Модели и методы контроля технических средств в системах страхового хранения информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Клещарь, Сергей Николаевич

• Клещарь, Сергей Николаевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Клещарь, Сергей Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

5

1. ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ МИКРОФИЛЬМОВ ДЛЯ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ В СИСТЕМЕ СТРАХОВОГО ФОНДА ДОКУМЕНТАЦИИ

1.0. Введение

1.1. Сканеры оригиналов

1.2. Проблема контроля электронных форм документов

1.3. Существующие подходы к оценке качества

электронных форм документов

1.4. Формирование изображений сканируемых документов

1.4.1. Изображения на бумажных документах

1.4.2. Изображение на микрофильме

1.5. Методы построения виртуального сканера

1.6. Выводы

2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ В СКАНЕРАХ СИСТЕМЫ СТРАХОВОГО ФОНДА

2.0. Введение

2.1. Оптическая модуляция света в сканерах

2.1.1. Источник света 5

2.1.2. Отражение света от поверхности бумажного носителя

2.1.3. Прохождение света через слои, содержащие диспергент

2.2. Формирование изображения на фотоэлектронном преобразователе

2.2.1. Фотометрические характеристики

2.2.2. Пространственная динамика сигнала

2.3. Преобразование сигнала фотоэлектронным преобразователем

2.4. Оцифровка сигнала

2.5. Выводы

3. ДЕФЕКТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ФОРМ И МЕТОДЫ ИХ КОНТРОЛЯ

3.0. Введение

3.1. Статические потери информации при сканировании документов

и их микрофильмированных копий

3.1.1. Статическая передаточная характеристика

канала оценки модулирующего фактора

3.1.2. Статическая передаточная характеристика канала оценки пространственных координат

3.2. Потери, связанные с пространственной динамикой сканера

3.3. Построение статических передаточных характеристик по элементам тест-объекта для канала оценки модулирующего фактора

3.4. Построение статических передаточных характеристик по элементам тест-объекта для канала оценки пространственных координат

3.5. Определение динамических передаточных характеристик

3.6. Выводы

4. РАЗРАБОТКА ТЕСТ-ОБЪЕКТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СКАНИРУЮЩИХ СИСТЕМ

4.0. Введение

4.1. Общие предложения по структуре и составу тест-объекта

4.2. Угловые и срединные маркеры

4.3. Оценка геометрических искажений

4.4. Поле для оценки ЧКХ сканера

4.5. Поля контроля уровня белого тона

4.6. Поле для оценки передачи серых тонов

4.7. Дополнительный тестовый элемент для контроля качества переда- 157 чи высоких пространственных частот

4.8. Область текста для проверки разборчивости символов

4.9. Программная реализация

4.10. Выводы

160 160

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ

ч

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и методы контроля технических средств в системах страхового хранения информации»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы Документы - важнейшая часть информационных ресурсов любого предприятия и организации. Для их накопления, хранения, обработки и предоставления пользователям на предприятиях и в организациях существуют различные архивы, службы и системы хранения и обращения документов. В документах аккумулируется, хранится и передается потомкам научно-техническое, культурное и историческое наследие. Поэтому надежное и долговременное сохранение важнейших видов документов и обеспечение оперативного доступа к ним является важной задачей любого государства по обеспечению его экономической, военной и информационной безопасности, а также сохранению документированного научно-технического, культурного и исторического наследия его народов[47]. Информационное страхование документации - необходимое условие стабильной деятельности предприятия в любых экстремальных ситуациях. Утрата документов может нанести серьезный экономический и технический урон предприятию или учреждению, имущественным и социальным интересам его сотрудников

Для надежного хранения и восполнения информационного содержания документированной информации создается специальный фонд. В России Постановлением Правительства Российской Федерации от 18 января 1995 г. № 65 "О создании единого российского страхового фонда документации", и от 26 декабря 1995 г. № 1253-68 "Об обеспечении создания единого российского страхового фонда документации" создается, хранится и используется специальный информационный ресурс - Единый российский страховой фонд документации.

Система страхового фонда документации предполагает перевод юридически значимых документов, представленных на бумажных носителях на микро-фильм[43]. Перевод осуществляется либо традиционным прямым микрофильмированием, либо с использованием гибридных технологий, заключающихся в сканировании документов и выводе результата сканирования на микрофильм.

Доступ к микрофильмированным копиям документов осуществляется через сканирование микрофильма[52] и формирование цифровых копий. В обоих случаях в системе используются сканеры документов, представленных на бумажных носителях или микрофильмах. Собственно сканеры изображений с физических носителей представляют собой достаточно сложные системы, от параметров которых зависит качество электронных копий документов, размещаемых в страховом фонде документации, поэтому оценка параметров сканеров является важным фактором [41]создания системы единого российского страхового фонда документации. Параметры определяются по тестовому сигналу, который в данном случае принимает вид тест-объекта, т.е. эталонного изображения, включающего элементы для измерения параметров отдельных узлов и сканера в целом[58].

Вопросы формирования тестовых изображений для оценки параметров сканеров изображений документов на бумажных носителях и изображения микрофильмированных копий документов в настоящее время решены недостаточно, что определяет необходимость и актуальность исследований, проведенных в диссертации.

Объектом исследования диссертационной работы сканеры микрогра-фиических копий и документов на бумажных носителях в системе страхового фонда документации для долговременного хранения информации.

