Устройство для оптоэлектронной развертки цветных изображений на образцах

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕРТКИ ЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ОБРАЗЦАХ, В частности цветных графических изображений на плоских образцах в отраженном или проходящем свете, содержащее источник света, а со стороны приемника - фотоэлектрический преобразователь с одним светочувствительным элементом с зависящей от длины волны света чувствительностью , усилитель и схему, квантования сигнала с не менее чем с двумя диапазонами , отличающееся тем, что источник света имеет частотный спектр в диапазоне длин световых волн избранных цветов, а светочувствительный элемент в видимом диапазоне света имеет почти линейную зависимость чувствительности от длины волны света. 2.Устройство -по п. 1, о т л ичающееся тем, что в ходе лучей от источника света к фотоэлектрическому преобразователю расположен оптический широкополосный фильтр с шириной полосы в диапазоне длин световых волн избранных цветов. (Л 3.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что оптический шиЕюкополосный фильтр содержится в образце.

СОК 3 С(:8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 3(511 G 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (89) 140092 ГДР (21) 7770888/18-24 (22) 25.10.79 (31) WP G06 KI208903 (32) 07.11.78 (33) ГДР (46) 23.08.83. Бюл. Р 31 (72) Бэр Вольфганг, Фроммхолд Экарт, Рихтер Вольфганг, Росснер Франк и

Шмидт Йохен (ГДР) (71) ФЕБ Карл-Цейсс-Иена (ГДР) (53) 681.391 ° 19(088.8 ) (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕРТКИ ЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

HA ОБРАЗЦАХ, в частности цветных графических иэображений на плоских образцах в отраженном или проходящем свете, содержащее источник света, а со стороны приемника — фотоэлектрический преобразователь с одним светочувствительным элементом с зависящей от длины волны света чувствительностью, усилитель и схему квантования сигнала с не менее чем с двумя диапазонами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что источник света имеет частот ный спектр в диапазоне длин световых волн избранных цветов, а светочувствительный элемент в видимом диапазоне света имеет почти линейную зависи мость чувствительности от длины волны света.

2. Устройство -по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в ходе лучей от источника света к фотоэлект рическому.преобразователю расположен оптический широкополосный фильтр с шириной полосы в диапазоне длин световых волн избранных цветов.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оптический широкополосный фильтр содержится в образце.

1037290

Изобретение относится к автомати 1 ке и вычислительной технике, а именно к устройствам для оптоэлектронной развертки в отраженном или проходящем свете для распознавания графических информаций в черно-белом и в избранных цветах на образцах, и применяется для распознавания знаков и обработки иэображений, например при развертке изображений, запечатленных в печатных иэделиях, чертежах,- на пленках и текстильных изделиях, Известен метод фотоэлектрической развертки черно-белых информаций и различение их друг от друга в зависимости от значений амплитуды, При 15 наличии цветной информации избранным цветам соответствуют однотипные чувствительные элементы. Благодаря .различным включенным на входе устройства монохроматическим Фильтрам gg каждый из чувствительных элЕментов воспринимает только определенную часть цвета. Выходные сигналы всех чувствительных элементов в своей, совокупности представляет собой 25 информацию о цветах знаков или изображений. В данном методе оптическое отображение цветных информаций на чувствительные элементы производится при использовании диффузного света.

Оптическое отображение может передаваться через световод.или путем .расщепления пучка. В таких решениях затраты на развертку с цветныХ образцов очень высоки, так как требуется несколько каналов цветности с соответствующими техническими средствами.

Известны решения, предусматрива— ющие один светочувствительный элемент изображения, которые в ходе лучей 40 имеют фильтр цветных полос. Этим достигается то, что узкие сегменты поверхности чувствительного элемента имеют селективную чувствительность к различным цветам. дополнительно. 45 ограниченная шириной полос разрешающая способность, в частности для цветной информации, не достигает тех значений, которые обеспечивает развертка с помощью нескольких чувствительных элементов.

Известно также устройство, в котором получение сигналов параметров цветов из .черно-белых сигналов обеспечивается с помощью телевизионной трубки. Аналогичный сигнал, выдаваемый приемником и зависящий от яркости, с помощью пороговых элементов, разделяется на несколько диапазонов уровней, которым любым образом присваиваются насыщенные или регулируе- 60 мые по степени насыщенности цвета.

Это устройство допускает только оценку цветов по шкале серых .тонов.

Оно не пригодно для распознания ,цветов с цветных образцов и их пра- 65 вильного распределения по каналам обработки.

Для развертки графических инфор-. маций в черно-белом и избранйых цветах на плоских образцах должно быть создано устройство, обеспечивающее при небольших затратах на .чувст" вительные элементы высокую разрешающую способность .и допускающее взаимнооднозначное соответствие цветов при оценке.

В основу изобретения положена задача — обеспечить распознавание избранных, цветов с небольшими затратами.

