Спосіб формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні і переносний портативний пристрій для його реалізації

Номер патенту: 58418

Опубліковано: 15.07.2003

Автор: Лях Володимир Михайлович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, заснований на освітленні кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт, оптичним випромінюванням, реєстрації відбитого світлового потоку, перетворенні його в електричний сигнал, порівнянні отриманого зображення з еталонним зображенням кодової графічної інформації, який відрізняється тим, що при реєстрації відбитий світловий потік фільтрують, виділяють частину спектра інфрачервоного випромінювання, фокусують виділене інфрачервоне випромінювання, перетворений електричний сигнал перетворюють у відеосигнал, отримують зображення кодової графічної інформації, після порівняння його з еталонним зображенням, роблять висновок про дійсність досліджуваного об'єкта, причому  як оптичне випромінювання  застосовують інфрачервоне випромінювання.

2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що освітлення інфрачервоним випромінюванням і реєстрацію відбитого світлового потоку здійснюють в одній площині і на однаковій відстані від досліджуваного об'єкта.

3. Переносний портативний пристрій формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, що містить N інфрачервоних випромінювачів, блок обробки і перетворення оптичного сигналу, вихід якого з'єднаний з входом блока візуального контролю, який відрізняється тим, що в нього введені блок автономного живлення, оптична система, що містить оптично зв'язані і спектрально сполучені інфрачервоний світлофільтр, об'єктив і світлоприймальну пластину блока обробки і перетворення оптичного сигналу, входом якого вона є, також об'єктив оптично зв'язаний, спектрально сполучений і розташований в одній площині з N інфрачервоними випромінювачами, де N - парне число, шина живлення блока автономного живлення з'єднана з входами живлення N інфрачервоних випромінювачів, блока обробки і перетворення оптичного сигналу, блока візуального контролю, екран якого обладнаний змінним еталоном зображення кодової графічної інформації.

4. Пристрій по п. 3, який відрізняється тим, що діагональ d світлоприймальної пластини блока обробки і перетворення оптичного сигналу і діагональний розмір D кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт, зв'язані співвідношенням:

d:D=1:10;

а відстань S від досліджуваного об'єкта до світлоприймальної пластини блока обробки і перетворення визначається зі співвідношення

,

де:

D - діагональний розмір кодової графічної інформації;

f - фокусна відстань об'єктива;

d - діагональ світлоприймальної пластини блока обробки і перетворення оптичного сигналу.

5. Пристрій по п. 3, який відрізняється тим, що N інфрачервоних випромінювачів розташовані на одній платі.

6. Пристрій по п. 3, п. 5, який відрізняється тим, що плата інфрачервоних випромінювачів, інфрачервоний світлофільтр, об'єктив, блок обробки і перетворення оптичного сигналу, конструктивно розташовані в одному корпусі.

7. Пристрій по п. 6, який відрізняється тим, що корпус виконаний із силуміну.