Предметом исследования диссертационной работы являются параметры сканеров и методы измерения параметров с использованием тест-объектов как эталонных изображений, ориентированных на оценку технических параметров сканеров микрографических ибумажных носителей, таких как точность цвето-и тонопередачи, точность измерения местоположения фрагментов изображений на сканируемом оригинале, и точность в передаче мелких деталей изображения.

Научные выводы диссертации основаны на трудах в области обработки и

идентификации изображений Б.В.Анисимова, К.Блаттера, Р.Вудса,

В.А.Виттиха, Р.Гонсалеса, У.Гренандера, Р.Дуды, В.В.Еремеева, В.К.Злобина,

В.Д.Курганова, Дж.Купера, Л.В.Новикова; А.Папулиса, У.К.Прэтта, А.Розен-

6

фельда, Л.И.Розоноэра, В.В.Сергеева, В.А.Сойфера, П.Харта, В.М.Чернова, Л.П.Ярославского и др. При оценке потерь информативности изображений использовался подход, разработанный К.Шенноном.

Из всех существующих подходов к синтезу тестовых сигналов и оценки параметров сканеров по тест-объектам наиболее продуктивным представляется подход, основанный на аналитических методах математического моделирования, что позволяет целенаправленно планировать будущие свойства копий документов, закладываемых на длительное хранение в системе страхового фонда документации. Для этого в диссертации использованы: системный анализ, теория сигналов, теория функций комплексной переменной, теория обработки изображений, теория информации.

Цель диссертационной работы состоит в повышении эффективности функционирования системы страхового фонда документации за счет введения в микрографический процесс этапа контроля параметров сканера по специальным тестовым сигналам, нанесенным на тест-объект, и прогнозирования качественных параметров микрофильмов, закладываемых на хранение, по результатам сканирования тест-объектов.

В соответствии с поставленной целью, в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

1) Проведен анализ существующих конструкций и параметров сканеров и сформированы типовые схемы сканеров изображений, нанесенных на бумажный носитель и /или микрофильм.

2) Проведен анализ подходов к оценке параметров сканеров и сделан вывод о целесообразности использования математического описания сканера, полученного с использованием законов геометрической оптики, с одной стороны, и пространственной динамики изображений, с другой стороны.

3) Построена аналитическая математическая модель сканера, как электронно-микрографической системы создания и использования долговременно хранимых копий в страховом фонде документации.

4) Разработана типовая схема тестирования сканера, основанная на срав-

7

нении сигнала, полученного в результате сканирования тест-объекта реальным сканером, используемым для подготовки электронных форм и виртуальным сканером, полученным в результате имитационного моделирования процесса сканирования.

5) В сканерах выделены два канала измерения: канал измерения светового потока, отраженного от поверхности бумажного носителя или прошедшего через микрофильм, и канал измерения координат фрагментов изображения документа на плоскости носителя, проведен анализ статических передаточных характеристик каналов, и их влияние на точность передачи в факсимильной цифровой модели изображения указанных параметров.

6) Построена математическая модель пространственной динамики сканера с использованием понятия логарифмической амплитудной пространственно-частотной характеристики.

7) Произведена оценка информационных потерь каналов вследствие неидеальности статических передаточных характеристик измерительных каналов сканера и реальной логарифмической амплитудно-частотной характеристики сканера в целом.

8) Разработан научно обоснованный подход к формированию пространственных тестовых сигналов для оценки параметров измерительных каналов сканера и сканера в целом.

9) Разработаны и внедрены на уровне проекта ГОСТ тест-объекты для оценки качества основных параметров работы сканеров создании цифровых копий документов с микрографических и бумажных носителей в страховом фонде документации.

Научная новизна диссертации заключается в следующем.

1) Аналитическая математическая модель сканера впервые представлена как виртуальная система, состоящая из двух каналов: измерения фотометрических параметров сканируемой сцены и измерения пространственного местоположения предметов сцены, что позволило сформулировать для каждого из выделенных каналов понятие статической передаточной характеристики, а для

8

сканера в целом - понятие пространственной логарифмической амплитудно-частотной характеристики.

2) Проведена оценка потерь информации в каналах сканера, как результата отклонения статических передаточных характеристик каналов и пространственной логарифмической амплитудно-частотной характеристики от идеальных значений, что позволяет сформулировать требования к элементам тест-объектов для оценки параметров каналов сканера, и сканера в целом.

3) Научно обоснованы и разработаны требования к элементам тест-объектов, ориентированным на построение статических передаточных характеристик каналов измерения фотометрических параметров и пространственных координат сканера, а также на оценку логарифмической амплитудной пространственно-частотной характеристики сканера в целом.

4) Предложен тест-объект для оценки параметров сканера и разработаны методы обработки изображений, получаемых в результате сканирования тест-объекта, для прогнозирования качественных параметров электронных форм документов, закладываемых на хранение в системе страхового фонда документации.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные в диссертации тест-объект и методы обработки изображений ориентированы на использование их в системе страхфонда для доступа к документам, представленным на микрофильмах и бумажных носителях, что позволяет повысить надежность передачи информации во времени при ее длительном хранении.

Достоверность полученных теоретических результатов подтверждается результатами натурных испытаний сканирования оригиналов документов на бумажных носителях и их микрофильмированных копий, а также внедрением результатов в народное хозяйство на уровне проекта ГОСТ.

Положения, выносимые на защиту.

