Устройство для определения характеристик фотографических систем Советский патент 1979 года по МПК G06G7/48 

I

Изобретение относится к области исньпаний фотографических систем и может быть использовано для определения частотно-контрастных и пороговых характеристик по изображению миры на фотографическом приемнике излучения с прозрачной подложкой, например, на фотопленке.

Принцип определения характеристик фотосистем с использованием мир достаточно прост и широко известен. Одна из трудностей, возшкаюших прн реализации зтого принципа на практике, обусловлена необходимостью снижения влияния шума гранулярности фатопленки, вносящего неойределенность в результат Измерения контраста изображения миры.

Известно устройство для определений частотно-контрастных характеристик фотосистем по изображению миры на фотоплёнке, состойщее из записьшающей и обрабатывающей частей 1.

Задачей записывающей части является преобразование плотностей в изображении миры в пропорциональный электрический сигнал и регистрация пространственного распределения сигнала .,на бумажной ленте. Эта часть устройства состоит

из последовательно соединенных микроденситометра и блока записи. 74

Обрабатывающая часть предназначена дпя получегтя значений контраста по записям микроденситограмм на бумажной ленте и состоит из „блока определения плотностей, блокапреобразования плотностей в зкспозиции, блока определения рааноСти : 1 спозиаий, функционального преобразователя разности экспозиций в контраст и блока регистрации.

Недостатком устройства является невысокая точность работы.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для определения характеристик фотосистем, содержащее микроденситометр, подключенный через преобразователь плотности в экспозиции ко входу первого ключа, блок управления, первый выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, вход второго ключа соединен с выходом блока деления, а выход - со входом блока регистрации, блок памяти, выход которого подключен к первому входу блока вь1читания, иИтеграторы, выпрямитель и блок управления записью, выходы которого со ёШШТьГео вхоярМ мйкроденсито 1ётрТС 1УправляШДйм ШШйм первого ключа и с первыми вхоШми первого интегратора и блока памяти, второй и третий входы которого подключены со ответственно к выходу пр ео бр азов я плотно стй ЭКСПОЗИЦИЙ и ко второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с tiepBbiM второго интегратора, второй . Bxoii которого подключен к коду третьего ключа, выход-второго интеТраторасоёдинен с первым входом блока деления, выход первого ключа подключен ко второму входу первогойШеграт6ра1,вб1Хб соединен со вторыми входами блока дёлёйия и блока вычитания, выход которого через вьшрямитель подключен ко входу третьего ключа 12 ---Устройство реализует способ измерения конtpacta, сущность которого состоит в следующем Сигнал Е(х), получаемый на выходе преобразователя плотности в экспозиции при сканиро вании изображения миры, представляют в виде суммы постоянной составляющей EQ, периодического переменного сигнала Е(х) и шума п(х) С1г1улевым средним значением. Искомый контраст К получают как отнощение .(1) где Л - амплитуда переменной составляющей. Выбрав начало X и KOHeii х реализации Е (х) так, чтобы она содержала целое число периодов, сглаженные оценки величины EQ и А определяют по форм Ле « - ..-.и-.--.„ 1 тЛг-Гн(х)о/Х Г (2.) к н X к - коэффициент, учитывающий зависимость амплитуды от формы переменной составляющей. Недостатком устройства является низкая точность. Указанный недостаток обусловлен тем, что При вычислении определенного интеграла в формуле (3) используется операция взятия абсолютного значения разности (Е (х)-Ео),следстви iBMKroTifeftleTtl завышение величины аМплитуды А. Этот недостаток особенно наглядно гУроявляется в случае, когда амплитуда переменной составляющей в сигнеле Е(х) равна нулю, т.е. Е(х) ЕО + п (х). Тогда под интегралом в формуле (3) имеем Jn (х){ .вследствие чего вычисления по этой формуле дадут А 6 О, при этом ошибка б будет тем больше, чем больше среднеквадраТичная амплитуда шума, С ростом отношения сигнал/щум, оцениваемого отношением амплитуды переменной соста ляющей А к среднеквадратичной амплитуде шу ма, 6 уменьшаете. что при определенных словиях устройство может обеспечить достаочную точность, но для этого каждом измерении необходимо проверять выполнение этих условий, Целью данного изобретения является повышёЯйё точности устройства при малых отношениях сигнал/шум, Указанная цель достигается тем, что в устройство нвЩёПы генератор тактовых импульсов делитель частоты иМпульсов, триггер, коммутаtSpи инвертор. При этом выход блока вычитаЖй сОеданён совходом инвертора и с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к выходу инвертора, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом блока, управления и со входом делителя частоты им1 л1ьсбв, йсШлйчеНного через триггер к третьёму входу Коммутатора, выход которого соединен с информационным входом третьего ключа. Достижение поставленной цели в предложенном устройстве обеспечивается тем,, что оно реализует более помехоустойчивый способ определения амплитуды А. Отличие этого способа от использованного в прототипе состоит в операВДях вьийслёния интеграла в формуле (3). ,Для исключения возможности искажений шумовых : составляющих ось абсцисс реализации Е (х), содержащей N периодов миры, разбивается на 2N равных отрезков. Длина каждого из отрезков равна половине периода. Последовательно для каждого Отрезка, начиная с первого, вычисляют интегралы вида |(Е (х ) - ЕО) dx. Полученные результаты суммируют при этом у ела- . гаГмь1х7 С®5ЙеШ1ую№Х -ТГеМполовинам пери ОдОв,гдё ЙМпЛиТуДа отрицательна,.меняют знак на противоположный, и подставляют вместо ин-теграла в формулу (3), а затёМ определяют амцлитуду А и контраст К по формуле (1). Блок-схема устройства Представлена на чертеже. Устройство может быть разделено на записы вающую и обрабатывающую части. Записывающую часть образуют микроденситометр 1, преобразователь 2 плотности в экспозиции, блок управления 3 записью, ключ 4 и интетратор 5. Ключ 4 совместно с интегратором 5 обеспечивают ощзед еление величины постоянной составляющей Е и запоминание ее на время последующей обработки. Блок памяти 6 вхОдйткак в записьюающую, так и в обрабатьтающую части. Остальные блоки устройства входят только в обрабатьшающу часть. Блок вычитания. 7, инвертор 8, коммутатор 9, ключ 10 и интегратор 11 вычисляют амплитуду переменной составляющей. Генератор 12 тактоBbtX импульсов, делитель 13 частоты импульсов и триггер 14 управляют работой коммутатора 9, обеспечивая инвертирование знака сигнала с выхода блока вычитания 7 в течение тех полупе-.

