Электронно-копировальный прибор Советский патент 1982 года по МПК G03B27/80 

1

Изобретение относится к фотографии, в частности к устройствам для фотографической печати с автоматическим регулированием экспозиции.

. Известны электронно-копировальные приборы, которые состоят из электроннолучевой трубки, отклоняющая схстема которой связана с блоком разверток, последовательно расположенных за электроннолучевой трубкой оптической проецирующей системы, прикладного стекла для размещения негатива и позитивного фотоматериала, фотоэлектронного умножителя,связанного с электроннолучевой трубкой через управляемый усилитель обратной связи СП.

Недостатком указанных приборов является необходимость изготовления оператором нескольких пробных фотоотпечатков при различных значениях коэффициента маскирования и различных значениях экспозиции для получения .фотоотпечатков с требуемыми града- /

ционными характеристиками. При этом количество проб зависит от опыта оператора, а точность определения величины коэффициента-маскирования и величины экспозиции определяется на основе субъективной оценки полученного изображения на лучшем (субъективно) отпечатке.

Наличие проб и субъективного фак10тора оценки качества резко снижают производительность труда и не обеспечивают получения отпечатков с заданными градационными характеристиками, в результате чего снижаются

lis фотографическое качество изображения, полнота и достоверность его дешифрования. Маскирование при печати на таких приборах осуществляется путем создания нерезкой яркостной