1) Аналитическая математическая модель сканера, как виртуальной система, состоящей из канала измерения фотометрических параметров и канала измерения пространственного местоположения предметов сцены.

2) Оценка потерь информации в каналах сканера, как результата отклонения статических передаточных характеристик каналов и пространственной логарифмической амплитудно-частотной характеристики от идеальных значений.

3) Требования к элементам тест-объектов, ориентированным на оценку статических передаточных характеристик каналов и логарифмической амплитудной пространственно-частотной характеристики сканера.

4) Тест-объект для измерения параметров сканеров и методы обработки изображений тест-объекта, для прогнозирования качественных параметров электронных форм документов, закладываемых на хранение в системе страхового фонда документации.

Реализация и внедрение результатов. Предложенные в диссертации методы реализованы автором в ГОСТ 33007 "ЕР СФД. Микрофильмы страхового фонда, изготовленные с электронных документов. Общие технические требования и методы контроля", проекте ГОСТ 33..... "ЕР СФД. Электронные копии

документов, полученные сканированием бумажных оригиналов. Показатели качества и методы контроля"; Методических рекомендациях по выбору сканирующего оборудования для нужд Российского архивного агентства.

Ряд теоретических положений внедрен в учебный процесс Тульского государственного университета на кафедре «Робототехника и автоматизация производства» в лекционных курсах по дисциплинам: «Информатика», «Информационные устройства и системы в робототехнике», «Системы технического зрения роботов».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях и семинарах.

1. XXXI Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула, Тульский государственный университет, 2012.

2. Системы управления электротехническими объектами СУЭТО-2012 -Тула, Тульский государственный университет, 2012.

По теме диссертации опубликовано 22 работы, включенных в список ли-

10

тературы, в том числе: 9 статей, представляющих собой материалы межрегиональных научно-технических конференций, 4 статьи в сборнике, рекомендуемом ВАК РФ для публикаций материалов диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, изложенных на 147 страницах машинописного текста, включающих58 рисунков и 7 таблицы, заключения, списка использованной литературы из 117 наименований.

В первом разделе дан обзор профессиональных сканеров, используемых для подготовки электронных форм документов для долговременного хранения и последующего микрофильмирования в страховом фонде документации, поставлена проблема контроля электронных форм документов и произведен анализ существующих систем и методов контроля. Разработаны обобщенные функциональные схемы сканеров бумажных носителей изображений документов и микрофильмов как носителей уменьшенных копий изображений документов, разработана структурная схема контроля в электронно-микрографической системе создания и использования страхового фонда документации.

Во втором разделе разработана аналитическая математическая модель виртуального сканера, которую предложено использовать как эталон в структурной электронно-микрографической схеме создания и использования страхового фонда документации. Описаны процессы формирования статических фотометрических передаточных характеристик сканера, работающего на отражение и сканера, работающего на просвет, а также формирования логарифмической амплитудной пространственно-частотной характеристики отражающей пространственную динамику сканирующей системы. Описаны фотоэлектронный и аналого-цифровой преобразователь, определяющие параметры формируемой сканером электронной формы документа.

В третьем разделе сформулированы понятия фотометрического канала

и канала измерения пространственных координат объектов сцены. Получены

статические передаточные характеристики каналов и даны оценки статических

передаточных характеристик, которые могут быть использованы при тестиро-

11

вании. Разработаны требования к элементам тест-объектов для измерения статических передаточных характеристик и оценке логарифмической амплитудной пространственно-частотной характеристики, а также размещению элементов в предметной плоскости сканера.

В четвертом разделе приводится разработанный тест-объект, описан программный продукт для его генерации и программы автоматизированного контроля качества, полученной в результате сканирования изображений оригиналов документов на бумажных носителях, или их микрофильмированных копий при подготовке электронных форм.

1. ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ МИКРОФИЛЬМОВ ДЛЯ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ В СИСТЕМЕ СТРАХОВОГО ФОНДА ДОКУМЕНТАЦИИ

1.0. Введение

Документы (документированная информация) являются важнейшим информационным ресурсом, поэтому обеспечение их сохранности и передачи во времени является существенным этапом любого информационного процесса. Важным направлением развития и совершенствования работ по информационному страхованию документов[47] является создание страхового фонда документации. Страховой фонд документации - есть специально отобранный, записанный на компактные носители и надежно хранимый информационный ресурс, предназначенный для информационного восстановления содержания утраченных или недоступных документов. Надежность передачи информации во времени во многом определяется начальным этапом, подготовкой копий документов, предназначенных для длительного хранения. В настоящее время подготовка микрофильмов осуществляется по т.н. гибридным технологиям, предусматривающим сканирование бумажных оригиналов[43], с последующим выводом изображений документов на микрофильм.

Для оперативного доступа к микрофильмированной информации в гибридных технологиях используется операция сканирования микрофильмов и подготовки электронной копии, которая может быть передана потребителю.

Технологический процесс подготовки микрофильмированных копий документов для длительного хранеия требует больших финансовых и материальных затрат. В этой связи, весьма актуальным, является решение проблем обеспечения необходимого качества выполнения работ по гибридному микрофльмированию, выбора оптимального состава и технических характеристик сканирующего оборудования, объективной оценки качества и аутентичности получаемых цифровых копий документов.

Эффективное решение указанных проблем требует внедрения в стране нормативно-технического регулирования процессами сканирования документов, представленных на различных носителях, четкой регламентации требований к качеству получаемых цифровых копий документов и методов его объективной оценки.

