Устройство для измерения характеристик фотографических систем Советский патент 1974 года по МПК G06K9/00 G06F17/00 

Изобретение относится к области испытаний фотографических систем и может быть использовано для измерения частотно-контрастных характеристик (ЧКХ) фотосистем по изображению скачка яркости на фотографическом приемнике излучения с прозрачной подложкой, например на фотопленке.

Существенными достоинствами метода измерения ЧКХ по изображению скачка яркости является простота изготовления тестообъекта (скачка яркости) и необходимость проведения только одного измерения - получения переходной кривой, что нри малом времени обработки результатов измерений позволяет значительно ускорить весь процесс экспериментального измерения ЧКХ. Кроме того, поскольку очень часто объекты фотосъемки содержат скачки яркости, этот метод дает возможность определять ЧКХ фотосистем в процессе нормальной эксплуатации без дополнительного впечатывания тестообъектов.

Сложность операций получения ЧКХ указанным выше методом и, в частности необходимость выполнения преобразования Фурье функции рассеивания является причиной того, что в настоящее время существуют только такие автоматические устройства для измерения ЧКХ по изображению скачка яркости, в которых использованы универсальные ЦВМ. Такие устройства не обладают автономностью.

что значительно снижает возможность их применения.

Упростить эти операции для фотосистем с углом зрения позволяет простой способ измерения ЧКХ по изображению скачка яркости.

В основу способа положено справедливое для фотосистем с углом зрения предположение о возлможности аппроксимации функций рассеяния и ЧКХ таким систем аналитическими (Выражениями вида

л к / I I (Г)

А(х} (1)

15

+ СС

T(N)- ехрГ-4.б(Ь11у«р JLV р у

- J-2-Nx dx,

(2)

20

где А(х) - функция рассеивания; T(N) - ЧКХ;

N - пространственная частота; X - пространственная координата. Множитель 2,3/п-р является нормирующим, т. е. обеспечивает Т(0)1 и Т(оо)0.

