Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


отчет по практике Автоматизований стенд для оцифрування нформацї з кнострчки

Информация:

Тип работы: отчет по практике. Добавлен: 04.06.13. Сдан: 2013. Страниц: 16. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Міністерство  освіти та науки, молоді та спорту України
Харківський національний університет радіоелектроніки
 
Факультет                                                                                                    Радіотехнічний
Кафедра                                                                                                 Основ Радіотехніки
 
 
Звіт
з переддипломної практики на тему:
“ Автоматизований стенд для оцифрування інформації з кінострічки “
 
 
 
 
Студент групи  СТЗІ-08-2 
 
                      
(підпис)
Шандренко Р. В.
Керівник проекту
                      
(підпис)
Огарь В. І.
Керівник практики
                      
(підпис)
Огарь В. І.

 
 
 
 
 
 
 
Харків 2012 

РЕФЕРАТ
Способ перевода в  цифровую архива кинопленок, на которых  изображены данные многолетних исследований связанных с явлением отражения радиоволн от метеорного следа.  Задание перевода архива в цифровую форму обусловлено тем, что обработка материального архива очень неудобна и требует много времени. Оцифровка данных будет производиться с использованием специально разработанного для этой задачи стенда для оцифровки данных. Он состоит из аппаратной и программной части. Рассмотреный в работе способ призван облечить и расширить возможности ученых в процессе обработки ценных данных об отражениях радиоволн от метеоров.
  Отчет состоит из 26 стр., 12 рисунков, 6 источников.
Ключевые слова:
ОЦИФРОВКА ДАННЫХ, АРХИВ, МЕТЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, СТЕНД ОЦИФРОВКИ, ОБРАБОТКА.
ABSTRACT 
Transferred from the digital archive of films, which show long-term research data related to the phenomenon of reflection of radio waves from meteor trail. Set the transfer archive in digital form due to the fact that the processing of the material archive is very inconvenient and time consuming. Digitization of data will be done using specially designed for this task stand for digitizing the data. It consists of hardware and software. Considered in a way intended to clothe and empower scientists in the processing of your valuable data on the reflection of radio waves from meteor. 
  The report consists of 26 pages, 12 figures, 6 sources. 
Keywords: 
DIGITISATION OF DATA , ARCHIVE, METEOR PHENOMENA, STAND OF DIGITIZATION AND PROCESSING.
 
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
 
МАРС — Метеорная  автоматизированная радиолокационная система
РЛС — Радиолокационная станция
ХНУРЭ — Харьковский  национальный университет радиоэлектроники
ПО — Программное  обеспечение
ПЭВМ — Персональная электронная вычислительная машина
СОДЕРЖАНИЕ
 
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………...…………………………………. 6
    АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОЦИФРОВКИ ДАННЫХ С КИНОПЛЕНКИ…………………………………………………………………...…  7
      Научная ценность фотографического архива и актуальность 
      задачи оцифровки ………………………...………………………………. 7
      Анализ путей решения задач оцифровки ……………………………..… 9
      Требования к устройству оцифровки ……………………………...….... 12
    СОСТАВ СТЕНДА ДЛЯ ОЦИФРОВКИ ДАННЫХ С КИНОПЛЕНКИ …...… 14
      Аппаратная часть стенда …...…………………………………………..…..  14
2.1.1 Механизм  перемотки пленки …………………...…………….…..… 14
2.1.2 Устройство  подсветки …………………….…………………………. 17
  2.1.3 Камера ……………………………………………….…………...…… 18
2.2 Программная часть …………………………………………………………… 20
          2.2.1 Автоматическая съемка ……………...……………………………… 20
2.2.2 Автоматическая  перемотка пленки ………………………………....…. 21
2.2.3 Распознавание  и корреляционный анализ изображения на пленке ..... 23
3 РЕЗУЛЬТАТЫ  РАБОТЫ …………………………………………...……………... 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………….…..…….. 29
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ


 
В период с 1967 по 1972 года, под Харьковом на станции  МАРС, производились исследования процессов, которые происходили в результате прохождения метеорами атмосферы Земли.  Данные этих исследований могут быть очень полезны для разнообразных открытий, поскольку они являются уникальными. В настоящее время, разумеется, проводятся исследования метеорных следов, но они проводятся за рубежом, и такими данными мы не располагаем. Второй причиной почему данные со станции МАРС уникальны является то, что в 1967-1972 году радиочастотный эфир не так активно использовался, поэтому в настоящее время достаточно сложно производить подобные исследования.
Данные которые  содержатся на пленках, позволяют делать самые разные исследования, но ручная их обработка занимает массу времени, поэтому целесообразно все данные, представляющие собой рулоны кинопленки, перевести в цифровой формат. На эту задачу направлен автоматизированный стенд оцифровки данных с кинопленки.