Текст

1 Спосіб формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, заснований на освітленні кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт, оптичним випромінюванням, реєстрації відбитого світлового потоку, перетворенні його в електричний сигнал, порівнянні отриманого зображення з еталонним зображенням кодової графічної інформації, який відрізняється тим, що при реєстрації відбитий світловий потік фільтрують, виділяють частину спектра інфрачервоного випромінювання, фокусують виділене інфрачервоне випромінювання, перетворений електричний сигнал перетворюють у відеосигнал, отримують зображення кодової графічної інформації, після порівняння його з еталонним зображенням, роблять висновок про ДІЙСНІСТЬ досліджуваного об'єкта, причому як оптичне випромінювання застосовують інфрачервоне випромінювання 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що освітлення інфрачервоним випромінюванням і реєстрацію відбитого світлового потоку здійснюють в одній площині і на однаковій відстані від досліджуваного об'єкта 3 Переносний портативний пристрій формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, що містить N інфрачервоних випромінювачів, блок обробки і перетворення оптичного сигналу, вихід якого з'єднаний з входом блока візуального контролю, який відрізняється тим, що в нього введені блок автономного живлення, оптична система, що містить оптично зв'язані і спектрально сполучені інфрачервоний світлофільтр, об'єктив і світлоприймальну пластину блока обробки і перетворення оптичного сигналу, входом якого вона є, також об'єктив оптично зв'язаний, спектрально сполучений і розташований в одній площині з N інфрачервоними випромінювачами, де N - парне число, шина живлення блока автономного живлення з'єднана з входами живлення N інфрачервоних випромінювачів, блока обробки і перетворення оптичного сигналу, блока візуального контролю, екран якого обладнаний змінним еталоном зображення кодової графічної інформації 4 Пристрій по п 3, який відрізняється тим, що діагональ d світлоприймальної пластини блока обробки і перетворення оптичного сигналу і діагональний розмір D кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт, зв'язані співвідношенням d D=1 10, а відстань S від досліджуваного об'єкта до світлоприймальної пластини блока обробки і перетворення визначається зі співвідношення D-f S= d Де D - діагональний розмір кодової графічної інформації, f - фокусна відстань об'єктива, d - діагональ світлоприймальної пластини блока обробки і перетворення оптичного сигналу 5 Пристрій по п 3, який відрізняється тим, що N інфрачервоних випромінювачів розташовані на одній платі 6 Пристрій по п 3, п 5, який відрізняється тим, що плата інфрачервоних випромінювачів, інфрачервоний світлофільтр, об'єктив, блок обробки і перетворення оптичного сигналу, конструктивно розташовані в одному корпусі 7 Пристрій по п 6, який відрізняється тим, що корпус виконаний із силуміну 00 5 00 ю 58418 Винахід відноситься до оптоелектронних засобів обробки і відображення інформації і може бути використаний в системах захисту й ідентифікації достовірності документів, виробів Відомий спосіб ідентифікації жетона зі світлопроникного матеріалу з люмінофором і пристрій для його релізацм (пат РФ №2032216, С06ДО7/12, G07F5/00, 3/02, 1995р) Відомий спосіб ідентифікації жетона заснований на реєстрації випромінювання збудженого люмінофора при опроміненні лицьової поверхні жетона світловим потоком і порівнянні інтенсивності випромінювання з заданим значенням, причому випромінювання збудженого люмінофора реєструють з торцевої поверхні дископодібного жетона при рівномірному опроміненні його лицьової поверхні світловим потоком Пристрій для здійснення даного способу містить джерело випромінювання, обладнане відбивачем світлового потоку, перший і другий фотоприймачі, перший і другий пороговий елементи, формувач керуючих сигналів Недоліком даного способу є простота, виявлення люмінофора за допомогою ультрафіолетового випромінювача, унаслідок чого він не може бути ефективно використаний у системах захисту й ідентифікації достовірності документів, а недоліком пристрою є його великі габарити і вага Відома також інфрачервона система відображення і розпізнавання образів (пат США №5351303, G06K9/00, 1994р) Дана система містить інтегральну схему з ПЗЗ-матрицею для детектування інфрачервоної енергії, що виходить від досліджуваного об'єкта До ПЗЗ-матриці