20 маски с помощью амплитудной модуляции экспозиции, т.е. изменением яркости сканирующего пятна -в элементарных участках нег/атива. Однако 392 такие приборы используют обработку нелинейного яркостного сигнала без его преобразования в линейные сигналы оптической плотности согласно закону Вебера-Фехнера. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электронно-копировальный прибор, содержащий, электроннолучевую трубку отклоняющая система которой связана с блоком разверток, расположенные за электроннолучевой трубкой приклад ное стекло для размещения негатива который оптически связа1Н через светотделительную систему и оптическую проецирующую систему с экраном для размещения позитива, фотоэлектронный умножитель, оптически связанный со светоделительной системой, а электрически через последовательно соединенные логарифмический преобразователь, аналоговый ключ, амплитудный селектор с первым входом процессора с регуляторами величины обратной связи и времени выдержки. Первый выход процессора подключен к усилителю обратной связи, второй к первому входу коммутатора, выход которого связан с дисплеем, а второй вход с первым выходрм блока ввода характеристической кривой позитивного фотоматериала, второй ёыхрд которого подключен ко второму входу процессора , а третий вход которого связан с первым выходом синхрогенератора, второй выход которого подключен к аналоговому ключу, третий к блоку разверток, ФотоэлекТр 1ческий умножитель через переключатель Анализ-печать подключен ко второму входу управляемого усилителя обратной связи КЗ. в электрическом канале известного прибора производятся операции с .линейными сигналами оптической плотности. Основной эффект от использования электрических сигналов оптической плотности состоит в том, что структура анализируемого изображения становится совместимой с математической структурой обработки сигналов, причем оптическая плотность с определ-энной степенью точности соответствует восприятию яркостной информации зритель ным анализатором. Но в известном устройстве .применяется построчное (пассивное) сканирование изображения, которое также не согласуется с работой зрительного анализатора,что не позволяет производить качественный анализ и дешифрование сюжетно важных элементов изображения. Цель изобретения - псГвышение качества анализа и сюжетно важных элементов изображения при поэлементной печати, расширение возможностей дешифрования изображения и расширение функциональных возможностей устройства. Для достижения указанной цели в прибор введены двухкоординатКый датчик положения зрачка глаза оператора, блок памяти координат зрачка глаза, считыватель, переключатель Запись-считывание, дискретный задатчик пространственных частот, функциональный вычислитель апертуры сканирующего пятна, дополнительный коммутатор, экспоненциальный преобразователь и полутоновой дисплей, причем двухкоординатный датчик связан с входом блока п.амяти координат, который первым выходом через переключатель Запись подключен к четвертому входу процессора, а вторым выходом через переключатель Считывание и считыватель подключен к первому входу блока разверток, при этом считыватель подключен к третьему выходу процессора, а фотоэлектронный умножитель через логарифмический преобразователь, переключатель Анализ подключен к второму входу усилителя обратной связи, выход которого подключен к первому входу дополнительного коммутатора, второй вход которого подключен к четвертому выходу процессора, а пятый выход процессора через дискретный задатчик пространственных частот, второй вход которого подключен к третьему выходу синхрогенератора, подключен ко второму входу блока разверток, а второй выход дискретного задатчика пространственных частот через функциональный вычислитель апертуры подключен к третьему входу дополнительного коммутатора, выходы которого подключены ковходам экспоненциального преобразователя, выходы которого соответственно подключены к полутоновому дисплею, к модулятору и фокусирующему электроду электроннолучевой трубки. , На фиг. 1 представлена блок-схема электронно-копировального прибора; на фиг, 2 - вид анализируемых функций. В электронно-копировальный прибор входят сканирующий источник света,электроннолучевая трубка 1, отклоняющая система 2, блок 3 разверток, негатив k, оптическая проецирующая система 5 оптическая светоделительная система 6, позитивный фотоматериал 7, зрачок 8 глаза оператора двухкоординатный датчик 9 положения зрачка, блок 10 памяти координат зрачка, переключатель 11 Записьсчитывание, процессор 12, считыватель 13, фотоэлектронный умножитель 1, логарифмический преобразов тель 15, переключатель 16 режима работы Печать-анализ, аналоговый ключ 17, амплитудный селектор 18, управляемый усилитель 19 обратной связи, дополнительный коммутатор 20, экспоненциальный преобразовател 21 , фокусирующий электрод 22, модулятор 23, полутоновый дисплей 2, коммутатор 25, блок 2б ввода характеристической кривой позитивного материала,.графический дисплей 27, регулятор величины коэффициента усиления обратной связи, регулятор 29 величины экспозиции, дискретный задатчик 30 пространственных частот функциональный вычислитель 31 аперту ры, синхрогенератор 32. Отклоняющая система 2 электроннолучевой трубки 1 связана с блоком 3 разверток. Перед экраном электроннолучевой трубки 1 расположен негатив i, оптически связанный через оптическую проецирующую систему 5 и опти ческую светоделительную систему 6 с позитивным фотоматериалом 7. Негатив Ц рассматривается оператором, за положением зрачка 8 глаза которого сле дит двухкоординатный датчик 9 положе ния зрачка, подключенный к блоку 10 памяти, первый выход которого через переключатель 11 Запись-считывание в положении Запись подключен к пер вому входу процессора 12, а в положении Считывание к считывателю 13 Второй вход считывателя 13 подключен к первому выходу процессора 12, а выход считывателя 13 подключен к блоку 3 разверток. Часть светового потока от электроннолучевой трубки 1, промодулированная прозрачностями негатива Ц, через оптическую проецирующую систе5«6му 5 отводится оптической светоделитель ной системой 6 на фотоэлектронный умножитель }k, который электрически связан с логарифмическим преобразователем 15. Логарифмический преобразователь 15 в положении Анализ переключателя 16 режима работы Печать-анализ подключен через аналоговый ключ 17 и амплитудйый селектор 18 ко второму входу процессора 12, а в положении переключателя 16 Печать через управляемый усилитель 19 обратной связи,дополнительный коммутатор 20, экспоненциальный преобразователь 21 к фокусирующему электроду 22 и модулятору 23 электроннолучевой трубки 1, а также ко входу полутонового дисплея 2. К третьему входу процессора 12 и к первому входу коммутатора 25 подключен блок 26 ввода характеристической кривой позитивного фотоматериала 7. Процессор 12 и блок 2б ввода характеристическсй кривой через коммутатор 25 подключены ко входу графического дисплея 27.. Процессором 12 управляют подключенный регулятор 28 величины коэффициента усиления цепи обратной связи и регулятор 29 величины экспозиции. Первый выход процессора 12 подключен к усилителю 19 обратной связи.