1 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОЦИФРОВКИ 


    ДАННЫХ С КИНОПЛЕНКИ


 
       Научная ценность фотографического архива и актуальность задачи оцифровки 
 
Множество важной информации, которая не теряет своей актуальности, и по сей день, может храниться на носителях, работа с которыми в настоящее время может показаться рутинной и неудобной. Кроме того, в большинстве случаев, аппаратура для обработки таких данных, устаревает и выходит из строя, да и сами носители могут повредиться. Единственным способом сохранить эти данные и получить возможность свободно обрабатывать их – это перевести их в цифровой формат.
Начиная с 1967 по 1972 года, комплекс МАРС производил исследования процессов происходящих в атмосфере на высоте 80-110 км. Информация об этих исследованиях была зарегистрирована на более чем на 2 млн. фотокадров, которые содержатся на 1700 рулонах пленки. Фотокадры сняты на пленку типа 135, то есть 35-мм фотоплёнку. Размер кадра составляет 32х24 мм. Пример одного кадра представлен на рисунке 1.
Метеорные наблюдения того времени  представляют особую ценность ещё и  потому, что тогда практически  не было промышленных и бытовых помех. Поэтому приёмник комплекса МАРС мог полностью реализовать свою чувствительность. Подобные исследования в настоящее время возможны, разве что в ненаселённых районах Сибири или в Антарктиде.
Данные этих исследований представляет большую  научную ценность. Обрабатывая данные об отражениях можно сделать массу  открытий и исследований. Подробно описание информации, содержащейся на плёнках и её формат представлены в работах [1, 2].

Рисунок 1 –  Кадр фотопленки
 
 Так, например, регистрируя количество и длительность  отражений можно определить количество  метеорного вещества, поступающего в атмосферу; используя метод импульсного зондирования определяем дальность до следа; регистрируя дифракционную картину на этапе формирования следа – определяем скорость движения частицы; измерением допплеровского сдвига возможно определить радиальную скорость дрейфа метеорного следа; определить радианты орбит возможно с применением метода регистрации с разнесенными пунктами; координаты отражающей области определяются при использовании метода регистрации метеоров с помощью нескольких приёмных пунктов и когерентной РЛС. Принцип расчёта скорости по АВХ метеорного следа представлен в [1].
 Эти данные содержатся на  каждом кадре фотопленок. Имея  такой большой объем данных, полученных  за 5 лет, можно произвести массу  разнородных исследований. Одним  из таких исследований, является установление зависимости погодных условий, от количества метеорного вещества, пришедшего в атмосферу. Переведя этот архив в цифровую форму, современные ученые, которые сейчас для вычислений и исследований в основном используют средства вычислительной техники, получат возможность с высокой скоростью и точностью производить исследования, и делать открытия. В работах [2, 3] приведены возможные сферы применения данной научной информации.
Еще одним фактором, определяющим важность перевода пленочного архива в цифровой является то, что фотопленка необычно чувствительна к внешним воздействиям, и, как следствие, в ходе обработки она может портиться. Пленка со временем может трескаться, при попадании солнечных лучей распадаться, то есть приходить в состояние, которое затруднит, а то и вообще исключит возможность её обработки.
Материальный  архив также может быть не застрахован  от непредвиденных чрезвычайных ситуаций. Архив кинопленок занимает внушительное место в хранилище ХНУРЭ, так  как размещается в нескольких больших шкафах.
Еще одной проблемой, которая определяет неудобство обработки  материального архива, является то, что на пленках не указано время  исследования. Такая информация  содержится в специальном журнале, и зачастую невозможно определить к какой пленке относится та или иная информация.  С целью решения этих проблем и увеличения удобства, была поставлена задача: перевести изображения с пленки в цифровой формат. Эта задача будет решаться с помощью двух операций:
      Перевод снимков в графический формат.
      Распознавание информации с фотопленки, с занесением их в базу данных.
 
