Анализатор цвета

Анализатор цвета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (>t)3 004? 77 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 03. 81 (21) 3255548/18-25

811 М. Кл.

G 01 J 3/46 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам нзобретеннй н открытий (331УДХ 539.653 ° .- 8 (088 ° 8) Опубликовано 15,0383. Бюллетень N> 10

Дата опубликования описания 150383

i d+, ""з"

А.С. Вершинин 1

1

Новополоцкий политехнический и стчс ут = т им.Ленинского комсомола Белоруссии (72) Автор . изобретения (71) Заявитель.(54) АНАЛИЗАТОР ЦВЕТА

Изобретение относится к оптическим измерениям и может быть использовано для автоматического распознавания цвета объектов.

Известен анализатор цвета, содержащий оптическую систему разделения светового потока, фотоэлектронные ум-, ножители с эмиттерными повторителями P1).

Недостатком известного устройства является ограниченная точность изме рений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является анализатор цвета, содержащий оптическую систему разделения светового потока на составляющие цветовые компоненты, на выходах которых установлены три фотоэлектронных умножителя с эмиттерными повторителями на выходе, и аналого-цифровое делительное устройство с дешифратором цвета иа выходе $2j.

Известный анализатор цвета обладает ограниченными точностью и быстродействием, так как для определения цвета объекта в конце цикла измерения необходимо провести определенные вычисления, для чего в свою очередь необходимы вычислитель и время.

Известный анализатор цвета обладает также невысокой точностью определения цвета объекта при ослаблении исходного светового потока и при определении черного цвета, так как схема нормирования уменьшает наклон лилообразного напряжения развертки почти до горизонтального положения, 0 что естественно приводит к большим погрешностям определения цвета.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор цвета, содержащий оптическую систему разделения светового потока на составляющие цветовые компоненты, на выходах которой установлены три фотоэлектронных умножителя с эмиттерными повторителями на выходе, и аналого-цифровое делительное устройство с дешифратором цвета на выходе, введены блок вычисления вертикальной проекции вектора цвета с первым блоком выделения абсо25 лютной величины, блох вычисления . ризонтальной проекции вектора цвета с вторым блЬком выделения. абсолютной величины, блок определения квадранта, блок выделения белого

30 цвета, блок выделения веерного цвета

1004777 н схема ИЛИ, входы которой соединены с выходами блоков выделения белого и черного цвета соответственно, а выход соединен с третьим входом дешифратора цвета, причем входы блока выделения черйого цвета соединены с выходами соответствующих эмиттерных повторителей, первый и второй входы блока вычисления вертикальной проекции вектора цвета соединены с выходами соответственно первого и второ- lO

ro эмиттерных повторителей, а его выход через первый блок выделения абсо лютной величины соединен с первым . входом аналого-цифрового делительного устройства, первый, второй и тре- 15 тий входы блока вычисления горизонTcUII.HoA проекции вектора цвета соединены соответственно с выходами трех эмиттерных повторителей, а выход его через второй блок выделения 20 абсолютной величины соединен с вторым входом аналого-цифрового делительного устройства, первый и второй входы блока определения квадранта соединены с выходами блоков вычисления соответственно вертикальной и горизонтальной проекции вектора цвета, а выход соединен с первым входом дешифратора цвета, первый и второй входы блока выделения бе.того цвета соединены с выходами первого и второго блоков выделения абсолютных величин соответственно, à его третий вход соединен с выходом блока выделения черного цвета.

На фиг. 1 представлена блок-схема анализатора цвета; на фиг. 2 — векторная диаграмма его работы.