Это-рой выход процессора 12 через дискретный задатчик 30 пространственных частот к блоку 3 разверток и к функциональному вычислителю 31 апертуры, подключенному к дополнительному коммутатору 20, которым управляет третий выход процессора 12.Для обеспечения синхронной и синфазной работы прибора процессор 12, аналоговый ключ 17, дискретный задатчик 30 пространственных частот подключены к синхрогенератору 32. Электронно-копировальный прибор работает следующим образом. Для эффективного определения .необходимых характеристик оптимального преобразования изображения при поэлементной печати, необходимого коэффициента маскирования сюлетно важных элементов изображения и необходимой величины экспозиции при получении фотоотпечатка с заданнымиградационными характеристиками сначала выполняется предварительный анализ градационных характеристик негативного изображения. Анализ изображения производится методом активного сканирования. Для этого перед экраном электрон нолучевой трубки 1 устанавливается негатив k, включается прибор. На экране трубки 1 высвечивается много строчный постоянной яркости растр, просвечивающий негатив k. Оператор рассматривает в связи с поставленной задачей сюжетно важные участки изображения, подлежащие дешифрированию. В процессе рассматривания сюжетно важных элементов изображения фовеальным аппаратом зрительного анализатора необходимо тем дольше фиксировать взор на деталях, чем больше информации требуется извлечь из изображения для решения конкретно поставленной задачи дешиф рирования. При этом двухкоординатный датчик 9 координат, установленный перед зрачком 8 глаза оператора фиксирует координаты X и Y движения зрачка 8 и заносит их в блок 19 памяти (переключатель 11 Записьсчитывание стоит в положении Запись). По заполнении блока 10 памяти переключатель 11 становится в положение Считывание. При этом блок 10 памяти через считыват%ль 13 управляет посредством блока 3 разверток траекторией движения ана лизирующего пятна на экране электро нолучевой трубки 1, повторяя движен зрачка 8, т.е. производится активное сканирование негатива , причем циклы сканирования могут повторяться. Часть светового потока, промодулированная прозрачностями негатива через оптическую проецирующую систе му 5 оптическую cвeтoдeлиteльнyю систему 6 отводится на фотоэлектрон ный умножитель 1. Выход фотоэлектрон юго умножителя I через логариф мический преобразователь 15, преобразующий электрические сигналы проз рачности в сигналы оптической плотности, подключен через переключател 16 АнаЛИЗ-печать в положении Ана лиз ко входу аналогового ключа 17, производящего фиксирование амплитуд ных значений сигнала оптической плотности в моменты времени, опреде ляемыми импульсами напряжения, поступающими на второй вход аналогово го ключа 17 от синхрогенератора 32. Назначение аналогового ключа 17 о раничение объема поступающей информации, т.е. выполнение статистической выборки информации с объемом, определяемым частотой управляющих импульсов синхрогенератора 32. С выхода аналогового ключа 17 амплитудно-модулированные импульсы напряжения подаются в амплитудный селектор 18, где элeкtpичecкиe сигналы оптической плотности измеряются по амплитуде и в соответствии с измеренной амплитудой распределяются по каналам запоминающего устройства процессора 12, формируется гистограмма оптических плотностей сюжетно важных частей негативного изображения, выделяемых в результате активного сканирования. Через коммутатор 25 данная гистограмма выводится на экран графического дисплея 27- Ко второму входу коммутатора 25 подключен блок 26 ввода характеристической кривой позитивного фотоматериала.Полученная характеристическая кривая выводится через коммутатор 25 на экран графического дисплея 27 и одновременно на второй вход процессора 12, где регистрируется в запоминающем устройстве. Причем характеристическая кривая занимает свое положение в запоминающем устройстве процессора 12 и на экране дисплея 27 в соответствии со светочувствительностью позитивного материала 7Далее оператор, наблюдая на экране дисплея 27 функцию распределения оптических плотностей сюжетно важных элементов изображения в негативе N(Dn) (фиг. 2, кривая а) и ее положение на оси оптических плотностей РИ, а также вид характеристической кривой позитивного фотоматериала DCfflH) и ее положение на оси экспозиций Ig .2, кривая 6 ) регулятбром 29 величины коэффициента усиления в цепи обратной связи через функциональный преобразователь процессора 12 изменяет и моделирует гистограмму оптических плотностей сюжетно важных элементов негативного изображения (фиг.2, кривая), а регулятором 28 величины экспозиции через функциональный преобразователь процессора 12 задает смещение характеристической кривой по оси экспозиции (фиг. 2, кривая SO, что определяет экспозицию при печати с негатива. На основании полученных данных смоделированной функции рагпределения оптических плотностей маскированных сюжетно важных элементов изо ражения в негативе k (фиг.2, кривая а) и с учетом положения харак еристической кривой (фиг.2, кривая fi) функциональный преобразователь процессора 12 выполняет преобра.