1.2 Анализ путей  решения задач оцифровки 
 
Для решения  рассмотренных выше задач, требуется  аппарат, производящий пересъемку изображений  пленки, и перевод их в цифровой формат. Наиболее подходящим устройством для этого является сканер.

На рынке  существуют сканеры, которые разработаны  специально для сканирования фотопленки. Недостатками же этих сканеров является либо высокая цена, либо то, что пленку в процессе сканирования нужно резать на мелкие фрагменты. Задача обеспечения целостности фотопленки во время её распознавания очень важна.

Например, во время сканирования и распознания, могут быть искажены некоторые данные. Найти нужный кадр на отрезанных фрагментах пленки будет крайне непросто, а имея упорядоченный архив, это не составит труда. К тому же, фонду университета очень важно сохранить «живой» архив уникальных исследований, как достояние.

Сканеры, которые  во время обработки пленки не требуют  её нарезки, чаще всего, относятся к классу профессиональных. Соответственно и цена их находится на наивысшей планке. Например, сканер пленочный  «Nikon Super Coolscan 8000 ED» (рис. 2) с возможностью сканирования рулонов 35-милиметровой фотопленки и высокой разрешающей способностью, стоит более чем 3000 у. е. [4]. Есть менее дорогие варианты сканеров, например [5], но они либо не обеспечивают достаточной скорости или качества сканирования, либо в процессе обработки требуют разрезать пленку на фрагменты.

Кроме того, необходимо отметить, что кадры  на фотоплёнке имеют непостоянный размер и интервал между ними. Поэтому процесс сканирования неотделим от процесса распознавания изображений на плёнке.

Рисунок 2 –  Пленочный сканер «Nikon Super Coolscan 8000 ED»[4]
По этим причинам потребовалось создать собственный аппарат, который смог бы оцифровывать пленку.
С самого начала, пленка фотографировалась вручную, одним оператором, на обыкновенный цифровой фотоаппарат. Во время ручной пересъемки оператору приходилось  фокусировать изображение (так как фотоаппарат был любительский, и на нем не была предусмотрена съемка на малой дистанции от объектива), перематывать вручную кадр, и на это затрачивалось много времени. За 8 часов рабочего дня  удавалось оцифровать не более чем 1500 кадров. И при этом многие снимки получались некачественными, из-за недостаточной фокусировки кадра оператором или смещение пленки.
Ручной метод  неудобен тем, что определяющим фактором качества снимков и скорости их пересъемки является человеческий фактор. Недостаток объясняется лишь тем, что в ходе пересъемки оператору приходится выполнять одни и те же самые действия многократно, то есть ему может очень надоесть пересъемка, и как следствие он не будет уделять должного внимания качеству, ему захочется закончить рабочий день по возможности быстрее, нежели сфотографировать максимальное количество пленки. В результате пересъемка всего архива займет значительно большее время, чем выделяется.
А всяческие  проблемы с фокусировкой, в ходе такой рутинной работы могут сильно повлиять на эмоциональное состояние оператора, и он может просто бросить работу.  
И к тому же оператор может допустить множество ошибок в ходе пересъемки  (например, забыть передвинуть кадр пленки, что повлечет за собой потерю экономии памяти на фотоаппарате, а в дальнейшем это может повлиять на достоверность исследований).
Ошибки оператором все же исправлялись, но достигать  высокую скорость пересъемки было сложно. Тем более такой метод требовал постоянного присутствия оператора, а это не давало возможности оператору заниматься интеллектуальной деятельностью. Возникла идея разработки автоматического стенда для оцифровки данных содержащихся на кинопленке.
Автоматизированный  метод призван исключить в  ходе оцифровки проблемы, связанные  с человеческим фактором и обеспечить высокую точность пересъемки кадров благодаря автоматическому определению кадра. Но самое главное, что в ходе оцифровки пленки в автоматическом режиме, оператору нужно будет всего лишь наблюдать за правильностью процесса оцифровки, и периодически (когда это будет нужно) менять уже отснятую пленку на новую.
 