Анализатор цвета содержит оптическую систему разделения светового 40 потока на составляющие цветовые компоненты, выполненную в виде дихроических зеркал 1 и 2, на выходе которых установлены фотоэлектронные умножители 3, 4 и 5, к выходам которых подключены эмиттерные повторители

6, 7 и 8, блок 9 вычисления вертикальной проекции вектора цвета, блок

10 вычисления горизонтальной проекции вектора цвета, блок 11 выделения черного цвета, блок 12 выделения белого цвета, блоки 13 и 14 выделения абсолютных величин, блок 15 определения квадранта, аналого-цифровое делительное устройство 16,дешифратор цвета 17 и схема ИЛИ 18, выходы которой соединены с выходами блоков 12 и 11: выделения белого и черного цвета соответственно, а выход соединен с третьим входом дешифратора 17 цвета, причем входы блока 11 выделения чер- 60 ного цвета соединены с выходами соответствующих эмиттерных повторителей

6, 7 и 8 первый и второй входы блока 9 вычйсления .вертикальной проекции вектора цвета соединены с выхо- 65

U U cos Õ /3-tj cos Х/3, (1) ин )ел что соответствует

Ц з 2 асин зел) (2) дами соответственно первого б и второго 7 эмиттерных повторителей, а его выход через первый блок 13 выделения абсолютной величины соединен с первым входом аналого-цифрового делительного устройства 16, первый, второй и третий входы блока 10 вычисления горизонтальной проекции вектора цвета соединены соответственно с выходами трех эмиттерных повторителей 6, 7 и 8, а выход его через второй блок 14 выделения абсолютной величины соединен со вторым входом аналого-цифрового делительного устройства 16, выход которого соединен со вторым входом дешифратора 17 цвета, первый и второй входы блока 15 определения квадранта, соединены с выходами блоков 9 и 10 вычисления соответственно вертикальной и гори зонтальной проекций вектора цвета, а выход соединен с первым входом дешифратора 17 цвета, первый и второй входы блока 12 выделения белого цвета соединены с выходами первого и второго блоков 13 и 14 выделения абсолютных величин соответственно, а его третий вход соединен с выходом блока 11 выделения черного цвета.

На фиг. 2 изображена система

> координат в виде проекций осей трехмерного цветового пространства на плоскость цветов, с которой совмещена прямоугольная система координат. С целью упрощения отсчета ось красного цвета совмещена с осью абсцисс прямоугольной системы координат.

Анализатор цвета работает следующим образом.

Разделенные системой дихроических зеркал 1 и 2 световые потоки цветовых компонент поступают на соответствующие фотоэлектронные умножители 3, 4 и 5, где они преобразуются в напряжения и затем через эмиттерные повторители 6| 7 и 8 поступают на входы блоков 9 и 10 вычисления вертикальной и горизонтальной проекций вектора цвета и на входы блока 11 выделения черного цвета.

Функциональным назначением блоков вычисления вертикальной и горизонтальной проекций вектора цвета является вычисление указанных проекций вектора цвета в прямоугольной системе координат. Тогда согласно фиг.2 блок 9 вычисления вертикальной проекции вектора цвета формирует сигнал в виде

1004 777

Блок 10 вычисления горизонтальной проекции вектора цвета формирует сигнал в виде

U =U «ц sin 7г/3-U sin *I/;), (3)

cud 3рл 5 что соответствует

В силу того, что цвет измеряемого 10 излучения определяется углом (фиг.2), заключенным между проекцией вектора цвета на плоскости цветов и некоторой осью отсчета в плоскости цветов, (в данном случае осью абсцисс прямоугольной системы координат), то цвет исходного излучения относительно красного цвета количественно может быть определен выражением

tg d. где U — напряжение, соответствующее вертикальной проекции вектора цвета в прямоугольной системе координат;

U — напряжение, соответствующее горизонтальной проекции вектора цвета в прямоугольнойсистеме координат.

Эту операцию выполняет аналогоцифровое делительное. устройство 1б.