зование функции распределения оптических плотностей сюжетно важных элементов изображения на будуще позитивном отпечатке N(I)n) (фиг.2, кривая и ), при этом гистограмма выводится из процессора 12 на экран дисплея 27. Вид гистограммы плотностей на позитивном отпечатка (фиг.2, кривые б и 6 ) определяются положением регуляторов 29 и 28 коэф фициента усиления цепи обратной связи и величины экспозиции, что соответствует задаваемой степени маскирования сюжетно важных элементов изображения, а также виду и сдвигу характеристической кривой по зитивного материала 7. Смоделированная в процессоре 12 функция распределения оптических плотностей сюжетно важных элементов изображения в позитиве (фиг.2 кривая 8 ) дает оператору априонные сведения о градационных характеристи ках отпечатка до его получения. Найденные значения величины коэффициента маскирования и величины экспозиции фиксируются в процессоре 12, который на основании выбранного значения коэффициента маскирования определяет апертуру пятна сканирования и скорость сканирования при активной развертке негатива. На электронно-копировальном приборе режим Печать - переключатель 16 в положении Печать - может выполняться при активном сканировании негатива пятном постоянной апертуры, величина которой определяется и задается процессором в соответствии с выбранной величиной коэффициента маскирования, при актив ном сканировании пятном переменной апертуры для проведения частотноконтрастной коррекции сюжетно важных элементов изображения, предназначенного для последующего объективного анализа путем микрофотометрирования, при использовании комбинаций активного и пассивного сканирования, а сю 10 жетно важные элементы изображения методом активного сканирования. В первом режиме печати процессор 12 через дискретный задатчик 30 пространственных частот, функциональный вычислитель 31 апертуры, дополнительный коммутатор 20 и экспоненциальный преобразователь 21 подает постоянный электрический сигнал на фокусирующий электрод 22 электроннолучевой трубки 1, величина которого определяет апертуру пятна сканирования. 8 этом случае дискретный задатчиК| 2 пространственных частот управляет совместно со считывателем 13 блоком 3 разверток, поскольку длительность фиксаций на элементе изображения зрительного анализатора - активного сканатеразрачка 8 зависит от информационной емкости анализируемого элемента изображения, и глаз движется не плавно, а скачками (макродвижения), причем скачки зрачка 8, а значит и пятна сканирования, происходят с большой амплитудой и высокой угловой скоростью при переводе глаза на новую точку фиксации (15-20 угловых секунд за сотые доли секунды). При фиксации глаза на элементе изображения зрачок 8 (и пятно сканирования) совершают непроизвольные движения со средней скоростью 5-6 угловых минут в секунду - так называемый дрейф. Во время дрейфа точка фиксации глаза не выхоДит за пределы фовеальной области и наблюдатель не замечает дрейфа. Для оформления восприятия необходима остановка глаза в течение 0,15-0,2 с. В этом режиме на фокусирующем электроде 22 электроннолучевой трубки 1 - постоянное напряжение, а электроннолучевая трубка 1 управляется сигналами от управляемого усилителя 19 обратной связи через дополнительный коммутатор 20 и экспоненциальный преобразователь 21, поступающими на модулятор 23 электроннолучевой трубки 1. Во втором режиме печати с переменной апертурой дискретный задатчик 30 пространственных частот управляет через функциональный вычислитель 31 апертуры, через дополнительный коммутатор 20 и экспоненциальный преобразователь 21 фокусирующим электродом 22 электроннолучевой трубки 1. На модулятор 23 электроннолучевой трубки 1 управляющий сигнал подается по аналогии с первым режимом. При печати пятном переменной апертуры для проведения частотноконтрастной коррекции сюжетно важны элементов изображения, предназначен ных для последующего микрофотометри ческого анализа, апертура сканирующ го пятна изменяется как с изменение оптической плотности элемента изображения, так и с изменением частоты активного сканирования (при фиксации глаза не элементе изображения). Функциональный вычислитель 31 апертуры сканирующего пятна служит также для защиты экрана электроннолучевой трубки 1 от прогорания. Такой режим печати позволяет увеличит контрастность мелких деталей сюжетн важных элементов изображения в тенях изображения за счет того,что процессор 12 определяет в режиме активного сканирования диапазон изменения апертуры пятна в соответств с коэффициентом маскирования диапаз ном оптических плотностей элементов негатива k и скорости активного сканирования. В третьем режиме печати производится ряд циклов печативсего негатива k пассивным сканированием с пр ведением соответствующей 1 оррекции, а во время следующих циклов производится печать сюжетно важных элементов изображения активным сканированием с проведением соответствую щей коррекции. Во всех режимах оператор имеет возможность наблюдать будущее изображение в позитиве с проведенной коррекцией сюжетно важных элементов изображения на основе активного сканирования последних зрительным анализатором при анализе на экране полутонового дисплея 24, подключенного к третьему выходу экспоненциал ного преобразователя 21. Для обеспечения синхронной и синфазной работы прибора синхрогенератор 32, подключенный к процессору 12, аналоговому ключу 17, также подключен к дискретному задатчику 30 простран ственных частот. Электронно-копировальный приборанализатор позволяет производить поэлементный анализ фотоизображения дает возможность автоматически упра лять процессом изготовления фотодокументов в соответствии с объективt12ным критерием - гис,тограммой оптических плотностей фотообразования, а это позволяет избавиться от необходимости пробной печати позитивных отпечатков и повысить визуальное качество фотодокумента при дешифровании. Кроме того, в электронно-копировальном приборе использованы связи объективных характеристик изображения с характеристиками зрительного анализатора, что позволяет эффективно определять требуемые характеристики преобразования изображения в процессе поэлементной печати и оптимально управлять этим процессом. Формула изобретения Электронно-копироваль ный прибор, содержащий электроннолучевую трубку, отклоняющая система KOTopoi связана с блоком разверток, расположенные за электроннолучевой трубкой п-рикладное стекло .для размещения негатива, который связан через светоделительную систему и оптическую проецирующую систему с экраном для размещения позитивного фотоматериала, фотоэлектронный умножитель, оптичес.ки связанный со светоделительной системой, логарифмический преобразователь, переключатель Анализ-печать, аналоговый ключ, амплитудный селектор, соединенный с первым входом процессора, к второму входу которого подключен блок ввода характеристической кривой позитивного фотоматет риала, а к третьему первый выход синхрогенератора, соединенного вторым выходом с аналоговым ключом, усилитель обратной связи, соединенный с первым выходом процессора, второй выход которого подключен к входу коммутатора, к второму входу которого подключен блок ввода характеристической кривой позитив- , ного фотоматериала, а к выходу графический дисплей, о т л и ч а ioщ и и с я тем что, с целью повышения качества анализа сюжетно важных элементов изображения при поэлементной печати, расширения возможностей дешифрования изображения и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены двухкоординатный датчик положения зрачка глаза оператора, блок памяти координат зрачка глаза, считыватель.