Проблемам оценки качества процессов сканирования уделяют самое пристальное внимание в ведущих зарубежных странах, разрабатываются и внедряются различные нормативные документы, определяющие требования к процессу сканирования и оборудованию.

В настоящее время в России отсутствуют национальные нормативные документы уровня государственных стандартов, регламентирующие качество микрофильмов страхового фонда, формируемых по гибридным технологиям. Это приводит к тому, что исполнители работ не имеют критериев для настройки сканирующего оборудования с целью достижения требуемых показателей качества микрофильмов, закладываемых на длительное хранение.

В этой связи неотъемлемой частью процесса создания страхового фонда документации с помощью электронно-микрографических технологий должны являться стандартизированные процедуры контроля и оценки качества сканирования. Факторами, влияющими на конечный результат, являются качество и состояние исходной документации, качество сканирования бумажных документов, возможности графической доработки электронных образов перед СОМ-микрофильмированием[42] и качество работы записывающей СОМ-системы. Поэтому при прочих равных условиях, очевидно, что чем качественнее будет выполнено сканирование, тем в большей степени СОМ-микрофильм будет отвечать требованиям, предъявляемым для страхового хранения в системе страхового фонда документации.

1.1. Сканеры оригиналов

Сканеры документов на бумажных и микрографических носителях являются важным элементом в технологической цепочке[1] создания страховых фондов документации с использованием современных электронно-микрографических технологий:

«документ на бумажном носителе - сканер -электронный документ»; «микрофильмированная копия документа - С1М-система - электронный документ».

Факторами, влияющими на конечный результат - качество электронных копий документов - являются:

качество и состояние сканируемого документа; технические характеристики сканера; условия сканирования; формат и объем формируемого файла.

В настоящее время существует достаточно обширная номенклатура сканирующих устройств, различных по принципу сканирования и техническим характеристиками]. Основные типы сканеров, переводящих в электронные формы изображения документов, изготовленных на бумажных носителях, приведены в табл. 1.1. Основные типы сканеров, переводящих в электронные формы микрофильмированные копии документов, приведены в табл. 1.2.

Следует отметить, что кроме приведенных в табл. 1 сканеров, предназначенных для профессиональной работы, на рынке имеется значительное количество сканеров для широкого потребления, имеющих более низкие характеристики по производительности и/или параметрам, требуемым для формирования электронных форм документов требуемого качества.

Анализ конструкции сканеров, сведенных в табл. 1.1 и табл. 1.2 позволяет сформировать обобщенные схемы сканеров указанных типов, приведенные на рис. 1.1 ирис. 1.2, соответственно.

Рис. 1.1. Функциональная схема сканирования бумажного носителя

Типы сканеров бумажных документов и их технические характеристики

Табл. 1.1

Марка сканера, внешний вид

Подсветка оригинала

Технология сканирования

Размеры оригинала, мм

Оптическое разрешение, с!р1

Программное

разрешение,

__

Разрядность пикселя, бит

1

ОгарЫес СБбОО РЯО еЫ

,_- ■ ...

Линейка свето-диодов

Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов

1066 х 00

600

50 -г- 4800

1, 8 монохром; 24 1ЮВ

вгарЫес С8510-11 ЕЫ

Линейка свето-диодов

Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов

1066 х оо

600

50 4- 9600

16 монохром; 48 1ЮВ

1 2 3 4 5 6 7

ЕЮ\¥Е ЯС 9000 Линейка свето-диодов Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов 200-1280 х оо 600 4800

СоШех Н04250 Р1иБ (А0+) Линейка свето-диодов Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов 1066 X ОО 600 9600 16 монохром; 48 ЯвВ

СоЬЛгас ЭтайЬР Сх 40с Линейка свето-диодов Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов 1112 хоо 600 3600 16 монохром; 48 1ЮВ

Со1ойгас 42с

Линейка свето-диодов

Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов

1067 х оо

1200

9600

7

8 монохром; 24 1ЮВ

\VideTek 48

Линейка свето-диодов

' < ч

Протяжка оригинала относительно линейки фоточувствительных приборов

122 х оо

1200

9600

12 монохром; 361ШВ

ге^БсЬе! ОтшБсап 14000 АО

Осветители с верхним расположением

Перемещение линейки фоточувствительных приборов

871 х 1220

400

12 монохром; 361ЮВ

1

7

МюгоЬох Ьоок2пе1

Осветители с боковым расположением

Камера

650 х 450

400

8 монохром; 24 1ЮВ

БМА 10

Линейка свето-диодов

Механическое перемещение камеры относительно оригинала

900х 1300

600

24 1ЮВ

Konica Minolta PS 5000C

] à

Лампы с вертикальным расположением

Оптическое перемещение линии визирования

297 х 420

600

8 монохром; 24 RGB

1

7

ЭЛАР ПауэрСкан «М»

Линейка светоди-одов, перемещающаяся относительно оригинала

Механическое перемещение камеры относительно оригинала

840 х 630

AI - 300, A4 - 800

42 RGB

ЭЛАР ПауэрСкан «Д14000»

Линейка светоди-

Механическое перемещение

850 х 1250

АО - 400 A4 - 1200

42 RGB

л Я! Ц| -т ■ 'О 1\ 1 Л Вь I одов, перемещающаяся относительно оригинала камеры относительно оригинала