Цель достигется в устройстве для оптоэлектронной развертки цветных графических информаций на плоских образцах в отраженном или проходящем свете, содержащее источник света, а со стороны приемника — фотоэлектрический преобразователь, видеоусилитель и схему квантования сигнала, в качестве фотоэлектронного преобразователя используется светочувствительный элемент с зависящей от длйны волны света чувствительностью для развертки информаций в избранных цветах с высокой степенью насыщения и схема квантования сигнала. состоит из пороговых каскадов, число которых равно числу различных избранных цветов образца, включительно белый. ,При этом чувствительный элемент в видимом диапазоне света имеет почти линейную зависимость чувствительности от длины волны света. Таким образом, в ходе лучей источника света к фото" электрическому преобразователю может быть расположен широкополосный фильтр с шириной полосы в области избранных волн света, который может также располагаться и на самом образце. Вместо использования оптического широкопо лосного фильтра можно применить источник света с частотным спектром в области выбранной длины волн.

Выходной сигнал используемого светочувствительного элемента являет. ся функцией длины волны света. Кроме того может также иметь место зависимость от освещеннссти. Так как развертываемые графические информации имеют высокую степень насыщения в черно-белом и в избранных цветах, зависимость от длины волны является преобладающей и позволяет производить оценку цветов. Избранным цветам присваиваются непрекрывающиеся диапазоны амплитуд видеосигнала. Самый верхний диапазон амплитуд относится к белому цвету, а самый нижний — к черному цвету. После квантования видеосигнала в цифровые сигналы информация сохраняется относительно первоначальных цветов, так как один диапазон амплитуд взаимно однозначно соответствует одному значению квантова1037290 ния ..Важным преимуществом изобретения, наряду с взаимно однозначным соответствием цветов, являются. небольшие затраты на элементы и высокая размещающая способность цветов. Цветные информации на .образцах с чернобелой маркировкой можно развертывать в отраженном или проходящем свете.

На фиг. 3. ииззооббрраажжеенна а.схема развертки, на фиг. 2 - спектральная характеристика кремниевого светочув- >0 ствительного элемента, на фиг . 3 пример образца с графическими информациями, на фиг. 4 - видеосигнал светочувствительного элемента.

На фиг. 1 показан образец 1, источ, 15 ник 2 света, объектив 3, строчечный светочувствительный элемент 4 с соответствующей схемой 5 управления.

3а светочувствительным элементом

4 расположены видеоусилитель б и аналогово-цифровой .преобразователь 7.

В ходе лучей источника 2 света ближе к образцу 1 расположен инфракрасный фильтр 8. Светочувствительный элемент 4 выполнен в виде кремниевой полупроводниковой пластины. На фиг. 2 показана типичная спектральная характеристика такого элемента, представ-. ,ляющая зависимость чувствительности, E. от длины волны Л . На фиг. 3 оказан увеличенный образец 1 с графи. ческой информацией на белом основании 10. Информация состоит из одного черного штриха 1.1, и.цветных штрихов

12 и 13, причем длины волн цвета штриха 13 меньше длины цвета штриха 12..Информация нанесена тушью..Образец 1 оснащен источником 2 . света. Объективом 3 часть .образца 1 резко наводится на строчечный свето- 40 чувствительный элемент 4, Так.как этот светочувствительный элемент обладает высокой чувствительностью и в инфракрасном диапазоне (фиг. 2 ), то частично отраженные от обоазца 1 45 несущественные инфракрасные составляющие отфильтровываются инфракрасным, фильтром 8. Этим производится ограничение до видимого, диапазона света, в котором спектральная характеристика () (фиг. 2 ) почти линейна. Для работы устройства .наличие инфракрасного фильтра 8 не является обязательным.

Ограничение до определенного диапазона света может создаваться также самим источником света 2 или образцом 1 или вообще отпасть.

В светочувствительном элементе 4 производится преобразование оптической информации в электрический сигнал, который усиливается видеоусилителем б, Развертываемая полоса 14 может.лежать поперек к штрихам 11, 12 .и 13.

На фиг. 4 представлен видеосигнал

24, полученный от полосы 14 на выходе видеоусилителя б. Полученный от белого основания 10 видеосигнал 24 устанавливается в диапазоне 20, который соответствует. 1003-ной амплитуде..Черный штрих 11 отражает излучение, меньше всего и обуславливает сигнал, соответствующий диапазону 21 с нулевой амплитудой. Для цветного штриха 12 получается амплитуда в диапазоне 22, а для цветного штриха 13 — амплитуда в диапазоне 23.

Так как цвета имеют различную длину волн, то на основании спектральной характеристики светочувствительного элемента 4 им присваиваются различные амплитудные диапазоны.

Диапазоны 25 представляют собой разделительные диапазоны, к которым не должен относиться цветовой сигнал.

Это достигается вследствие высокой степени насыщения цветной графической информации. Полученный таким образом видеосигнал 24 преобразуется аналого-цифровым преобразователем 7 в двоичный .сигнал, который отнесен к соответствующему каналу цветового сигнала и который может в последующем обрабатываться. Для этого . аналого- цифровой преобразо-ватель 7. состоит из трех. пороговых каскадов, которые срабатывают,-как только достигнут соответствующий диапазон амплитуд напряжения или тока 23, 22 или 20. В качестве пороговых каскадов можно включить параллельно три пороговых выключателя с различными порогами срабатывания. Однако пороговый выключатель можно-использовать Tàêæå многократно в схеме в комбинации со схемами вычитания. Пороговые каскады в этом случае раелизуются соответствующей логической схемой.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной

Ведомством по изобретательству

Германской Демократической Республики.

12 5

Составитель В. Киселев

Редактор Л. Гратилло Техред М.Тепер Корректор M- Демчик

Заказ 6013/52 Тираж 706 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