Причем на вход делимого этого устройства поступает сигнал с выхода блока 9 вычисления вертикальной проекции вектора цвета, прошедший через Зз блок 13 выделения абсолютной величины, после которого разнополярное напряжение +U становится положительным. На вход делителя аналого-цифрового делительного устройства 16 посту- 40 .пает сигнал с выхода блока 10 вычисления горизонтальной проекции вектора цвета, прошедший через аналогичный блок 14 выделения абсолютной величины, после:которого разнополяр- 45 ное напряжение +U> также становится положительным. Код, снимаемый с выхода аналого-цифрового делительного устройства дешифрируется в дешифраторе 17 цвета совместно с кодом квадранта, который формируется .блоком 15 определения квадранта по зна кам напряжений Ц и Ц соответствующих вертикальной и горизонтальной проекциям вектора цвета. Рассмотренная часть блок-схемы анализатора цвета служит для распознавания монохроматических цветов излучения.

Блоки 9 и 10 вычисления горизонтальной и вертикальной проекции вектора цвета представляют собой сумми- 60 рующие операционные усилители.

Блок 15 определения квадранта представляет собой логическую схему, определяющую квадрант, в котором расположена проекция виктора цвета. 65

Блоки 11 и 12 выделения черного и белого цветов служат для распознавания полихроматических цветов излучения. Если хотя бы один из указанных блоков выдает сигнал о нали-. чии черного или белого цвета,то этот же сигнал через схему ИЛИ 18 выдает запрет в дешифратор 17 цвета, запрещающий последнему дешифрацию монохроматических цветов.

Б силу того, что принятый аналоговый способ вычисления проекций вектора цвета значительно увеличивает быстродействие анализатора цвета, то исключение операцни нормирования указанных сигналов цветовых компонентов за счет применения аналого-цифрового делительного устройства приводит к увеличению точности.

Предложенное устройство позволяет определять как монохроматические, так и полихроматические цвета без проведения дополнительных вычислений, и обладает более высоким быстродейст» вием и точностью.

Формула изобретения

Ана..1изатор цвета, содержащий оптическую систему разделения светового потока на составляющие цветовые компоненты, на выходах которой установлены три Фотоэлектронных умножителя с змиттерными повторителями на выходе, и аналого-цифровое делительное устройство с дешифратором цвета на выходе, о т л и ч à m щ и й. с я тем, что, с целью повышения точности и

|быстродействия измерений, в него введены блок вычисления вертикальной проекции вектора цвета с первым блоком выделения абсолютной величи- ны, блок вычисления горизонтальной проекции вектора цвета с вторым блоком выделения абсолютной величины, блок определения квадранта, блок выделения белого цвета, блок выделения черного цвета и схема ИЛИ, входы ко.;орой соединены с выходами блоков выделения белого и черного цвета соответственно, а- выход соединен с третьим входом дешифратора цвета, причем входы блока выделения черного цвета соединены с выходами соответствующих. эмиттерных повторителей, первый и второй входы блока вычисления вертикальной проекции вектора цвета соединены с выходами соответственно первого и второго эмиттерных повторителей, а его выход через первый блок выделения абсолютной величины соединен с г первым входом аналого-цифрового де- . лительного устройства, первый, второй и третий входы блока вычисления горизонтальной нроекции вектора цвета соединены соответственно с выходами трех эмиттерных повторителей, а вы-. ход его через второй блок выделения

1004777

Физ.1

Составитель С.Чурбаков

ТехредМ.Костик, КорректорГ. Решетник

Редактор И.Келемеш

Заказ 1853/50 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 абсолютной величины соединен с втотиам входом аналого-цифрового делительного устройства, первый и второй входы блока определения квадранта соединены с выходами блоков вычисления соответственно вертикальной и гори- 5 зонтальной проекций вектора цвета, а выход соединен с первым входом деыифратора цвета, первый и второй входы блока выделения белого цвета соединены с выходами первого и второго блоков выделения абсолютных величин соответственно, а его третий вход соединен с выходом блока выделения черного цвета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 61411341, кл. G 01 J 3/50, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 694773, кл. G 01 J 3/4б, 1979 (прототип)ь