[发明专利]图象处理系统光电输入设备

说明书

本发明提出的是一种图象处理系统的光电输入设备，属于光电技术应用领域。

现有图象处理系统的光电输入设备，普遍采用的结构是：用氦氖激光器发射的激光束，通过由水平摆动振子和高低摆动振子控制的反射镜或类似的光束偏转器，实施对被处理底片进行扫描;再将底片输出的扫描激光束，通过光学系统传输给光电变换器，从而把底片上按空间扫描顺序的黑度分布，变换成按时间顺序输出的电信号传输给电子计算机。这种设备，其底片、光学系统、光电变换器，通常都处于相对静止状态;被扫描激光束，通过由两个同步摆动振子控制的反射镜来进行扫描。这样，光束在底片上的扫描线速度必然始终随时间而变化;计算机在处理时，底片黑度分布的空间线度与计算机输入信号的时间间隔，两者之间必然不是线性关系。计算机在实施空间量与时间量的对应变换与逆变换时，变换系数始终是一个变量，而且振子摆动瞬时速度的飘移，会引起图象畸变。这种现象在计算机对几幅照片同时处理时，尤为严重，现有的这种系统，都存在结构复杂，体积庞大，价格昂贵的问题。

本发明的目的，在于针对上述现有技术存在的问题，提出一种实时对应变换和逆变换时都是严格线性化的处理系统，从而大大地简化了计算机的处理程序，有利于图片质量的提高和仪器结构的小型化，有利于仪器造价的降低和工艺的简化，有利于图象处理系统的应用推广。

本发明的技术方案是：由发射激光束的氦氖激光器A4、进行扫描的被处理底片N，通过光学系统接收由底片（N）输出扫描激光束的光电变换器A1以及电子计算机所组成，其特征是用转速为ω1的电机B2带动一根精密丝杆B1旋转，再由这根匀速转动的精密丝杆B₁带动一块托板A8匀速平移，在托板A8的一侧放置转速为ω2的电机B3，由电机B3带动一根圆柱面经过抛光的抛光转轴A2所组成。

在固定被处理底片N的抛光转轴A2上放置时空坐标变换器A9，时空坐标变换器A9由同轴圆环、等间隔条纹、狭缝光阑所组成，在同轴圆环上刻划着一系列黑白相间的等间隔条纹，条纹被光源照明后经过光学系统在光电变换器A1光敏面上成象，象面上放置一狭缝光阑，狭缝光阑的缝与同轴圆环上的条纹平行，抛光转轴A2旋转时光电变换器A1输出的一系列电脉冲直接输入处理光信息的计算机，作为计算机进行时空变换的空间坐标。

被处理的底片固定在上述抛光转轴上。固定时应使底片的乳胶层与转轴的抛光圆柱面密合;

用氦氖激光作为扫描光束，这个光束经过光学系统的扩束、聚焦后，应使聚焦光点落在转轴抛光圆柱面的适当位置。这个氦氖激光器须固定在托板以外的某个适当的地方。这样，当两个转速为ω1和ω2的恒速电机同时开动时，聚焦在抛光转轴抛光表面的光点，就能对紧贴在抛光表面的被处理底片实施扫描。适当选取ω1与ω2，即可控制扫描的密度与速度;

为了纠正两个恒速电机的转速微小飘移所造成的时空变换的非线性畸变，可以在精密丝杆和抛光转轴上分别安装速度监测系统，把测量结果直接输给计算机;作为计算机进行图象处理时，进行时空变换的空间坐标基准，这样即使转速飘移也不引起图象的畸变。

把相对于地面不动的扫描光点作为物点，经光学系统后使其成象在光电变换器的光敏面上，则当扫描开始后，从光电变换器输出的电信号便可输入电子计算机进行处理。

这种处理系统一次可以同时处理若干张照片。为此，只需把抛光转轴做得足够长，使它能同时将这些底片固定在转轴上，并按图象处理的同步要求将这些底片精确定位。扫描激光束，光电变换系统的个数，均须与被处理底片的张数相等。

附图是本发明结构图：

附图中的A1是光电变换器、A2是抛光转轴、A3是分束器，A4是氦氖激光器、A8是托板、A9是时空坐标变换器、N是底井、B1是精密丝杆、B2是转速为ω1电机、B3是转速为ω2电机。

实施例：

由发射激光束的氦氖激光器A4，作为光源。其功率为1～10mw，采用市电220V，f＝50Hz，光电变换器A1用光电倍增管，聚焦物镜焦距为20～40mm，光斑直径d＝0.24～0.02mm扩束系统放大率β＝10，电机用异步电机，精密丝杆B1的转速用6～10转/分，丝杆B1的螺距为1.5～3mm，托板A8的平移速度为0.24mm/s，抛光转轴A2，其主轴直径为100～120mm。所能达到的性能是，处理照片尺寸241×241（有效尺寸为210×210）mm，同时处理照片张数3～4张，图象处理完毕所需时间10～20分钟，图象清晰度以一张照片为例有1×10⁶～1×10⁸点，扫描密度为1000条（纵）×1000条（横）。

光电变换器A1是把激光信号通过底片N变成与底片N灰度成函数关系的电信号输入计算机，同时计算机又接收时空坐标变换器A9的电信号。计算机给出若干张底片N在不同坐标位置上的灰度值，同时计算机还将不同底片N上的颜色给出合成的彩色图象，更多地反应底片N的信息量。是时空对应变换和逆变换时都是严格线性化的处理系统，简化了计算机的处理程序，图片质量高，整个仪器结构小型化，造价较低。