1.3 Требования  к устройству оцифровки
 
Автоматизированный  стенд должен был обеспечить такие  задачи:
    Быструю и точную перемотку пленки.
    Качественную съемку фрагментов кадра.
    Быстрое сохранение на емкие электронные носители.
На пути создания автоматизированного метода, потребовалось  также учесть тот факт, что расстояние между кадрами на пленке совершенно разное и редко когда совпадает. Это вероятно связанно с тем, что  съемка производилась на фотоаппарат, а фотоаппарат того времени, в арсенале своих функций, не мог похвастаться автоматической перемоткой кадра. Поэтому перемотка производилась вручную, а следовательно расстояние между кадрами имеет случайный характер и невозможно его предвидеть.
Это и отличает стенд оцифровки от промышленных, серийных сканеров, алгоритм работы которых  заключается в съемке кадра и  автоматической перемотки кадра  на фиксированное расстояние.
Если этот фактор не был бы учтен, а фотопленки были бы просто пропущены через подобное промышленное устройство (например вышеупомянутый пленочный сканер «Nikon Super Coolscan 8000 ED»), то огромная часть информации была бы не оцифрована, и оцифровать её дополнительно можно было бы разве что с использованием проверенного ручного метода оцифровки.
Предположим, что  во всем архиве (1723 рулона пленки) каждая пленка имеет расстояние между кадрами, которое не совпадает со стандартным, и вообще различно. Значит, потребовалось  бы производить дополнительную оцифровку  ручным методом. То есть, эффективность использования для оцифровки серийных промышленных сканеров ничтожно мала, и вообще не имеет смысла.
Решением этой проблемы является объединение процесса пересъемки, с процессом распознавания  элементов изображения. Автоматизированный стенд должен автоматически определять кадр, и снимать его. Сняв кадр, он должен перемотать пленку на некоторое (незначительно) расстояние и потом произвести распознавание элемента изображения и если оно соответствует требуемому, то сделать снимок.
Стоит заметить, что распознавание не должно решать задачу определения информации содержащейся на пленке. Под распознаванием в данном контексте  означается, что стенд должен произвести корреляцию между кадром-шаблоном, и текущим кадром в видоискателе. Анализ пленки будет проводиться по структуре изображения кадра. 
Поэтому под  задачу оцифровки данных с кинопленках  о метеорных исследованиях необходимо создавать свою установку.
Помимо достоинств, сеть также и недостатки автоматизированного  метода, такие как сбои в нештатных ситуациях.

    2 СОСТАВ СТЕНДА ДЛЯ ОЦИФРОВКИ ДАННЫХ С КИНОПЛЕНКИ


 
 
В результате автором  был разработан стенд, состоящий  из аппаратной и программной части. В данном разделе представлено их  подробное описание
 
2.1 Аппаратная  часть стенда
 
Аппаратная  часть состоит из таких составляющих:
    Механизм перемотки пленки.
    Осветительный прибор
    Камера
    Источник питания
    Персональный компьютер
Аппаратная  часть стенда изображена на рисунках 3 и 4.
 
 
2.1.1 Механизм  перемотки пленки
Для удобств  и полного контроля над процессами работы установки, все управление осуществляется при помощи компьютера. Механизм перемотки также работает под управлением компьютера.
Установка крепится на столе с помощью штатива (1); к штативу присоединено  устройство для фиксирования пленки (2), на которое закреплена Веб-камера (5) и осветительный прибор (4). Питание осветительного прибора осуществляется источником питания постоянного тока (6).
 