підключений керуючий процесор для контролю інтерфейсу ідентифікації і перевірки, з яким з'єднаний відеопроцесор, що посилає на ПЗЗматрицю зразок кожного інфрачервоного сигналу Цей сигнал із ПЗЗ-матриці надходить на перетворюючу схему, що формує масштабоване досліджуване зображення, у блоці порівняння здійснюється зіставлення еталонного зображення з масштабованим зображенням Результатом порівняння є вихідний сигнал, на підставі якого формується висновок про розпізнавання досліджуваного об'єкта Робота даної системи заснована на контактному способі знімання інформації, об'єктом дослідження є біологічний об'єкт, зокрема людина Здійснюється реєстрація інфрачервоного випромінювання, отриманого від великої концентрації нервових закінчень і кровоносних судин Дана система не може бути ефективно використана в системах захисту й ідентифікації достовірності документів, тому що контактний спосіб у цьому випадку дає додаткові перешкоди, що знизять точність формування зображення Дана система є стаціонарною, що також є недоліком Відомий пристрій для зчитування невидимих у звичайних умовах символів (пат США №6168081, G06K 7/10, пріоритет Японії 23 03 98р , 2001 р) На досліджуваний об'єкт наносять символи, невидимі в звичайних умовах, з використанням матеріалу, що має властивості інфрачервоної емісії при нагріванні Функціонування відомого пристрою полягає в наступному Здійснюється реєстрація отриманого інфрачервоного випромінювання, виконуються арифметичні операції з бінарізацією сигналу в умовах порогових значень На підставі даних сигналу виноситься рішення про значення символу Дане технічне рішення застосовується з метою забезпечення скритності й автентичності об'єктів Недоліком відомого технічного рішення є використання нагрівання матеріалу нанесеного символу, невидимого в звичайних умовах, тому що перевищення температурного режиму може привести до зміни фізико-хімічних властивостей матеріалу нанесеного символу і підкладки і, тим самим, спотворити реальне зображення Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб формування ознак при розпізнаванні ієрогліфів (авт св СРСР №1509956, G06K7/00, 1989р) Спосіб полягає в освітленні ієрогліфів оптичним випромінюванням, реєстрації відбитого світлового потоку за допомогою матриці фотоприймачів, перетворенні його в електричні сигнали, сукупність яких є ознаками зображення ієрогліфів Пристрій, що реалізує цей спосіб, містить джерело випромінювання, матрицю фотоприймачів, що робить обробку оптичного сигналу і перетворення його в електричний сигнал, блок порівняння і реєстратор Як джерело випромінювання використане джерело лазерного випромінювання Реєстрація зображення здійснюється за допомогою ЕОМ У прототипі формування ознак ієрогліфів, на основі яких здйснюється їхнє розпізнавання, виконується за рахунок збільшення контрастності проміжного зображення у відбитому СВІТЛІ Даний спосіб і пристрій не можуть бути ефективно використані в системах захисту й ідентифікації достовірності документів, тому що в даному випадку здійснюється зчитування і розпізнавання символів, нанесених звичайним способом В даний час особливу актуальність, як один з аспектів економічної безпеки, набувають засоби захисту документів від різного роду фальсифікацій і підробок, а також технічні засоби експертизи, а саме прилади і пристрої, що дозволяють з високим ступенем ймовірності гарантувати виявлення фальсифікованих документів В основу винаходу покладена задача створення способу формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні і переносного портативного пристрою для його реалізації , що мають високу точність і достовірність формування зображення, нанесеного на досліджуваний об'єкт спеціальними фарбниками Зазначений технічний результат досягається 58418 тим, що в способі формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, заснованому на освітленні кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт спеціальними фарбниками у вигляді символів, знаків, оптичним випромінюванням, реєстрації відбитого від досліджуваного об'єкта світлового потоку, перетворенні його в електричний сигнал, порівнянні отриманого зображення з еталонним зображенням, додатково при реєстрації фільтрують відбитий від досліджуваного об'єкта світловий потік, виділяють частину спектра інфрачервоного випромінювання, фокусують отримане інфрачервоне випромінювання оптичною системою, перетворений електричний сигнал