Устройство для измерения характеристик фотографических систем Советский патент 1979 года по МПК G06K9/00 G06F17/00 

выход которого подключен ко входу блока определения знака, к выходу ко торого присоединены управляющие входы третьего и пятого ключей, выход третьего ключа соединен со вторыми йходами вЕЛЧислительных блоков, выход счетчика импульсов подключен ко вход блока управления, информационный вхо первого ключа, второй вход счетчика импульсов, второй вход блока умножения и третьи входы вычислительных бл ков соединены с соответствующими вхо дами устройства. Это устройство осуществляет измерения ЧКХ по способу, основанному на аппроксимации нормированных функций рассеивания и ЧКХ фотосистем. Недостатком известного устройства является высокая трудоемкость и боль шое время измерений разрешающей способности, что обусловлено тем, что устройство автоматизирует только one рации измерения параметра, вследстви чего сохраняются ручные операции при нахождении ЧКХ и разрешающей способности, соответствующих измеренному значению параметра, поскольку искомая ЧКХ определяется оператором с помощью специального приложения,, пре ставляющего собой набор заранее рассчитанных на ЭВМ и построенных в виде графиков семейств ЧКХ для различных дискретных зъшчений параметров, а разрешающая способность находится путем наложения пороговой характеристики на ЧКХ. К недостаткам извест ного устройства следует отнести и ошибку дискретности, имеющую место при определении ЧКХ с помощью приложения. Кроме того, необходимость использования приложения представляет известное неудобство для операторов. Целью изобретения является повьш ние быстродействия устройства и сни жение трудоемкости измерения разрешающей способности. Это достигается тем, что в устро ство введен функциональный преобразователь, вход- которого соединен с выходом второго ключа, а выход подключен ко второму входу блока регистрации. Такое подключение функциональног преобразователя полностью автоматизирует процесс измерения разрешающе способности. Значение разрешающей способности получается сразу же пос ле определения параметра, минуя эта нахождения ЧКХ, Тем самым исключают ся ручные операции и значительно сокращается время измерений. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации функционального преобразователя. Устройство содержит ключ 1, гене ратор тактовых импульсов 2, счетчик импульсов 3, блок управления 4, м.ик роденситометр 5, входы 6 и 7 ключ,а 1, преобразователь 8 плотности в экспозиции, ключ 9 с управляющим вхоом 10, распределитель импульсов 11, блоки памяти 12 и 13, блок вычитания 14, ключи 15 и 16, вычислительные блоки 17 и 18, блок 19 определения знака, управляющие входы 20 и 21 ключей 15 и 16, входы 22, 23 и 24, 25 блоков 17 и 18, блок умножения 26, блок деления 27, ключ 28, блок регистрации 29, функциональный преобразователь 30. Функциональный преобразователь 30 содержит операционный усилитель 31, резисторы 32 и 33, диоды 34 и 35, резисторы 36 и 37, вход 38, резисторы 39 и 40, вход 41 и выход 42. Все устройство может быть разделено на две, работающие последовате- льно части: измеритель параметров . и измеритель разрешающей способности,- причем первый предназначен для измерения величины параметра по изображению скачка яркости на негативе, а второй - для определения разрешаюи;.ей способности по измеренному параметру „ Принцип работы устройства основан на том, что для ЧКХ существует однозначная функциональная зависимость разрешающей способности непосредственно от параметра. Действительно, при фиксированном пара -четре семейства ЧКХ представляют собой семейства монотонно убывающих с ростом пространственной частоты кривых, пересекающихся только в одной точке при нулевой частоте и контрасте единица, причем чем меньше параметр, тем выше идет соответствующая ЧКХ. Пороговые характеристики представляют собой монотонно возрастающие кривые (часто первого или второго порядка), имеющие ненулевую постоянную составляющую. Следовательно, данной пороговой характеристике и каждой ЧКХ сем.ейства соответствует только одно значение разрешающей способности, причем оно тем больше, чем меньше параметр (т.