Рисунок 3 –  Стенд для оцифровки данных с  кинопленки (вид сбоку)
 
 

Рисунок 4 –  Стенд для оцифровки данных с кинопленки (вид спереди)
 
Устройство  фиксации, благодаря своей конструкции, удерживает пленку (9) на постоянном расстоянии, что облегчает фокусировку и процесс проматывания пленки. Проматывание пленки производится через специальные щели (3) в корпусе фиксирующего устройства. Ширина каждой щели равна ширине пленки, благодаря этому пленка плотно зафиксирована. Веб-камера, в свою очередь, подключена к персональному компьютеру.
Движущей частью стенда является электромеханический  мотор (7), который перематывает пленку с помощью двух резиновых валиков внутри устройства для фиксирования пленки. Валики плотно прилегают к пленке, обеспечивая сцепление и контроль за пленкой. Стоит заметить, что скорость мотора относительно велика, для пересъемки кадров. Поэтому для того чтобы уменьшить скорость перемотки пленки, на стенде установлен механический редуктор, который представлен в виде системы из двух шестерен (12), передача на которые осуществляется посредством пассика (11).
Как было сказано  выше, все управление системой перемотки осуществляется при помощи персонального компьютера. При этом компьютер должен выполнять две задачи:
    подавать управляющий импульс, который будет приводить мотор в движение;
    останавливать движение мотора.
Если бы компьютер смог бы через свой порт генерировать постоянный ток, заданной величины, длительность протекания которого можно контролировать, то есть если бы персональный компьютер работал как источник питания, то для перемотки пленки, достаточно бы было запитать моторчик от компьютера, и при этом программным методом, управлять мотор. К сожалению, такой возможности компьютер не дает, но зато ПК может генерировать управляющие импульсы.
Механизм перемотки  построен по схеме, показанной на рисунке 4, которая была разработана и отлажена автором работы.

Рисунок 4 –  Принципиальная электрическая схема  устройства перемотки
 
Устройство  перемотки, посредством вышеуказанной  схемы, подключено к компьютеру. Схема  осуществляет преобразование сигнала  от компьютера в управляющий сигнал двигателя. Питание установки производится от источника питания постоянного тока U=12 В, и силой тока I=1A.
Связь компьютера с установкой производится через  параллельный порт LTP. 
2.1.2 Устройство  подсветки
Устройство  подсветки (рис 5) представляет собой сверхяркий светодиод белого свечения мощностью 1 Вт (1).  Так как светодиод имеет достаточно высокое значение мощности, для нормальной и долговременной работы его следует охлаждать. В качестве охлаждения используется радиатор, изображенный на рисунке 5 (2).
Светодиод закреплен  внутри радиатора по центру. С целью  достижения равномерного освещения  фотографируемого участка пленки, на разном расстоянии от светодиода установлены  мембраны (3) из светорассеивающего материала. Краями мембраны плотно прилегают к  радиатору, ограничивая прохождение мелких световых пучков, которые могут повлиять на яркость фотографируемого кадра.
Подсветка питается от отдельного блока питания с  напряжением U=3,5В и с током I=1,1 А.
 

Рисунок 5 –  Устройство подсветки
 
2.1.3 Камера

Был проведён анализ существующих на рынке web-камер и исходя из поставленной задачи была выбрана камера  Canyon CNR-WCAM413 (рис.6).

Поскольку она  отвечает следующим требованиям
- имеет возможность  управления процессом съёмки  от ЭВМ;
- обладает вариофокальным объективом.
- Имеет разрешающую  способность позволяющую с легкостью  распознавать любой элемент кадра  пленки.
(информация  взята из [6].)
Данная камера позволяет фиксировать фокусное расстояние, что обеспечивает высокую  скорость фотографирования и удобство работы.
Камера оборудована 1.3-мегапиксельной CMOS матрицей для фото с  разрешением 1024х768.
 

Рисунок 6 –  Камера стенда
 
Съемка производится с использованием стандартного программного обеспечения Microsoft Windows XP. Яркость, цветность, гамма и другие параметры изображения регулируются в стандартной программе для веб-камеры.
Прилагаемое к web-камере программное обеспечение не предполагает её работу в автоматическом режиме фотосъёмки – необходимо «ручное» нажатие на специальную кнопку на самой web-камере, или на клавиатуре компьютера. Поэтому потребовалась разработка специального ПО.
 