При такой аппроксимации ЧКХ зависит от двух параметров я и р. Задача поиска значений параметров пир облегчается тем обстоятельством, что значение п с достаточно высокой точностью может быть назначено на основании априорной информации о составе фотосистемы. Например, ,5, если фотосистема содержит только объектив и фотопленку и п 1,75, если в систему добавлен сдвиг изображения. Для нахождения параметра р необходимо определить величину максимальной производной фмаис от нормированной переходной функЦИИ ЕП(Х). Действительно, по определению ) , иакс Л(0).(4) Если экспериментально полученная переходная кривая представлена своими значениями в равноотстоящих точках и не нормирована, то „ t 1аал,4А где ДЕо - разность между максимальным и минимальным установившимися значениями экспозиций в изображении скачка яркости; макс - максимум модуля разности между значениями переходной кривой в двух соседних точках; А,г - расстояние между соседними точками, шаг разбиения. Из выражений (4) и (5) находим 2.3Л-Д о Зависимость ЧКХ только от двух парамет юв дает возможность упростить операцию на хождения ЧКХ по полученной паре значений п и р. Действительно, для реализации способа в большинстве случаев оказывается достаточным заранее с применением ЭЦВМ вычислить для каждого возможного значения п семейства ЧКХ для различных значений р с дискретностью, зависящей от требуемой точности измерений. Тогда при получении значений п и р, сразу определяется соответствующая им ЧКХ. Этот способ реализован устройством, состоящим из микроденситометра, преобразователя плотности в экспозицию и пишущего устройства, на ленте которого записывается переходная кривая. При этом поиск значения параметра р по записанной переходной кривой осуществляется вручную, что значительно увеличивает трудоемкость и время измерений. Целью изобретения является сокращение времени измерений и снижение трудоемкости процесса обработки информации. Для достижения этой цели в предложенном устройстве исключается пишущее устройство и группы известных блоков соединены таким бразом, что они обеспечивают: а)получепие переходной кривой - распределения экспозиций в изображении скачка яркости;б)квантование переходной кривой, в результате чего она оказывается представленной своими значениями в М равноотстающих точках;в)вычисление нормирующего множителя , в качестве которого принимается разность между значениями переходной кривой в первой и М-й точках; г)поиск максимума первой разности (см. (5)); д)ручной ввод величины 2, (см. (5)); (е) вычисление значения р по формуле (6) и выдача результата. Блок-схема устройства представлена на чертеже. Все устройство может быть разделено на управляющую и обрабатывающую части. Управляющую часть образуют ключ 1, генератор тактовых импульсов 2, счетчик импульсов 3 и блок управления 4. Генератор тактовых импульсов 2 формирует последовательность прямоугольных импульсов постоянной частоты и длительности. Частота следования импульсов f вместе с заданной скоростью перемещения стола микроденситометра V определяют шаг разбиения переходной кривой Дл - v/f. Счетчик импульсов 3 подсчитывает число импульсов, выданных генератором тактовых импульсов 2 с момента начала перемещения стола микроденситометра 5. Блок управления 4 формирует команды для управления работой всей установки в зависимости от числа импульсов, накопленных в счетчике 3. Описания команд даются при описании блоков, на которые они воздействуют Ключ 1 предназначен для автоматического отключения привода стола микроденситометра 5 и генератора тактовых импульсов 2 по команде 6 из блока управления 4, формируемой по окопчании процесса измерения, когда число импульсов в счетчике 3 равно М+1. Остальные блока устройства образуют обрабатывающую часть. Микроденситометр 5 осуществляет непрерывное равномерное перемещение стола в течение времени, когда сигнал «Работа со входа 7 ключа 1 проходит через ключ, и в совокупности с преобразователем плотностей в экспозиции 8 выдает распределение экспозиций в изображении скачка яркости. Ключ 9 отпирается на время, равное длительности разрешающего импульса, подаваемого на управляющий вход 10 с генератора тактовых импульсов 2. В результате на выходе ключа 9 распределение экспозиций оказывается представленным в виде последовательности импульсов, амплитуда которых несет информацию о значениях экспозиции в выбранных таким образом точках разбиения переходной кривой. Распределитель импульсов И, блока памяти 12 и 13 и блоки вычитания 14 в совокупности решают задачу определения перепада экспозиций ДЕоРаспределитель импульсов 11 по сигналам блока управления 4 засылает первый и М-й импульсы в блоки памяти 12 и 13 соответственно, где запоминаются величины амплитуд соответствующих импульсов, представляющих собой нижнее и верхнее установившиеся значения. Входы блока вычитания 14 подключены так, чтобы обеспечить вычитание сигнала, находящегося в блоке памяти 12, из сигнала, засылаемого в блок памяти 13. Ключи 15 и 16, вычислительные блоки 17, 18 и блок определения знака 19 предназначены для поиска максимума первой разности и его запоминания. Управляющие входы 20 и 21 ключей 15 и 16 подключены к выходу блока определения знака 19 так, что ключи оказываются открытыми, если знак второй разности 0. Вычислительный блок 17 последовательно, по мере поступления импульсов с 1выхода ключа 16 определяет разность амплитуд пришедшего и предыдущего импульсов и либо, выдает ее в виде импульса, либо сохраняет ее на своем выходе до прихода следующего импульса. Вычислительный блок 18 определяет разность уровней сигналов па выходе вычислительного блока 17, для чего он должен запомнить предыдущее значение сигнала, чтобы вычесть его из поступивщего. Поскольку для работы вычислительных блоков 17 и 18 необходимо в такт с приходящими импульсами производить перезапись или переключения внутри этих блоков, на их входы 22 и 23 подаются тактовые импульсы. Рассматриваемая часть устройства приводится в исходное положение подачей команды «Исходное положение на входы 24 и 25. При этом сигналы на выходах этих блоков становятся равными нулю, в результате чего блок определения знака 19 открывает ключи 15 и 16, подготавливая эти блоки к очередному измерению. Когда в процессе измерений знак второй разности станет отрицательным, блок определения знака 19 закрывает ключи 15 и 16. Поступление входных и тактовых импульсов в вычислительные блоки 17 и 18 прекращается, и в памяти вычислительного блока 18 запоминается до конца измерений максимальное значение первой разности. Вычислительные блоки 17 и 18 должны в процессе измерений выходить из исходного положения автоматически только по второму и третьему тактовым импульсам соответственно. В противном случае может быть нарушена нормальная работа устройства из-за неопределенности вычитаемых. Блок умножения 26, блок деления 27 и ключ 28 вычисляют значение р по формуе (6) и выдают его в блок регистрации 29. До начала процесса измерения на вход 30 блока умножения 26 задают постоянный множитель 2,3-Ах/п. В конце измерений оказывается определенным второй сомножитель Блок деления 27 делит полученное произведение на величину максимума первой разпости . вводимую В ЭТОТ блок по входу 31. Ключ 28 закрыт в течение всего времени измерения, поскольку все компоненты действий для вычисления р оказываются определенными только в конце процесса измерения. Он открывается по сигналу блока управления 4 после того, как в счетчике 3 будет зафиксирован AI+1 тактовый импульс. В результате в блок регистрации 29 поступает правильное значение р. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерений в блок умножения 26 по входу 30 вводится величина сомножителя 2,3-АА-. Вводятся необходимые данные в преобразователь плотностей в экспозиции 8. В счетчик импульсов 3 и в вычислительные блоки 17 и 18 по входам 32, 24 и 25 подается сигнал «Исходное положение. В результате на выходах этих блоков появляются нулевые сигналы, что приводит к отпиранию ключей 1, 15 и 16 и закрытию ключа 28. После того как произведена установка скорости перемещения столика микроденситометра 5 по входу 33, и столик переведен в начальную точку измерения, на вход 7 ключа 1 подается сигнал «Работа, который проходит через открытый ключ 1. При этом столик начинает перемещаться, и включается в работу генератор тактовых импульсов 2. Значения плотности в изображении скачка яркости, появляющиеся на выходе микроденситометра 5 преобразуются в экспозиции, а пройдя через ключ 9, превращаются в последовательность импульсов, амплитуды которых равны значениям экспозиции в точках переходной кривой. Первый импульс генератора тактовых импульсов 2, ностзпив в счетчик 3, вызывает появление на выходе блока управления 4 команды, подаваемой на вход 34 распределителя импульсов 11, на засылку первого импульса с выхода ключа 9 в ЗУ вычислительного блока 12. Первый и последующие импульсы с выхода ключа 9 проходят через открытый ключ 16. Вычислительные блоки 17 и 18 с помощью тактовых импульсов, поступающих через открытый ключ 15 на входы 22 и 23, определяют величины первых и вторых разностей экспозиций. Если процесс измерения построен правильно, т. е. экспозиции нарастают, то вторая разность на выходе вычислительного блока 18 будет 0 по крайней мере для нескольких первых импульсов. В течение этого времени к/гюч 16 остается открытым. Как только вторая разность станет ;0, по сигналу из блока определения знака 19 закрываются ключи 15 и i6, прекращая тем самым поступление новых пульсов на вход вычислительного блока 17 и тактовых импульсов на входы 22 и 23. В оперативной памяти вычислительного блока 18 сохранится в качестве вычитаемого значение максимума первой разности, которое подается на вход 31 блока деления 27.