риодов, для которых амплитуда переменной составляющей сигнала отрицательна.

Блок деле1шя 15 вычисляет контраст по формуле (1) и выдает ето через ключ 16 в блок регистрации 17, Блок управления 18 обработкой предназначен для управления процессом выдачи информации из блока памяти 6, для отпирания ключа 10 на время считывания информации из блока памяти 6 и для отпирания ключа 16 после окончания считьш.ания. Для синхронИ зации работы коммутатора 9 с процессом считывания информации из блока памяти 6 предусмотрена подача тактовых импульсов в блок управления 18 обработкой.

Деление на длину реализации ( Xj -х ) и умножение на коэффициент к, необходамые при вьпшслекиях по формулам (2) и (3), выполняются с помощью интеграторов 5 и 11 соответствующим выбором постоянных времени.

Работает устройство следующим образом,

В исходном положении блок управле1шя 3 записью запирает ключ 4 через его управляющий вход. На вход интегратора 5 оператор задает постоянную времени зтого интегратора так, чтобы обеспечить деление накопленной в нем к концу записи величины на длину реализации ( х)

Процесс записи начинается после того, как оператор подаст команду, запись на вход блока управления 3 записью, который формирует импульс для приведения в исходное положение интегратора 5, включает привод стола микроденситометра 1 и отпирает ключ 4, обеспечивая тем самым поступление сигнала Е (х) с выхода пре-образователя 2 плотности в зкспозиции на вход интегратора 5. Кроме того, блок управления 3, записью выдает управляющие команды в блок памяти 6 на запоминание сигнала Е (х). Процесс записи заканчивается автоматически после того, как будет использован последний запоминающий элемент блока памяти 6, при этом блок управления 3 записью выключает привод стола микроденситометра 1 и запирает ключ 4, чем обеспе- чивается запоминание велиганы Ер на выходе интегратора 5.