 
 
 
 
 
 
2.2 Программная часть
 
В свою очередь  программная часть стенда разделяется  на 3 программных комплекса:
    Автоматическая съемка;
    Автоматическая перемотка пленки;
    Распознавание и корреляционный анализ изображения на пленке.
Рассмотрим  каждый из них подробно:
2.2.1 Автоматическая съемка
На первом этапе  перехода от ручного метода к автоматизированному, было принято решение, вместо обычного фотоаппарата с автономной памятью, производить съемку с запоминанием на компьютер.
Причиной такого перехода являлось то, что с помощью  компьютера можно значительно быстрее  производить пересъемку кадров. Кроме  того, на многих веб-камерах можно  вручную настраивать фокус линз объектива, что способствовало более быстрому процессу пересъемки, так как бытовой фотоаппарат зачастую не рассчитан на макросъемку, и порой достаточно сложно добиться требуемого значения фокуса на камере.
Съемка производится с использованием стандартного программного обеспечения Microsoft Windows XP.
 В результате  внедрения этого метода, оказалось,  что для процесса оцифровки  требуется как минимум два  человека (один нажимает на клавишу  съемки на компьютере, а другой  перетаскивает пленку на следующий  кадр).
Таким образом, было принято решение автоматизировать процесс съемки, чтобы освободить оператора, который, нажимал на клавишу съемки.
Программная часть, для  стенда создавалась в среде AutoHotkey, посредством написания скрипта. Скрипт – это сценарий, представляющий собой простой текстовый файл, который приводится в рабочий вид программой AutoHotkey. С помощью неё можно написать сценарий выполнения любых действий на компьютере, можно сымитировать нажатие клавиш, движение курсора и прочее. Сценарий выполняет свои команды последовательно сверху вниз с момента его запуска.
Алгоритм программы  автоматической съемки приведен на рисунке 7. Суть его заключается в имитации многократного нажатия клавиши  съемки, причем период между нажатиями  должен составлять несколько секунд (время на перемотку кадра).
 

Рисунок 7 – Алгоритм программной части
 
После запуска, программа  наводит курсор в область экрана, в которой находится клавиша  съемки. После этого производится имитация нажатия. Далее указывается  задержка для времени на перемотку  кадра. После, программа начинает свое выполнение с начала, то есть с момента начала сценария. Остановить выполнение сценария можно вручную, нажав клавишу остановки программы.
2.2.2 Автоматическая  перемотка пленки
 
Как указывалось  выше, автоматическая перемотка пленки осуществляется с использованием электромеханического мотора, который подключен к компьютеру посредством специальной управляющей схемы и LPT-порта.
 
Для перемотки  пленки, компьютер должен подавать управляющий импульс на схему, которая  при приходе импульса на её вход, замыкает мотор (подключенный одним контактом к источнику питания), с нулевой фазой. Этот управляющий импульс нужно подать через параллельный LPT-порт на схему. Для подачи управляющего сигнала используется специальная программа, разработанная для управления LPT-портом, которая называется WndLPT (интерфейс программы приведен на рисунке 8).
Программа управляет  выходами LPT порта компьютера в соответствии с заранее заданным сценарием. С  помощью неё можно также включать и выключать подачу сигнала вручную.
 

Рисунок 8 –  Интерфейс программы WndLPT
 
 К сожалению,  с помощью этой программы невозможно  написать скрипт, который будет  управлять включением или выключением  сигнала с выхода порта, поэтому  сам сценарий хода программы  потребуется написать с использованием упомянутой выше программы «AutoHotkey». Автоматическая перемотка (включение и выключение мотора) пленки будет осуществлена по написанному сценарию, в зависимости от того, когда требуется включить устройство перемотки.
Выбор момента  будет неразделимо работать с программой, обеспечивающей распознавание изображения.
Стоит заметить что использование LPT-порта при построении макета устройства оцифровки данных с кинопленки, не случайно.  Параллельный порт  LPT, в отличии от других выводных шин компьютера (таких как USB или COM-порт и т.д.) имеет достаточно простую схему управления.
LPT-интерфейс (в классификации Института Инженеров Электротехнической и электронной промышленности именуется как IEEE-1284 ) предназначался как порт симплексной передачи сигналов, то есть от компьютера к внешнему устройству.  Параллельный  порт  легко управляется из прикладной оболочки Windows, и не требует обращения к более низким уровням архитектуры ПЭВМ. Сложностью является лишь выбор номера порта, к которому подключено устройство, но с помощью ПО Windows, эта трудность легко разрешима.
2.2.3 Распознавание  и корреляционный анализ изображения  на пленке.
Было отмечено, что особенностью оцифровки данных со станции МАРС является то, что  процесс оцифровки должен быть неотделим от процесса распознавания изображения.
Распознавание изображения целесообразно производить  на основе корреляционного анализа  кадра кинопленки с шаблоном. Но сопоставляя два разных изображения, вычисляя коэффициент корреляции может  потребоваться время. А длительная задержка в процессе оцифровки, снижает коэффициент полезного действия стенда.
 Альтернативой,  которая позволит сэкономить  время на распознание, является  распознание изображения по фрагментам (точкам), которые встречаются на  каждом из кадров, в определенной последовательности.
Во время  перемотки, веб-камера будет анализировать  изображение пленки. В момент когда  в поле зрения Web-камеры будет необходимый для пересъемки фрагмент изображения,  перематывание останавливается. Следующий шаг - съемка изображения кадра, после чего шаговый двигатель запускается на перемотку.
 Анализ пленки  будет проводиться по структуре  изображения кадра. 
На рисунке 9, изображен фрагмент кадра пленки. Суть метода предварительного распознавания  и корреляционного сопоставления заключается в определении суммарной яркости участка изображения.
Например, на рисунке 9, прямоугольниками отмечены участки  кадра, суммарная яркость которых  более темная, чем суммарная яркость  других фрагментов изображения, или  всего изображения.