перетворюють у відеосигнал, отримують зображення кодової графічної інформації, після порівняння його з еталонним зображенням роблять висновок про достовірність досліджуваного об'єкта, причому, як оптичне випромінювання, застосовують інфрачервоне випромінювання Освітлення інфрачервоним випромінюванням і реєстрацію відбитого світлового потоку роблять в одній площині і на однаковій відстані від досліджуваного об'єкта Сукупність ВІДМІННИХ ознак способу, що заявляється, дозволяє з високою точністю і достовірністю одержати зображення кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт у вигляді символів, знаків, спеціальними фарбами при опроміненні їх інфрачервоним випромінюванням Зазначений технічний результат досягається тим, що в переносному портативному пристрої, формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, що містить N інфрачервоних випромінювачів, блок обробки і перетворення оптичного сигналу, вихід якого з'єднаний із входом блоку візуального контролю, введеш блок автономного живлення і оптична система, що містить оптично зв'язані і спектрально сполучені інфрачервоний світлофільтр, об'єктив і світлоприймальну пластину блоку обробки і перетворення оптичного сигналу, входом якого вона є, також об'єктив, оптично зв'язаний, спектрально сполучений і розміщений в одній площині з N інфрачервоними випромінювачами, де N-парне число, шина живлення блоку автономного живлення з'єднана з входами живлення N інфрачервоних випромінювачів блоку обробки і перетворення оптичного сигналу, блоку візуального контролю, екран якого обладнаний змінним еталоном зображення кодової графічної інформації Діагональ d світлоприймальної пластини блоку обробки і перетворення оптичного сигналу і діагональний розмір D кодової графічної інформації, нанесеної на досліджуваний об'єкт, зв'язані співвідношенням d D=1 10, а відстань S від досліджуваного об'єкта до світлоприймальної пластини блоку обробки і перетворення оптичного сигналу визначається зі співвідношення S=Df/d де D - діагональний розмір кодової графічної інформації, f - фокусна відстань об'єктива, d - діагональ світлоприймальної пластини блоку обробки і перетворення оптичного сигналу N інфрачервоних випромінювачів розташовані на одній платі Плата інфрачервоних випромінювачів, світлофільтр, об'єктив, блок обробки і перетворення оптичного сигналу конструктивно розташовані в одному корпусі, причому корпус виконаний із силуміну Сукупність ВІДМІННИХ ознак, заявленного пристрою дозволяє підвищити точність і достовірність формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні, що дозволяє використовувати його в системах захисту й ідентифікації об'єктів, а саме документів, з метою встановлення їхньої достовірності На фіг 1 приведена структурна схема пристрою, що заявляється На фіг 2 приведені геометричні розміри світлоприймальної пластини блоку обробки і перетворення оптичного сигналу, як приклад конкретного виконання На фіг 3 приведена графічна ілюстрація розрахунку оптимальної відстані від досліджуваного об'єкта до світлоприймальної пластини блоку обробки і перетворення оптичного сигналу На фіг 4 приведений загальний вигляд конструктивного виконання корпуса, як приклад конкретної реалізації Переносний портативний пристрій формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні (фіг 1) містить шість інфрачервоних випромінювачів 1 6, світлофільтр 7, об'єктив 8, блок 9 обробки і перетворення оптичного сигналу, блок 10 візуального контролю, блок 11 автономного живлення, світлоприймальну пластину 12 блоку 9 обробки і перетворення оптичного сигналу Інфрачервоні випромінювачі 1 6 розташовані на одній платі, оптачно зв'язані і спектрально сполучені з інфрачервоним світлофільтром 7, об'єктивом 8, світлоприймальної пластиною 12 блоку 9 обробки і перетворення оптичного сигналу, що є його входом, а вихід блоку 9 з'єднаний із входом блоку 10 візуального контролю, шина живлення блоку 11 автономного живлення з'єднана з входами живлення інфрачервоних випромінювачів, 1 6, блоку 9 обробки і перетворення оптичного сигналу і блоку 10 візуального контролю, також інфрачервоні випромінювачі 1 6 і об'єктив 8 розташовані в одній площині Особливості способу формування, що заявляється, зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні й особливості пристрою, що реалізує даний спосіб, полягають у наступному Блок обробки і перетворення оптичного сигналу реалізовано на ПЗЗ-матриці