е. чем лучше исследуемая система) Зависимость разрешающей способности от параметра может быть достаточно просто найдена с помощью ЭВМ. С этой целью в качестве исходных данных используют заданную пороговую характеристику (в виде таблицы или аналитической зависимости) , формулу для вычисления ЧКХ и выбранное значение параметра. Дискретно изменяют параметр на отрезке и для каждого значения вычисляют ЧКХа затем находят ту пространственную частоту, при которой значение ЧКХ равно пороговому контрасту и которая является разрешающей способностью для данного параметра. После того, как будут перебраны все значения параметра из отрезка, оказывается определенной таблица значений параметpa и разрешающая способность, которая и определяет искомую функцию, Графически искомые функции представ ляют собой монотонно убывающие крив Использование функций существенн снижает затраты труда и времени на измерение разрешающей способности, поскольку полностью исключается необходимость измерения ЧКХ, что особенно важно в тех случаях когда ЧК измеряется только с целью измерения разрешающей способности. Простота операций определения ра решающей способности с использовани ем функций позволяет легко автомати зировать этот процесс. Действительно, если измеренное значение параме ра подать на вход функционального преобразователя, осуществляощего пр образование входного сигнала по определенному закону, то на его выходе получится соответствующее значение разрешающей способности, В измерителе параметров преобразование изображения скачка яркости в электрический сигнал выполняет микроденситометр 5, который непрерывно и равномерно перемещает стол S течение времени, когда сигнал Р бота со входа 7 ключа 1 проходит через ключ, и в совокупности с прео разователем 8 плотностей в экспозиции выдает распределение экспозиций в изсзбражении скачка яркости. Ключ 9 отпирается на время, разное длительности разрешающего импул са, подаваемого на его управляющий вход 10 с генератора тактовых имуль сов 2. В результате на выходе ключа 9 распределение экспозиций оказ вается представленным в виде последовательности импульсов, амплитуда которых несет информацию о значениях экспозиции Б выбранных таким образом точках разбиения переходной кривой. Распределитель импульсов 11, блок памяти 12 и 13 и блок вычитания 14 в совокупности решают задачу определения перепада экспозиций в изображении скачка яркости. Распределитель импульсов 11 по сигналам блока управления 4 засылает первый и М-тый импульсы в блок памяти 12 и 13 соответственно, где проис ходит запоминание величины амплитуд соответствующих импульсов, представляющих собой нижнее и верхнее устано вившиеся значения. Входы блока вычитания 14 подключены так, чтобы обеспечить вычитание сигнала, находящегося в блоке памяти 12 из сиг нала, засылаемого в блок памяти 13„ Ключи 15 и 16, вычислительньге блоки 17, 18 и блок 19 определения знака предназначены для поиска мак симугла первой разности и его запоминания, Управляющие входы 20 и 21 ключей 15 и 16 подключены к выходу блока IS определения знака так, что ключи-оказываются открытыми, если знак второй разности больше нуля ил равен нулю. Вычислительный блок 17 последовательно, по мере поступления импульсов с выхода ключа 16 определяет разность амплитуд пришедиюго и предыдущего импульсов и либо вьщает её в виде импульса, либо сохраняет ее на своем выходе до прихода следующего импульса, Вычислительный блок 18 определяет разность уровней сигналов.на выходе вычислительного блока 17, для чего он должен запомнить предыдущее значение сигнала, чтобы вычесть его из поступившего. Поскольку для работы вычислительных блоков 17 и 18 необходимо в такт с приходящими ш-.шульсами производить перезапись или тереключения внутри этих блоков f то предусмотрена подача тактовых импульсов на их входы 22 и 23. Приведение рассматриваемой части устройств; в исходное положение осуществляется подачей команды Исходное положение на входы 24 и 25. При этом сигналы на входах этих блоков становятся равньгми нулю, в результате чего блок 19 определения знака открсшает ключи 15 и 16, подготавливая тем са-мьк рассматриваемые блоки к очередному измерению. Когда в процессе измерений знак второй разности становится отрицательным, блок 18 определения знака 19 закрывает ключи 15 и 16, вследствие чего прекращае ся поступление входных и тактовых импульсов в вычислительные блоки 17 и 18, а следовательно, в памяти вычислительного блока 18 ока зывается запомненным до конца измерений максимальное значение первой разности. Для нормальной работы всего устройства вычислительные блоки 17 и 18 должны быть устроены так, чтобы в процессе измерений они выходили из исходного положения автоматически только по второму и третьему тактовым импульсам соответственно. В противном случае может быть нарушена нормальная работа устройства вследствие неопределенности вычитаемых. Блок умножения 26, блок деления 27 и ключ 28 осуществляют вычисление значения параметров и выдачу его в блок регистрации 29. Ключ 28 закрыт а течение всего врем.ени измерений, поскольку все компоненты действия для вычисления параметра оказываются определенными только в конце процесса измерения. Он открывается по сигналу блока управления 4 после того, как в счетчике 3 зафиксирован (М+1) тактовый импульс. В результате в блак регистрации 29 поступает правильное значение параетра .