ЭЛАР ПланСкан А2 Ц Лампы с вертикальным расположением Камера 420 х 630 400 8 монохром; 24 1ЮВ

1 2 3 4 5 6 7

ЭЛАР ПланСкан А1-ЦЭР Лампы с боковым расположением Камера 635 х 900 400 24 1ЮВ

з-М**

Microform S 385/455 'hv^ni . •n Линейка светоди-одов Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов 385: 297х 813; 455: 315 х 4000 400 8 монохром; 24 RGB

BOWE BELL+HOWELL • у Линейка светоди-одов Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов 318 х 1016 600 8 монохром; 24 RGB

1 2 3 4 5 6 7

ЭЛАР CKAMAKC 5000 Линейка Механическое 320 х оо 400 8 монохром;

KODAK i780

светоди-одов

Линейка светоди-одов

перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

320 х 863

300

24 RGB

8 монохром; 24 RGB

Fujitsu fi-5900C

Линейка светоди-одов

Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

297 х 420

400

8 монохром; 24 RGB

1

Panasonic KV-S3105C

Линейка

Механическое

297 х 41

400

8 монохром;

24

светоди-одов

перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

24 RGB

Табл. 1.2

Типы сканеров микрофильмов и их технические характеристики

Марка сканера, внешний вид Подсветка оригинала Технология сканирования Кратность Оптическое разрешение, dpi Микроформы Разрядность пикселя, бит

1 2 3 4 5 6 7

Wicks and Wilson RS325 |l v Осветитель на просвет Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов 7,5 - 50 х 600 Микрофиша, рулон, дже-кет 8 монохром

1 2 3 4 5 6 7

ScanPro 2000 Осветитель на просвет Механическое перемещение 7,5 - 105 х 600 Микрофиша, рулон,апер- 8 монохром

оригинала относительно линейки фотоэлементов

турная карта, ультрафиша

Wicks and Wilson FS325

Осветитель на просвет

Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

7,5 - 50 х

600

Микрофиша, рулон, дже-кет

8 монохром

1

Mekel Mach III & Mach IV

Осветитель

Механическое

48 х

500

Микрофиша,

8 монохром

на просвет

перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

рулон, дже-

кет, диазотипные, везикулярные

Zeutschel ОМ 1500

Осветитель на просвет

Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов

48 х

600

Микрофиша, рулон, дже-кет

8 монохром

1

KONICA Minolta MS7000

Осветитель

Механическое

7,5 - 50 х

600

Микрофиша, 8 монохром

., н у V ж Мк11 у ^^ЯРЭЩ ¿V; • на просвет перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов рулон, дже-кет, апертур-ная карта

БсапРго 1000 Осветитель на просвет Механическое перемещение оригинала относительно линейки фотоэлементов 7,5 - 50 х 600 Микрофиша, рулон,апер-турная карта 8 монохром

|р га о БТ 200Х ~~ Г; . 2 (Л Осветитель на отражение с вертикальным расположением Матричная камера 3600 Микрофиша, рулон,апер-турная карта, ультрафиша 8 монохром, 24 1ЮВ

Рис. 1.2. Функциональная схема сканирования микрофильма

Сканер бумажных оригиналов, представленный на рис. 1.1, работает следующим образом. Бумажный носитель информации, содержащий изображение (2(х, у, г, Л) документа Д, подлежащего сканированию, помещается в сканер под источник света И, создающим световой поток Ф'(х', у', X), где х\ у', г' - координаты трехмерной системы координат, связанной с источником; X - длина волны. Падающий свет отражается от поверхности носителя, в результате чего формируется световой поток Ф(х, у, г, X), где х,у, г - координаты системы координат, связанной с предметной плоскостью. Световой поток Ф(х, у, г, X) является результатом модуляции по интенсивности изображением, нанесенным на бумажный носитель, что является следствием поглощения части исходного потока Ф'(х', у', г', X) отражающим слоем документа с нанесенной на него информацией. Часть светового потока, отраженного от поверхности носителя, попадает в объектив О, основное назначение которого - подготовка видеоинформации к восприятию датчиком (в некоторых типах сканеров в состав оптической системы входят также корректирующие фильтры, позволяющие на физическом уровне проводить часть предобработки изображений). Объектив О фокусирует световой поток в виде функция распределения освещенности Е(У, X) на плоскость изображения, куда помещается фотоэлектронный преобразователь. Далее

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Клещарь, Сергей Николаевич, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Абузова И.В., Игнатьев В.М., Ларкин Е.В. Сканирующие системы с повышенным разрешением. - Тула: ТулГУ, 1996. - 88 с.

2.Аксиненко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. - М.: Энергоиздат, 1984. - 208 с.

3.Андриянов A.B., Шпак И.И. Цифровая обработка информации в измерительных приборах и системах. - Минск: Вышэйшая школа, 1987. - 176 с.

4.Артюхина Н.К. Теория и расчет оптических систем: Ч. 1. - Минск: БИТУ, 2004. - 134 с.

5. Аршакян A.A., Будков А.И., Клещарь С.Н. Информационные потери, связанные с пространственной динамикой сканера. Известия ТулГУ, Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ.2013. Вып. З-.С 383 - 388.

6. Аршакян A.A., Клещарь С.Н., Ларкин Е.В. Оценка статических потерь информации в сканирующих устройства Известия ТулГУ, Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ.2013. Вып. З-.С 388-391.