Для начала процесса обработки оператор подает команду Обработка на вход генератора 12 тактовых импульсов. Первый тактовый импульс, поступив на вход блока управления 18, приводит в исходное положение интегратор II и триггер 14. Кроме того, по первому тактовому импульсу блок управления 18 отпирает ключ 16 на все.время обработки.

Первый и последующие тактовые импульсы через блок управления 18 обеспечивают последовательную выдачу из блока памяти 6 значений реализации Е (х), которые поступают в блок вычитания 7 в качестве уменьщаемого. В качестве вычитаемых в блок вычитания 7 подается

постоянная составляю иая ЕО, сформированная еще при записи на выходе интегратора 5.

В зависимости от состояния коммутатора 9 разность Е (х)-ЕО с .выхода блока вычитания 7 может поступать на вход ключа 10 либо без. и менения знака, либо с заменой знака на противоположный. Когда обрабатываются, например, нечетные полуперводы реализации Е (х), коммутатор 9 связывает непосредственно выход блока вычитания 7 с ключом 10. При обработ- ке четных полупериодов коммутатор 9 подключает вход ключа 10 к выходу инвертора 8. Такой режим работы коммутатора 9 обеспечивается делителем 13 частоты и триггером 14. Для этого коэффициент деления делителя 13 устанавливают равным числу точек реализации Е (х), приходящихся на один полупериод. В этом случае .состояние триггера 14, а следовательно, и коммутатора 9 изменяется после kaждoгo полупериода.

После считьтания информации из последнего запоминающего элемента блока памяти 6, блок управления 18 автоматически прекращает дальнейшее считывание информации, запирает ключ 10 и отпирает ключ 16. Тем самым обеспечивается запоминание информации на выходе интегратора II, представляющей собой величину числителя в формуле (1). Вычисле1шое в блоке деления 15 значение контраста через открытый ключ 16 проходат в блок регистрации 17, через второй вход которого оператором вводится значение пространственной частоты, дпя которой получен контраст.

На этом процесс измере шя заканчивается.

Данное устройство благодаря введению новых элементов-и связей полностью исключает систематическое, зависящее от отношения сигнал/ /щум положительное смещение оценки амплитуды. Тем самым предложенное устройство обеспечивает более высокую точность измерения контраста

Формула изобретения

Устройство для определения характеристик фотографических систем , содержащее микроденситометр, подключенньй через преобразователь плотности в экспозиции ко входу первого клю5 5 ча, блок управления, первый выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, вход второго ключа соединен с выходом блока делешя, а выход - со входом блока регистрации, блок пймяти, выход

55 которо.го подаслючеи к первому входу блока вычитания, интеграторы и блок управления записью, выходы которого соединены.со входом микроденситометра, с управляющим входом

первого ключа и с первыми входами первого интегратора и блока памяти, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу преобразователя плотности в экспозиции и ко второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с первым входом второго интегратора, второй вход которого подключен к выходу третьего клича, выход

Ёгторого интеграгора соединен с первым входом блока деления, выход первого ключа подключёнйо Второму вХоДу первого интегратора, выход koToporo соединен со вторыми входами блока деления и блока вычитания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устрой него введены генератор тактовых импульсов. Делитель частоты импульсов, триггер, коммутатор и инвертор, при этом выход блока вычитания соединен со входом инвертора и с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к выходу инвертора, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом бяойа уйравлеНйя и со входом делителя частоты импульсов, подключенного через триггер к третьему входу коммутатора, выход которого соединен с информационным входом третьего ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

К Lamberts R.L, Garbe ,,, Photografic Science and Engineering, 1965, 9,340.

2. Заявка N 2375245/24, кл. G 06 G 7/48, 1976, no которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.