Измеритель разрешающей способности состоит только из одного функционального преобразователя 30, задачей которого является преобразование измеренного значения параметра в разрешающую способность. С этой целью при подготовке к измерениям функциональный преобразователь настраивается на воспроизведение той функциональной зависимости, которая соответствует выбранной величине параме- ра (зависящей от состава фотосистемы) и заданной пороговой характеристике (определяемой типом фотопленки).

Вход функционального преобразователя 30 подключен к выходу ключа 28, вследствие чего измеренное значение параметра подается на его вход сразу же после окончания работы измерителя параметра. Поскольку выходной величиной функционального преобразователя 30 является разрешающая способность, то его выход подключен непосредственно к блоку регистрации 29.

В качестве функционального преобразователя в устройстве может быть использована, например, одна из разновидностей диодных функциональных преобразователей, предназначенная для воспроизведения монотонно убывающих функций {см„фиг.2).

Независимо от конкретной схемы.. функциональный преобразователь представляет собой устройство, коэффициент передачи которого изменяется с изменением, входного сигнала, В преобразователе, представленном на фиг.2, изменяется коэффициент усиления операционного усилителя 31, определяемый вобщем случае соотношением входного сопротивления и сопротивления обратной связи. В данной схеме изменение коэффициента усиления достигается изменением входного сопротивления при постоянном сопротивлении резистора 2 обратной связи, Это изменение происходит вследствие того, что параллельно постоянно подключенному входному резистору 33 соединены коммутируемые с помощью диодов34 и 35 резисторы 36 и 37, Источник напряжения, подключаемый к входу 38, и резисторы 39 и 40 предназначены для установки напряжения коммутации и для задания величины.

Работает такой преобразователь следующим образом.

Когда напряжение источника входного сигнала, подаваемого на вход 41, равно нулю, диоды 34 и 35 открыты, позтому на выходе 42 напряжение определяется напряжением источника

(вход 38) и резисторами 39 и 40. Резисторы 36 и 37 через открытые диоды 34 и 35 подключены параллельно резистору 33, чем обеспечивается минимальное входное сопротивление и,

Следовательно,максимальный коэффициент усиления операционного усилителя. Этот коэффициент усиления неизменен до тех пор, пока входное напряжение не увеличится настолько, что закроется один из диодов, например диод

34,и отключит резистор 36 При этом происходит скачкообразное уменьшение коэффициента усиления. Если входное напряжение возрастет настолько, что

произойдет запирание и второго диода

35,то коэффициент усиления еще раз скачкообразно уменьшится. Такой функциональный преобразователь формирует функциональную зависимость в виде ломаной линии, поэтому увеличевне точности формирования заданной

функции, достигается- увеличением числа узлов за счет увеличения количества параллельных подключаемых коммутируемых резисторов и диодов.

Формула ,изобретения

Устройство для измерения характеристик фотографических систем по

авт.св, № 442475, о т л и ч а ю ш. ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и снижения трудоемкости измерения разрешающей способности, в него введен функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход подключен ко второму входу блока регистрации.

33

if 039

36

32

42 Ф

40

37

Д5

J 0fuz2