13

переключатель Запись - считывание дискретный задатчик пространственных частот, функциональный вычислитель апертуры сканирующего пятна, дополнительный коммутатор, экспоненциальный преобразователь и полутоно вый дисплей, npi/гчем двухкоординатный датчик связан с входом блока памяти координат, который первым выходом через переключатель Запись подключен к четвертомувходу процессора, а вторым выходом через переключатель Считывание и считыватель подключен к первому входу блока разверток, при этом считыватель подключен к третьему выходу процессора, а фотоэлектронный умножитель через логарифмический преобразователь , переключатель Анализ подключен к .второму входу усилителя обратной связи, выход которого подключен к первому входу дополнительного коммутатора, второй вход которого подключен к четвертому выходу процессора, а пятый выход процес2 6S

сора через дискретный задатчик пространственных частот, второй вход которого подключен к третьему выходу синхронизатора, подключен ко второму ;

$ входу блока разверток, а второй выход дискретного задатчика пространственных частот через функциональный вычислитель апертуры подключен к третьему входу дополнительного ксжмутато о ра, выход которого подключен к входам экспоненциального преобразователя, выходы которого соответственно подключены к полутоновому дисплею, к модулятору и фокусирующему электроду электроннолучевой трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Электронно-копировательный . 20 прибор MARK IV. - Photogrammet

Engineering and Remote Sensing4 1976, fP 10.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 271015/18-10,

25 кл. G 03 В 27/80, 1979