возвращается в исходное состояние. Образующиеся на выходе этого триггера Шмидта перепады напряжений подтверждают нулевое состояние триггера 7. При этом триггер Шмидта 4 остается в исходном состоянии, так как считывание осуществляется лучом с большой апертурой и выдеосигнал от одиночных линий, точек и т. п. помех не достигает верхнего порогового уровня. В момент перехода лучом границы дактилоскопического отпечатка уровень видеосигнала на выходе усилителя 3 превышает уровень порогового напряжения триггера Шмидта 4, так как в пределы апертуры попадает несколько линий отпечатка (4-5 папиллярных линий - оптимальный вариант), и он срабатывает. Образующийся на его выходе перепад напряжения инвертируется и приводит к перебросу триггера 7 в единичное состояние. При движении луча в пределах отпечатка триггер 7 не изменяет своего состояния, поскольку уровень напряжения видеосигнала не снижается до порогового напряжения триггера Шмидта 5, а возможные отпускания и сраатывания триггера Шмидта 4 приводят лищь подтверждению единичного состояния триггера 7. В момент выхода луча за пределы отпечата напряжение видеосигнала на выходе усиителя 3 уменьшается ниже порогового уровя триггера Шмидта 5, и он отпускается. Колебания напряжения видеосигнала от поех за пределами отпечатка не вызывают изенений состояния триггера 7, поскольку уровень напряжения видеосигнала не достигает порогового напряжения триггера Шмидта 4, а возможные срабатывания и отпускания триггера Шмидта 5 лишь подтверждают нулевое состояние триггера 7.

Из положительных перепадов напряжений на единичном и нулевом выходах триггера 7 с помощью дифференцирующих каскадов 8 и 9 выделяют сигналы границ отпечатка Ью и f/ii.

Таким образом, устройство, схема которого изображена на фиг. 1, позволяет обеспечить существенное повышение помехоустойчивости выделения границ отпечатка по сравнению с известными устройствами. В качестве преобразователя оптического изображения в видеосигнал может быть использована, например, передающая трубка, остальные элементы схемы - типовые.

6

Предмет изобретения

Устройство для выделения границ дактилоскопического отпечатка, содержащее объектив, последовательно соединенные преобразо ватель оптического изображения в видеосигнал, усилитель, первый триггер Шмидта и первый дифференцирующий каскад, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены инвертор и последовательно соединенные второй триггер Шмидта, статический триггер и второй дифференцирующий каскад, причем вход второго триггера Шмидта соединен со входом первого, выход которого через инвертор подключен ко второму входу статического триггера, единичный выход которого связан с первым дифференцирующим каскадом.

J2

&

Ug

П

9иг 2