Устройство для измерения характеристик фотографических систем

Устройство для измерения характеристик фотографических систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-Bg N 442475 (22) Заявлено 0208,76(21) 2399626/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 2 50 27 9. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 25,0279 (51) М. Кл.

G 06 F 15/20

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 681. 322 (088. 8) P2) Автор изобретения

Г.П. Васильев (73) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ XAPAKTEPYiCTHK

ФОТОГРАФИЧЕСКИ Х СИСТЕМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться для испытаний фо-ографических систем и может быть использовано, в частности, для измерения частотно-контрастных характеристик (ЧКХ) и разрешающей способности фотографических систем по изображению скачка яркости на фотографическом приемнике излучения с прозрачной подложкой, например на фотопленке.

Известное устройство содержит последовательно соединенные микроденситометр, первый вход которого подключен к первому входу устройства, и преобразователь плотности в экспозицию, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, блок управления, распределитель импульсов, блоки памяти, вычислительные блоки, блок определения знака, блок вычитания, блок умножения, блок деления, блок регистрации и ключи, причем управляющий вход первого ключа подключен к первому выходу блока управления, соединенному с управляющим входом второго ключа, выход первого ключа соединен с вторым входом микроденситометра и входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, к информационному входу третьего ключа и к управляющему входу четвертого ключа, информационный вход которого подключен к выходу преобразователя плотности в экспозицию, выход четвертого ключа соединен с информационным входом пятого ключа и с первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с входами первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с первым выходом первого вычислительного блока, выход блока деления подключен к информационному входу второго ключа, выход которого соединен с входом блока регистрации, первый вход второго вычислительного блока соединен с выходом пятого ключа, выход второго вычислительного блока подключен к первому входу первого вычислительного блока, вторс>й выход которого подключен ко входу блока определения знака, к выходу которого присоединены управляюцие входы третьего и пятого ключей, выход третьего ключа соединен со вторыми входами вычислительных блоков, выход счетчика импульсов подключен ко входу 5 блока управления, информационный вход первого ключа, второй вход счетчика импульсов, второй вход блока умножения и третьи входы вычислительных блоков соединены с соответствующими »о- 3() дами устройства.

Это устройство осуцествляет измерения ЧКХ по способу, основакному на аппроксимации нормированных функций рассеивания и ЧКХ фотосистем.

Недостатком известного устройства является высокая трудоемкость и большое время измерений разрешающей способности, что обусловлено тем, что устройство автоматизирует только операции измерения параметра, вследствие " чего сохраняются ручные операции при нахождении ЧКХ и разрешающей способности, соответствующих измеренному значению параметра, поскольку искомая ЧКХ определяется оператором с помощью специального приложения, представляющего собой набор заранее рассчитанных на ЭБМ и построенных в виде графиков семейств ЧКХ для различных дискретных значений параметров, ЗО а разрешающая способность кахоцится путем наложения пороговой характеристики ка ЧКХ. К недостаткам известного устройства следует отнести и ошибку дискретности, имеющую место при определении ЧКХ с помоцью приложения. Кроме того, необходимость использования приложения представляет известное неудобство для операторов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и снижение трудоемкости измерения разрешающей способности.

Это достигается тем, что в устройство введен функциональный преобразователь, вход. которого соединен с выходом второго ключа, а выход подключен ко второму входу блока регистрации.

Такое подключение функционального М преобразователя полностью автоматизирует процесс измерения разрешаюцей способности. Значение разрешающей способности получается сразу же после определения параметра, минуя этап 55 нахождения ЧКХ. Тем самым исключаются 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, генератор тактовых импульсов 2, счетчик импульсов 3, блок управления 4, микроденситометр 5, входы 6 и 7 ключа

1, преобразователь 8 плотности в экспозиции, ключ 9 с управляющим входом 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 делсния 27, ключ 28, блок регистрации 29, функциональный преобразователь 30.

Функциональный преобразователь 30 содержит операционный усилитель 31, резисторы 32 и 33, диоды 34 и 35, peзисторы 36 и 37, вход 38, резисторы 39 и 40, вход 41 и выход 42.

Все устройство может быть разделе-;о ка две, рабо-а-ющие последовательно части: измеритель параметров измер ель разрешающей способности,- причем первый предназначен для измерения величины и-раметра по изображению скачка яркости ка негативе, а второй — для огределения разрешающей способности по измеренному параметру, Принцип работы устройства основан на том, что для ЧКХ существует однозначная функциокальная зависимость разрешающей способности непосредственно от параметра. Действительно, при фиксированном параметре семейства ЧКХ представляют собой семейства монотонно убываюцих с ростом пространственной астоты кривых, пересекающихся только H одной точке при нулевой частоте и контрасте единица, причем чем меньше параметр, тем выше идет соответствующая ЧКХ.

Пороговые характеристики представляют собой монотонно возрастающие кривые (.асто первого или второго порядка), имеющие ненулевую постоянную составляюцую. Следовательно, данной пороговой ха.рактеристике и каждой ЧКХ

cetëåéñòâà соответствует только одно значение разрешающей способности, при .-ем оно тем больше, чем меньше параметр (т.е. чем лучше исследуемая система}. Зависимость разрешаюцей способности от параметра может быть достаточно просто найдена с помощью 38bl. 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 иэменяют параметр на отрезке и для каждого значения вычисляют ЧКХ. а затем находят ту пространственную

У частоту, при которой значение ЧКХ равно пороговому контрасту и которая является разрешаюцей способностью для данного параметра. После того, как будут перебраны все значения параметра из отрезка, оказывается определекной таблица значений парамет648985 ра и разрешающая способность, которая и определяет искомую функцию.