7.Блатнер Д., Флейшман Г., Рот С. Сканирование и растрирование изображений / Под ред. A.A. Витта. - М.: ЭКОМ, 1999. - 400 с.

8.Блатнер К. Вейвлет-анализ. Основы теории. - М.: Техносфера, 2004. -

280 с.

9.Борковский А.Г., Гаванин В.А., Зайдель И.Н. Вакуумные фотоэлектронные приборы. - М.: Радио и связь, 1988. - 272 с.

10. Брайс Р. Справочник по цифровому телевидению. - Жуковский: ЭРА, 2001. -230 с.

11. Браславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств. - М.: Машиностроение, 1976. - 312 с.

12. Будков С.А., Клещарь С.Н. Статическая передаточная характеристика канала измерения пространственных координат // XXX Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2012. - С. 20-23.

13. Быков P.E. Основы телевидения и видеотехники: Учебник для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 399 с.

14. Быстрое Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебное пособие для вузов. - М.: Радио-Софт, 2001. - 256 с.

15. Васильев Д.В., Заложнев Ю.Н., Астапов Ю.М. Теория оптико-электронных следящих систем. - М.: Наука, 1988. - 324 с.

16. Васин В.А. Видеомагнитофоны и видеокамеры. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 325 с.

17. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Теория оптических систем и оптические измерения. - М.: Машиностроение, 1981. - 384 с.

18. Гольберг JI.M. Цифровая обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1990.-325 с.

19. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. - М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.

20. Горшков A.A., Клещарь С.Н., Кузнецова Т.Р. Восприятие изображения на экране монитора // Приборы и управление. Вып. 10. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 36-43.

21. Гребнев A.B., Гридин В.И., Дмитриев В.П. Оптоэлектронные элементы и устройства. - М.: Радио и связь, 1998. - 336 с.

22. Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы для обзора пространства. - Л.: Машиностроение, 1988. - 224 с.

23. Гудмен Дж. Статическая оптика. - М.: Мир, 1988. - 528 с.

24. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных сигналов. - М.: Мир, 1988. - 488 с.

25. Дементьев Ю.А. Распределение лучистой энергии точечного источника: Новая форма интегрального уравнения переноса излучения. - М.: Физ-матлит, 2005. - 128 с.

26. Деч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z-преобразования. - М.: Наука, 1971. - 288 с.

27. Джакония В.Е. Телевидение: Учебник для вузов. - М.: Радио и

167

связь, 2004. - 616 с.

28. Джексон Р.Г. Новейшие датчики. - М.: Техносфера, 2008. - 400 с.

29. Егорова С.Д., Колесник В.А. Оптико-электронное цифровое преобразование изображений. - М.: Радио и связь, 1991. - 207 с.

30. Ермаков О.Н. Прикладная оптоэлектроника. - М.: Техносфера, 2004. -416 с.

31. Ерофеенко В.Г., Козловская И.С. Основы математического моделирования. - Минск: БГУ, 2002. - 195 с.

32. Игнатьев В.М. Системы отображения, записи и ввода видеоинформации повышенных объемов и плотности. - Саратов: СГУ, 1990. - 160 с.

33. Игнатьев В.М., Ларкин Е.В. Восприятие информации в системах искусственного интеллекта. - Тула: ТулГУ, 1993. - 88с.

34. Информационно-измерительная техника и технологии / В.И.Калашников, C.B. Нефедов, А.Б. Путилин и др. Под ред. Г.Г. Раннева. - М.: Высшая школа, 2002. - 454 с.

35. Казанцев Г.Д., Курагин М.И., Пустынский И.Н. Измерительное телевидение. - М.: Высшая школа, 1994. - 288 с.

36. Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 352 с.

37. Катыс Г.П. Обработка визуальной информации - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

38. Кашкаров А.П. Фото- и термодатчики в электронных сферах. - М.: Альтекс-А, 2004. - 224 с.

39. Клещарь С.Н. Контроль качества совмещения цветовых плоскостей при цветоделенном микрофильмировании // Приборы и управление. Вып. 9. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - С. 52 - 59.

40. Клещарь С.Н. Ларкин Е.В. Проблемы цветопередачи при микрофильмировании документов с цветовым кодированием // Приборы и управление. Вып. 9. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - С. 47 - 52.

41. Клещарь С.Н. Методы контроля качества цифровых копий аналоговых документов, полученных их сканированием // Восемнадцатая Международная конференция «Крым 2011». Сб. материалов «Нормативно-технические и технологические аспекты создания электронных копий документов». - М.: ЗАО «ДиМи-Центр», 2011. - С. 43 - 50.

42. Клещарь С.Н. Формирование изображений в СОМ-системах // Интеллектуальные и информационные системы. Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Интеллект-2011». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. -С. 66 - 69.

43. Клещарь С.Н. Формирование изображения на микрофильме // Приборы и управление. Вып. 10. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 81 - 86.

44. Клещарь С.Н. Характеристики глаза как оптического прибора в системе визуального контроля качества микрофильма // XXIX Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2011. - С. 140 — 144.

45. Клещарь С.Н., Котов В.В. Гистограммный анализ изображений на микрофильме // XXX Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2012. - С. 200 - 207.

46. Клещарь С.Н., Котов В.В. Контроль параметров светового потока В CIM-устройствах // Сборник научных трудов Шестой Всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами «СУЭТО-6» Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. - С. 235 - 237.