М-й импульс из генератора тактовых импульсов 2, поступив в счетчик 3, вызывает появление на выходе блока управления 4 команды, подаваемой на вход 34 распределителя импульсов 11, на засылку соответствующего импульса, пришедшего с выхода ключа 9, в блок памяти 13. В результате на выходе блока вычитания 14 появляется сигнал, соответствующий перепаду экспозиций АЕо, «оторый в блоке умножения 26 умножается на введенный оператором сомножитель 2,3-Ax/n. Затем этот сигнал делится на величину Аймаке в блоке деления 27, так что на информационный вход закрытого в течение всего предыдущего времени измерения ключа 28 поступает сигнал, соответствующий искомому значению р.

Появление импульса в счетчике 3 вызывает на выходе блока управления 4 команда на открытие ключа 28, вследствие чего значение р проходит на блок регистрации 29.

Кроме того, по М-}- импульсу блок управления 4 выдает команлу, запирающую ключ 1, прекращая тем самым перемещение столика микроденситометра 5 и отключая генератор тактовых импульсов 2. На этом пропесс измерения заканчивается.

Для получения искомой ЧКХ необходимо воспользоваться набором заранее рассчитанных по формуле (2) графиков или таблиц, с тем чтобы для полученной пары параметров пир подобрать ЧКХ с наиболее близкими значениями параметров.

Предмет изобретения

Устройство для измерения характеристик фотографических систем, содержащее последовательно соединенные микроденситометр, первый вход которого подключен к первому входу устройства, и преобразователь плотности в экспозицию, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений и снижения трудоемкости процесса обработки информации, в него введены генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, блок управления, распределитель импульсов, блоки памяти, вычислительные блоки, блок определения знака, блок вычитания, блок умножения, блок деления, блок регистрации и ключи; причем управляющий вход первого ключа подключен к первому выходу блока управления, соединенному с управляющим входом второго ключа;

выход первого ключа соединен с вторым входом микроденситометра и входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, к информационному входу третьего ключа и к

управляющему входу четвертого ключа, информационный вход которого подключен к выходу преобразователя плотности в экспозицию; выход четвертого ключа соединен с информационным входом пятого ключа и с первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления; первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с входами первого и второго блоков

памяти, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с первым выходом первого вычислительного блока; выход блока деления подключен к информационному входу второго ключа, выход которого соединен с входом блока регистрации; первый вход второго

вычислительного блока соединен с выходом пятого ключа; выход второго вычислительного блока подключен к первому входу первого вычислительного блока, второй выход которого подключен ко входу блока определения знака,

к выходу которого подсоединены управляющие ВХОДЫ третьего и пятого ключей; выход третьего ключа соединен со вторыми входами вычислительных блоков; выход счетчика импульсов подключен ко входу блока управления информационный вход первого ключа, второй вход счетчика импульсов, второй вход блока умножения и третьи входы вычислительных блоков соединены с соответствующими входами устройства.