Графически искомые функции представляют собой монотонно убывающие кривые.

Использование функций существ=-нно снижает затраты труда и Времени 33а измерение разрешающей способности, поскольку полностью исключается необходимость измерения ЧКХ, что особенно важно в тех случаях, когда ЧКХ измеряется только с целью измерения разрешающей способности. if1

Простота операций определения разрешающей способности с использованием функций позволяет легко автоматизировать этот процесс. Действительно, если измеренное значение парамет- 15 ра подать на вход функционального преобразоватЕлЯ, ОСУЩЕстВЛя af!Iего Пр=образование входногo cHIíàëà пс of!

РЕДЕЛЕННОМУ ЗаКОНУ тО На аго ВЫХОде получится соответствующее ВНа.е4;<. ние разрешающей способности.

В измерителе параметров Гресбразование иэображения скачка ярк0 ти в электрический сигнал выполняет микроденситометр 5, который непрерывно и равномерно 31еремещает стол

В течение времени, когда сигнал Работа со Входа 7 ключа 1 проходит через ключ, и в совокупности с преобразователем 8 плотностей ции выдает распределение экспозиций в изображении скачка яркости.

Ключ 9 отпирается на Время„ равное длительности разрешающего импульса, подаваемого на его управляющий вход 10 с генератора тактовь:х имуль- 35 сов 2. В результате на выходе ключа 9 распределение экспозиций Оказывается представленным В Виде последовательности импульсов, амплитуд= которых несет информацию о значениях экспозиции в выбранных таким образом точках разбиения переходной кривой.

Распределитель HMIIJiJIBOOB 11, блоки памяти 12 и 13 и блок Вычитания 14 в совокупности решают зада у определения перепада экспозиций В изображе45 нии скачка яркости.

Распределитель импульсов 11 по сигналам блока управления 4 засылает первый и M-тый импульсы в блок памяти 12 и 13 соответственно,. где проис- @3 ходит запоминание величины амплитуд соответствующих импульсов, представляющих собой нижнее и верхнее установившиеся значения. Входы блока вычитания 14 подключены так, чтобы 55 обеспечить вычитание сигнала, находящегося в блоке памяти 12 из сигнала, засылаемого в блок памяти 13.

Ключи 15 и 16, вычислительные блоки 17, 18 и блок 19 определения @ знака предназначены для поиска максимума первой разности и его запоминания. управляющие входы 20 и 21 ключей

15 и 16 подключены к выходу блока 19 определения знака так, что ключи

ОКBЗЫВаKiТСЯ ОТ < ОЫIЫМИ < ЕСЛH Р?3BК ВТО рой разности больше нуflH или равен нулю.

BB ислительный блок 17 последоВательно, по мере поступления импульсов с выхода ключа 16 определяет разность амплитуд пришедшего и предыдуf!;его импульсов и либо ВЫдает ее в

Виде импульса, либо сохраняет ее Ffa 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 поступивв его.

Поскольку для работы Вычислительных блоков 17 и 18 необходимо В такт гоиходя 3<ими Зг.<п льсам33 производить

l1ppe3oпись и13и псреключeHHя Внутри рти1< бл03

ПриВедение рассматриВаемой части устройства в исходное положение ocуществляется подачей команды Исходное положение на входы 24 и 25.

При этом сигн-13 3 HB. Входах этих бло3<оВ cTaHÎBятся раВными н лю, B зультате чего блок 19 от-ределения знака oòêрывает i<лючи 15 и 16 ИОДГО

ТFIBIIIB à ß ТЕМ С а? .ЬЗ: РассмаТРИВаЕМЫЕ блоки к очередн Ому измерению.

КОГДа B процессе БЗмерсннй знак

Второй разности c TGHoBHi Tc Отрицатель ньм, блок 1 9 Определения знака

19 закрывает кгюrH 15 и 16, вследствие чего прекращае ся поступление входных и тактовых импульсов В вычислительные блоки 17 и 18, а следсвательно, в памяти Вычислительногo блока 18 сказывается запомненным до

3<ОНЦа ИЗМЕРЕНИЙ МаКСИМаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ПЕРВОЙ PilýilOCTH.

Д:я нормальной работы Всего устр0АсТВВ BUMHcлительные 5JI0

ИСХОДНОГО ПОЛОЖЕНИЯ аВТОМаТИЧЕСКИ только по второму и третьему тактоВым импульсам соотвеTcTBåíío. В противном случае может быть нарушена нормальная работа устройства вследствие неогределенности вычитаемых.

Блок умножения 26, блок деления

27 и ключ 28 осуществляют вычисление значения параметров и выдачу его в блок регистрации 29.

Ключ 28 закрыт в течение всего времени измерений, поскольку все компоненты действия для вычисления параметра оказывают "я определенными только в конце процесса измерения. Он открь3вается по сигналу блока управления 4 поспе того, как в счетчике 3 зафиксирован (11+1) тактовый импульс.

В ре,зультате в бл< к регистрации 29

ПОСТУПаЕТ ПРаВИЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ПаРаметра.

648985

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 за- 3Î данной пороговой характеристике (определяемой типом фотопленки) .

Вход функционального преобразователя 30 подключен к выходу ключа 28, вследствие чего измеренное значение )5 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 пред- 80 ставляет собой устройство, коэффициент передачи которого изменяется с изменением входного сигнала. В преобразователе, представленном на фиг.2, изменяется коэффициент уси- 35 ления операционного усилителя 31, определяемый в общем 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 поцключенному 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, поэтому 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 увеличение 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. М 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.

648985

Редактор О. Стенина

Заказ 559/46 с c c Ы с Ы

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Жеренов

ТехоедИ. Вабурка Корректор Л, Василина

Тираж 779, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5