47. Клещарь С.Н., Котов В.В. Микрофильм как носитель изображений документов // XXX Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2012. - С. 207 - 211.

48. Клещарь С.Н., Котов В.В. Совмещение цветовых плоскостей при восстановлении полноцветных изображений // Приборы и управление. Вып. 9. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - С. 41 - 47.

49. Клещарь С.Н., Котов В.В., Аршакян A.A. Методика оценки статической передаточной характеристики сканера. , Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ.2013. Вып. 1-.С 268 - 274.

50. Клещарь С.Н., Ларкин Е.В. Восприятие миры в системе контроля качества микрофильма // XXIX Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2011. - С. 8 - 13.

51. Клещарь С.Н., Ларкин Е.В. Выявление очагов диффузного рассеяния при длительном хранении микрофильмов устройствах // Сборник научных трудов Шестой Всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами «СУЭТО-6» Тула: Изд-во ТулГУ, 2012.-С. 237-239.

52. Клещарь С.Н., Ларкин Е.В., Котов В.В. К вопросу параметрической точности микрографических систем // XXIX Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2011. - С. 172 - 176.

53. Ключникова Л.В., Ключников В.В. Проектирование оптико-механических приборов. - СП-б.: Политехника, 1995. - 206 с.

54. Ковтонюк Н.Ф., Сальников E.H. Фоточувствительные МДП-при-боры для преобразования изображений. - М.: Радио и связь, 1990. - 157 с.

55. Козерук A.C. Расчет компенсаторов для оптических приборов: Лабораторный практикум. - Минск БНТУ, 2005. - 32 с.

56. Котов В.В. Трассировка основных частотных составляющих одномерных сигналов // Известия Тульского государственного университета. Серия: Проблемы специального машиностроения. Вып. 5, часть 1. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2002.-С. 321 -324.

57. Котов В.В., Клещарь С.Н. О повышении точности тонопередачи в информационно-измерительных системах гибридного микрофильмирования / Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 3. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. - С. 216 - 223.

58. Котов В.В., Клещарь С.Н., Попова H.A., Будков С.А. Методы оценки качества сканирующих систем. , Технические науки. Тула: Изд-во Тул-ГУ.2013. Вып. 1-.С 299 - 306.

59. Котюк А.Б. Датчики в современных измерениях. - М.: Радио и связь: Горячая линия - Телеком. - 2006. - 96 с.

60. Кузнецова Т.Р. Определение параметров движения объектов по их изображениям в системах технического зрения // XXVI Научная сессия, посвященная Дню радио. - Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2008. - С. 63 - 65.

61. Купер Дж., Макгиллем Н. Вероятностные методы анализа сигналов и систем. - М.: Мир, 1989. - 379 с.

62. Ландсберг Г.С. Оптика: Учебное пособие для вузов. - М.: Физмат-лит, 2006. - 848 с.

63. Ларкин Е.В., Первак И.Е. Отображение графической информации. -Тула: ТулГУ, 2000. - 109 с.

64. Мадьяри В. Элементы оптоэлектроники и фотоэлектрической автоматики. - М.: Сов. радио, 1979. - 160 с.

65. Малютин Д.М. Оптические измерения. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - 160 с.

66. Мартынов В.Н., Кольцов Г.И. Полупроводниковая оптоэлектрони-ка: Учебное пособие. - М.: МИСИС, 1999. - 400 с.

67. Меркишин Г.В. Многооконные оптико-электронные датчики линейных размеров. - М.: Радио и связь, 1986. - 166 с.

68. Методы компьютерной обработки изображений // Ред. В.А. Сойфе-ра. - М.: Физматлит, 2003. - 781 с.

69. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. - Л.: Машиностроение, 1983. - 420 с.

70. Мосягин Г.М., Немтинов В.Б., Лебедев E.H. Теория оптико-электронных систем. - М.: Машиностроение, 1990 . - 431 с.

71. Мусаев Э.С. Оптоэлектронные устройства на полупроводниковых излучателях. - М.: Радио и связь, 2004. - 208 с.

72. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. - М.: Наука, 1970. - 295 с.

73. Мусьянов М.П., Миценко И.Д. Оптико-электронные системы ближней дальнометрии. - М.: Радио и связь, 1991. - 166 с.

74. Носов Ю.Р., Шилин В.А. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью. - М.: Сов. радио, 1986. - 254 с.

75. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды / В.И.Козицев и др. Под ред. В.Н. Рождествина. - М.: Изд- во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002. - 528 с.

76. Оптико-электронные устройства обработки и распознавания изображений / B.C. Титов и др. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. - 121 с.

77. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике / Под ред. Алексеева В.И. - М.: «Мир», 1971. - 496 с.

78. Петриков А.В. Телеохрана. - М.: Солон-Пресс, 2004. - 408 с.

79. Плотников B.C., Варфоломеев Д.И., Пустовалов В.Е. Расчет и конструирование оптико-механических приборов. - М.: Машиностроение, 1983. -256 с.

80. Погорельский C.J1. Прикладная оптика: Учебное пособие. - Тула: Изд-во ТулГУ, «Гриф и К0», 2005. - 186 с.

81. Полупроводниковые формирователи изображений / Под. ред. И. Есперса, Ф. Ван де Виле, М. Уатта. - М.: Мир, 1988. - 432 с.