При побудові оптичної системи автор використовував алогабаритний, короткофокусний, 58418 з мінімальним робочим відрізком, світлосильний об'єктив, що для малих геометричних розмірів світлоприймальної пластини (від 3 до 5 мм) ПЗЗматриці, є довгофокусним, з малим кутом зору, що дозволило одержати наступні переваги 1 Звести до мінімуму перспективні спотворення - дисторсію, кому, астигматизм 2 Одержати оптимальну відстань до досліджуваного об'єкта в межах 10-1 Зсм, що забезпечує режим макрозйомки(фіг 3) За рахунок цього знижується потужність використовуваних інфрачервоних випромінювачів, що дає можливість застосувати малопотужні випромінюючі інфрачервоні діоди Це дуже важливо в умовах обмеженого енергоресурсу Корпус (фіг 4) виконаний у формі паралелепіпеда, на передній панелі якого розташовані отвори для випромінюючих інфрачервоних ДІОДІВ і оптично сполучених інфрачервоного світлофільтра й об'єктива, має вхід живлення, за допомогою якого подається живлення на випромінюючі інфрачервоні діоди і блок обробки і перетворення оптичного сигналу, і вихід, що є виходом блоку обробки і перетворення оптичного сигналу Виконання корпусу із силуміну обумовлено теплопровідними властивостями цього матеріалу, що забезпечує необхідний теплообмін між конструктивними елементами оптичної системи Наявність автономного живлення, малі габарити і вага дозволяють використовувати пристрій, що заявляється, як носимий, тоді як ВІТЧИЗНЯНІ пристрої аналогічного призначення являють собою стаціонарні установки (програмно-апаратний комплекс технічної експертизи документів «ПАК-1», матеріали виставки «Безпека-2002», 22-25 жовтня, м Київ) Пристрій працює в такий спосіб Досліджуваний об'єкт опромінюють інфрачервоними променями (з довжиною хвилі ФЇГ.1 8 приблизно ~ 950нм, створюваними інфрачервоними світлодюдами спрямованої дії Кодова графічна інформація, у вигляді символів, знаків, нанесена на досліджуваний об'єкт спеціальними фарбниками, випромінює і/чи поглинає інфрачервоні промені, проводиться реєстрація відбитого світлового потоку, при цьому відбитий від досліджуваного об'єкта світловий потік фільтрується інфрачервоним світлофільтром, виділяється інфрачервоне випромінювання в діапазоні перевипромінювання 970нм, що надходить на короткофокусний об'єктив, він фокусує інфрачервоне випромінювання і направляє його на вхідну світлоприймальну пластину блоку обробки і перетворення оптичного сигналу, у якому використана ПЗЗ-матриця ПЗЗ-матриця проводить перетворення невидимого інфрачервоного випромінювання в електричний сигнал, з наступним перетворенням у відеосигнал Сформований відеосигнал подається на вхід блоку візуального контролю, у якому використаний малогабаритний приймач відеосигналу з високою розділеною здатністю, вібростійкий, маючий можливість одержання реверсивного зображення Екран постачений змінним еталоном зображення досліджуваної кодової графічної інформації За допомогою візуального порівняння отриманого зображення й еталона робиться висновок про достовірність досліджуваного об'єкта На дату подачі заявки на передбачувані винаходи виготовлений дослідний зразок пристрою, що заявляється, що підтверджує життєздатність принципів, покладених в основу способу, що заявляється, і працездатність реалізуючого його пристрою На підставі цього можна зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ способу, що заявляється, і пристрою критерію «промислова застосовність» 10 58418 Фіг. 2 Фіг. З ботв.05 010 о 55. Фіг. 4 Комп'ютерна верстка О В Кураєв Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for graphically displaying a product protection code by using infrared radiation and a device for the realization of the method

Назва патенту російською

Способ графического отображения защитного кода изделия с помощю инфракрасного излучения и устройство для осуществления способа

МПК / Мітки

МПК: G06K 7/10, G06T 3/00, G06K 7/12

Мітки: формування, спосіб, кодової, зображення, графічної, діапазоні, інформації, реалізації, інфрачервоному, портативний, пристрій, переносний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-58418-sposib-formuvannya-zobrazhennya-kodovo-grafichno-informaci-v-infrachervonomu-diapazoni-i-perenosnijj-portativnijj-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб формування зображення кодової графічної інформації в інфрачервоному діапазоні і переносний портативний пристрій для його реалізації</a>

Подібні патенти