Устройство для формирования и считывания изображений движущихся микрообъектов

Устройство для формирования и считывания изображений движущихся микрообъектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I.

<»> 578647

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТ1."ЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.08.75 (21) 2163773/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 25.01 78 (51) М Кч С 06К 9/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 681.32?.19 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Смирнов и Г. Ф. Яскевич

Институт экспериментальной метеорологии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ И СЧИТЫВАНИЯ

ИЗОБРА)КЕНИЙ ДВИ)КУЩИХСЯ МИКРООБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться при автоматическом анализе микрообъектов, находящихся во взвешенном состоянии и в потоках, например, в метеорологии для измерения двсперсного состава гидрометеоров, а также в механике и химии для анализа микроструктуры распыленных жидкостей и порошков.

Известны телевизионные счетчики частиц, содержащие импульсный источник света, оптическую систему формирования рабочего объема и изображения микрообъектов, передающую телевизионную трубку, блок видеоусилителей и анализатор спектра частиц; в состав анализатора входят пороговая схема установки уровня дискриминации, блоки вычисления размеров и концентрации частиц, блоки регистрации и вывода информации. Передающей трубкой совместно с анализатором производится автоматический анализ изображения микрообъектов для определения их размеров и концентрации. Однако при этом приходится учитывать тот факт, что оптическая система формирует изображение микрообъектов, находящихся не только в плоскости наводки, но и на некотором расстоянии от нее, зависящем как от параметров самой системы, так и от характеристик источников света. А поскольку изображения частиц, смещенных относительно плоскости наводки, передают"я

2 с искаженным масштабом и заниженной контрастностью, то при автоматическом анализе подобных изображений возникают ошибки в определении как размеров, так и концентрации аэрозолей (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, содержащее оптически связанные импульсный источник света и блок формирования светового лу1О ча, оптическую систему с передающей телевизионной трубкой и блоком усилителей видеосигналов, блок определения размеров изображения, один из выходов которого подключен непосредственно, а другой через блок опре15 деления концентрации изображений микрообъектов к блоку регистрации. Известное устройство обладает малой точностью считывания изображения (2).

Целью изобретения является повышение

20 точности считывания изображения и разрешающей способности устройства.

Для достижения поставленной цели в устройство введены светофильтр с полосой пропускания 1/6 3., где >. — средняя длина волны, 25 установленный между блоком формирования светового луча и оптической системой, триггер, элемент И вЂ” НЕ и последовательно соединенные блок вычитания уровня белого светя, компаратор, селектор полярности импульсов, Зо один из выходов которого через триггер, а

578647

3 другой непосредственно, соединены со входами элемента И вЂ” HE, выход которого подключен ко входу блока определения размеров изображения, а вход блока вычитания уровня белого света подключен к выходу блока усилителей видеосигналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграмма сигналов.

Устройство содержит источник 1 импульсного освещения, блок 2 формирования светового луча 2, дающий практически параллельный пучок белого света, на выходе которого установлен светофильтр 3 с полосой пропускания 1/6 Х, где Х вЂ” средняя длина волны, излучаемая источником, оптическую систему 4 формирования рабочего объема и изображения микрообъектов, передающую телевизионную трубку 5 с блоками 6 усилителей видеосигналов, блок 7 вычитания уровня белого света, компаратор 8, селектор 9 полярности импульсов отрицательной 9а и положительной

9б частей видеоимпульса, триггер 10, элемент

И вЂ” НЕ 11, блок 12 определения размеров изображения частиц, блок 13 определения концентрации изображения микрообъектов, блок 14 регистрации.

Световой пучок со степенью когерентности

0,5 — 0,7, сформированный блоком 2 и светофильтром 3, освещает рабочий объем оптической системы 4 с находящимися в объеме частичками. Оптическая система проецирует изображение частиц, находящихся в рабочем объеме, на фотокатод передающей телев изион ной трубки 5. При этом вокруг изображения частиц, смещенных относительно плоскости наводки, появляются световые дифракцпон ные кольца, а изображения частиц, находящихся в плоскости наводки, колец не имеют.

Видеосигнал, полученный при сканировании изображения объекта, поступает с выхода блоков 6 усилителей на блок 7 вычитания уровня белого света, на выходе которого получается двухполяр ный сигнал от частиц, смещенных относительно плоскости наводки аптической системы, и однополярный — для частиц, находящихся в ней. Сформированные компаратором 8 видеаимпульсы поступают на вход селектора 9 отрицательной и положительной частей видеоимпульса, с выходов которого (положительные импульсы непосредственно, а отрицательные — через триггер 10) подаются на элемент И вЂ” НЕ 11. Элемент 11 совместно с триггером 10 пропускают только те импульсы, у которых отсутствуют положи4 тельные выбросы, т. е. в дальнейшем анализируются только те импульсы, которые соответствуют частицам, находящимся в плоскости наводки оптической системы. Таким образом, отсеиваются частицы, смещенные относительно плоскости наводки и передающиеся с искаженным масштабом.

В предлагаемом устройстве за счет практически полного использования частотно-кон10 трастной характеристики датчика (состоящего из ТВ-передающей трубки и оптической системы) и исключения из анализа частиц, находящихся вне плоскости наводки, в несколько раз повышена разрешающая способность

15 и точность измерения размеров и концентрации частиц.

Формула изобретения

20 Устройство для формирования и считывания изображений движущихся микрообъектов, содержащее оптически связанные импульсный источник света и блок формирования светового луча, оптическую систему с передающей те25 левизионной трубкой и блоком усилителей видеосигналов, блок определения размеров изображения, один из выходов которого подключен непосредствен но, а другой через блок определения концентрации изображений микроз0 объектов к блоку регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности считывания изображения и разрешающей способности устройства, в него введены светоф ильтр с полосой пропускания 1/6 Х, где

З5 Х вЂ” средняя длина волны, установленный между блокам фармиравания светового луча и оптической системой, триггер, элемент

И вЂ” НЕ и последовательно соединенные блок вычитания уровня белого света, компаратор, 40 селектор полярности импульсов, один из выходов которого через триггер, а другой нелосредстввнно, соединены со входами элемента

И вЂ” НЕ, выход которого подключен ко входу блока определения размеров изображения, а

45 вход блока вычитания уровня белого света подключен к выходу блока усилителей видеосипналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3390229, кл. 176 — 6, 1968.

2. Малахов В. А. и Смирнов В. В. «Телевизионный счетчик облачных частиц».

55 Труды ИЭМ, вып. IV (38), 1973.