 
Рисунок 9 –  Фрагмент кадра изображения, с отмеченными  областями распознавания суммарной  яркости.
 
Суть заключается  в том, что практически на каждом из кадров, на всех мотках пленки, эта  суммарная яркость будет приблизительно одинакова в отмеченных областях, так как и структура кадров сравнительно одинакова.
Определение суммарной  яркости участков изображения, реализуется  при помощи программы «AutoHotkey».
В момент, когда  программа распознавания определит, что суммарная яркость всех фрагментов изображения камеры соответствует выше заданного порога темного цвета, кадр автоматически переснимается, и дается команда двигателю, который производит движение на небольшое расстояние, и далее изображение снова распознается, если оно не соответствует шаблону, то перемотка включеается дальше, также на фиксированное расстояние. 
Алгоритм распознавания  и работы автоматизированного стенда для оцифровки данных изображен  на рисунке 10.

Рисунок 10 - Алгоритм распознавания и работы автоматизированного  стенда для оцифровки данных
 
 
 
 
 
 
 
3 РЕЗУЛЬТАТЫ  РАБОТЫ
 
В качестве результата автор считает целесообразным привести фотографии разработанной и созданной  им установки. На рисунке 11 изображены основные аппаратные элементы отвечающие за пересъемку. На рисунке 12 изображен  стенд целиком.

Рисунок 11 –  Фотография готового автоматизированного  стенда (основные аппаратные элементы)
 

Рисунок 12 - Фотография готового автоматизированного стенда 
Основные технические  характеристики.
Напряжение  питания ………………………………………………………..12 В
Потребляемая  мощность …………………………………………………..12 Вт
Производительность  ………………………………………… 1000 кадров в  час
Обслуживающий персонал………………………………………………… 1 чел.
 
Основной целью, которая преследовалась на этапе  создания стенда  - это освобождение обслуживающего персонала от рутинного процесса ручной перемотки и съемки кадров. Благодаря тому, что стенд автоматизированный, оператор теперь, может заниматься своими делами, лишь только наблюдая, чтобы в процессе съемки не было сбоев, и периодически меняя отработанный рулон на еще не отработанный.
Создание стенда позволит с большей точностью  и с высокой скоростью оцифровать все данные с кинопленок со станции  МАРС, это позволит ученым в скором  времени работать с цифровыми  данными, что облегчит расчеты.
Структурные элементы, из которых состоит установка в основном не дорогие, а это значит что разработка стенда стоит в десятки раз дешевле нежели покупка пленочного сканера. При этом пленочный сканер работает по вшитому в него алгоритму, а стенд можно настраивать под различные режимы работы только благодаря тому, что все управление обеспечивается компьютером.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
 
    И. Е. Антипов, Е. Ю. Бондарь, Н. О. Сорох, О. А. Соляник – Автоматизированный алгоритм распознавания и анализа метеорных АВХ. // Ра
    и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.