82. Пресс Ф.П. Формирователи видеосигнала на приборах с зарядовой связью. - М.: Радио и связь, 1981. - 136 с.

83. Проектирование оптико-электронных приборов / Ред. Ю.Г. Яку-шенкова. - М.: ЛОГОС, 2000. - 487 с.

84. Прокунцев А.Ф., Юмаев P.M. Преобразование и обработка информации с датчиков физических величин. - М.: Машиностроение, 1992. - 283 с.

85. Пытьев Ю.П. Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем. - М.: Физматлит, 2004. - 400 с.

86. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. - М.:

172

Сов. радио, 1977. - 336 с.

87. Рогальский А.И. Инфракрасные детекторы. - Новосибирск: Наука, 2003.- 636 с.

88. Розеншер Э., Винтер Б. Оптоэлектроника. - М.: Техносфера, 2006. -

592 с.

89. Савиных В.П., Соломатин В.А. Оптико-электронные системы дистанционного зондирования. - М.: Недра, 1995. - 315 с.

90. Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Теория функций комплексной переменной. - М.: Физматлит. - 2001. - 336 с.

91. Системы технического зрения: Справочник /Под ред. В.И.Сырямкина, B.C. Титова. - Томск: МГП «РОСКО», 1992. - 376 с.

92. Смирнов A.B. Основы цифрового телевидения. - М.: Горячая линия

- Телеком, 2001. - 224 с.

93. Смирнов A.B., Пескин А.Е. Цифровое телевидение: От теории к практике. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 352 с.

94. Сокольский М.Н. Допуски и качество оптического изображения. -Л.: Машиностроение, 1989. - 221 с.

95. Справочник по ИК технике: В 4-х т. . /У.Вольф и др. - М.: Мир. - Т. 1. - 1995. - 606 .: Т. 2. - 1996. - 347 е.: Т. 3. - 1999. - 472 е.: Т. 4. - 1999. - 470 с.

96. Справочник технолога-оптика / Ред. М.Н.Окатова. - СП-б: Политехника, 2004. - 680 с.

97. Стрэтт Дж. (Лорд Релей) Волновая теория света. - М.: Норма, 2004.

- 362 с.

98. Тарасов В.В. Двух- и многодиапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения. - М.: Логос, 2007. - 190 с.

99. Теория оптико-электронных следящих систем / Ю.М. Астапов, Д.В. Васильев, Ю.И. Золожнев. - М.: Наука, 1988. - 324 с.

100. Фрайдек Дж. Современные датчики: Справочник. - М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

101. Фридлянд И.В. Оптико-механические сканирующие устройства с оптической коррекцией. - Техника кино и телевидения. - 1979. - № 2. - С. 49.

102. Хромов Л.И., Цыпулин А.К., Куликов А.Н. Видеоинформатика: Передача и компьютерная обработка видеоинформации. - М.: Радио и связь, 1991. - 192 с.

103. Цифровое преобразование изображений / Р.Е. Быков, Р. Фрайер, и др. Под ред. Р.Е.Быкова. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 228 с.

104. Шмидт Д. Оптоэлектронные сенсорные системы. - М.: Мир, 1991. -

96 с.

105. Шульман М.Я. Измерение передаточных функций оптических систем. - Л.: Машиностроение, 1980. - 207 с.

106. Юшин A.M. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги. -М.: Радио и связь. - Т. 1. - 2000. - 512 е.: Т. 2. - 2001. - 544 е.: Т. 3. - 2002. - 512 е.: Т. 4.-2003.- 512 с.

107. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для вузов. - М.: Логос, 2004. - 472 с.

108. Beyer Н., Reizenberg Н. Handbuch der Mikroskopie. - Berlin: VEB Verlag Technik, 1987. - 488 p.

109. Bracewell R.N. The Fourier Transform and Its Applications. - N.Y. -McGraw-Hill, 2000. - 604 p.

110. Buchanan S.P. Automatic tracking improved performance for electro-optical imaging and target acquisition system // Optic and Laser Technology. - 1980. -V. 1. - N. l.-Pp. 31 -34.

111. Capone B.R., Taylore R.W., Kosonocky W.F. Design and characterization of Schottky infrared charge coupled device (IRCCD) focal plane array // Optical Engeneering. - 1982. - V. 21. - N 5. - Pp. 945 - 950.

112. Daubechies I., Lagarias J.V. Two-scale difference equations 1. Existence and global regularity of solution. - SIAM J. Math. Anal. - 1991. - Pp. 1388 - 1410.

113. Hair Т., Bluthe J., Ager W. An Optical Method of Measureing Transverse Surface Velocity // Acta IMECO. Budapest, 1968. - Vol. 2. - Pp. 191 - 198.

114. Loni A. C. P., Lion M. L. High - resolution still - image on transmission based on CCITT H. 261. Codec // IEEE Trans. Circuits and Syst. Video Tedenol. -1993. - V 3. - № 2. - Pp. 164- 169.

115. Naumann H., Schroder G. Bauelemente der Optic. - München-Wien: C/-Hanser Werlag, 1983. - 599 pp.

116. Rogers G.F., Earnshaw R.A. Techniques for computer graphics. - Berlin: Springer-Verlag, 1987. - 512 Pp.

117. Wood G.D. An Airborne Video (Motion Picture Surveillance System) // Journal of the SMPTE, 1974. - N 9. - Pp. 740 - 743.