УСТРОЙСТВО ОПОЗНАВАНИЯ ПОДЛИННИКА ЖИВОПИСИ
DEVICE FOR IDENTIFICATION OF PAINTING ORIGINAL

Изобретение относится к аппаратным средствам опознавания подлинников произведений живописи и может быть использовано для получения кодов оригиналов живописи.
Технический прототип при поиске не обнаружен. Техническим результатом является осуществление опознавания подлинника произведения живописи сравнением кода оригинала с кодом произведения живописи, претендующим на оригинал.
Сущность изобретения в том, что устройство опознавания подлинника живописи выполняется в составе устройства кодирования, блока опознавания, блока энергонезависимой памяти и источника света с соответствующим реле времени.
к
с
д
6
Устройство опознавания подлинника живописи на фиг.1, накопитель кодов кадра на фиг.2, блок регистров на фиг.3, 4, блок сравнения на фиг.5, общий вид одного элемента матрицы и его вид сверху на фиг.6, излучающая ячейка на фиг.7, 8, расположение элементов матрицы в экране на фиг.9, опознавание произведения живописи на фиг.10. Устройство опознавания подлинника живописи содержит /фиг.1/ устройство кодирования, блок 2 опознавания, блок 3 энергонезависимой памяти, представляемой тремя модулями флэшь-памяти, и источник света 43 с реле 44 времени /фиг.10/. Устройство 1 кодирования включает /фиг.1/ фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/, включающий соответствующий объектив 4, матрицу 5 приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ из трехслойного КМОП-датчика [1 с.832], фоточувствительная сторона которой расположена в фокальной плоскости объектива 4, оптическое разрешение матрицы ПЗИ 1600×1000 строк /вариант/, первый-третий выходы ее подключены к входам предварительных усилителей ФЭП соответственно 6, 7, 8. Устройство 1 кодирования включает синтезатор 9 частот, первый 10 и второй 11 ключи, управляющие входы которых объединены и подключены к первому U выходу синтезатора 9 частот, второй выход U/1 кГц/ которого подключен к сигнальному входу первого ключа 10, третий выход U /1,6 МГц/ подключен к сигнальному входу второго ключа 11, включает три идентичных аналого-цифровых преобразователя /АЦП/ 12, 13, 14, три идентичных накопителя 15, 16, 17 кодов кадра, три идентичных блока 18, 19, 20 импульсных усилителя, каждый содержит импульсных усилителей по числу строк 1000, числу отсчетов в строке 1600 и числу разрядов в коде 8, всего 12,8×10 штук, и включает плоскопанельный экран 21.
1-8
1-8
1-8
Блок 2 опознавания включает /фиг.1/ три идентичных блока 22, 23, 24 сравнения, каждый из которых содержит /фиг.5/ первый регистр 40, первый-восьмой входы которого подключены к первому-восьмому выходам своего АЦП, второй регистр 41, первый-восьмой входы которого подключены через разъемные соединители к первому-восьмому выходам соответствующего выхода блока 3, и с первого по восьмой логические элементы 42 в составе И-НЕ1-НЕ2-НЕ3, первые входы логических элементов 42 подключены к выходам первого-восьмого разрядов регистра 40, вторые их входы подключены к выходам первого-восьмого разрядов регистра 41 /фиг.5/, а выходы логических элементов 42являются первым-восьмым выходами блока 22 /23, 24/ сравнения.
6
Блок 2 опознавания включает /фиг.1/ три накопителя 25, 26, 27 кодов кадра, идентичные блокам 15-17, три блока 28, 29, 30 импульсных усилителей, в каждом по 12,8×10 импульсных усилителей /1000×1600×8/, и плоскопанельный экран 31. Состояние регистров 40, 41 в блоках 22, 23, 24 сравнения в таблице 1.
Таблица 1
Выход разряда регистра 40, опознаваемый код
Выход разряда регистра 41, код подлинника
Выход логического элемента 42
Результат опознания.
1
1
0 /И→НЕ1/
да
0
0
0 /НЕ2→НЕ1/
да
1
0
1 /НЕ2→НЕ1/
нет
0
1
1 /НЕ3→HEl/
нет
д
1-1000
1-1000
к
1
выд
1-1000
д
1-1000
1000
1-8
1-8
от
от
з
от
2
1-1000
6
Блок 3 энергонезависимой памяти включает три идентичных модуля 32, 33, 34 флэшь-памяти. Информационными входами модулей флэшь-памяти являются первый-восьмой входы 1, 2, 3 входов блока 3, подключенные через разъемные соединители к первому-восьмому выходам АЦП соответственно 12, 13, 14, управляющие входы U модулей флэшь-памяти подключаются через разъемные соединители и через включатель SA1 к третьему выходу синтезатора 9 частот. Выходы модулей флэшь-памяти 32, 33, 34 через разъемные соединения подключаются к 1, 2, 3 входам блоков 22, 23, 24 сравнения. При кодировании подлинника во флешь-память 32 за кадр поступают 1,6 Мбайт /1000×1600/ 8-и разрядных кодов видеосигналов R с АЦП 12 во флэшь-память 33 поступают 1,6 Мбайт кодов видеосигналов G с АЦП 13, во флэшь-память 34 поступают 1,6 Мбайт кодов, видеосигнала B с АЦП 14. При кодировании картины живописи она освечивается источником 43 света /фиг.10/. Спектр излучения источника 43 света содержит семь основных цветов, т.е. спектр близок к спектру солнечного света, лучший вариант - солнечное облучение картины. Источник 43 света запитывается через реле 44 времени, работающее в режиме "постоянно" или в режиме "один кадр" и подключено через включатель SA4 к пятому выходу синтезатора 9 частот /фиг.1/. Накопители 15 - 17 и 25 - 27 кодов кадра идентичны, каждый включает /фиг.2/ блоки 35 регистров по числу строк в кадре. Информационным входом являются поразрядно объединенные первый-восьмой входы блоков 35 регистров. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U первого блока 35 регистров, вторым - объединенные вторые управляющие входы U 100 Гц блоков 35 регистров, третьим - объединенные третьи управляющие входы U 1,6 МГц блоков регистров 35. Каждый управляющий выход предыдущего блока 35 регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока 35 регистров. Управляющий выход последнего блока 35 регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков 35 регистров /фиг.2/. Выходами накопителя кодов кадра 15 являются выходы всех блоков 35 регистров, всего выходов 12,8×10/1600×8×1000/. Блоки 35 регистров идентичны, каждый содержит /фиг.3, 4/ первый 36, второй 37 ключи, распределитель 38 импульсов и восемь регистров 39, каждый из 1600 разрядов по числу отсчетов в строке. Информационными первым-восьмым входами блока 35 являются поразрядно объединенные через диоды третьи входы разрядов регистров 39. Выходами являются ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ выходы всех разрядов восьми регистров 39, которых 12800 /1600×8/, выход каждого разряда подключен и к своему третьему входу после диода. Управляющими входами блока 35 являются: первым - первый управляющий вход U первого ключа 36, вторым - сигнальный вход ключа 37, третьим - сигнальный вход ключа 36, четвертым - управляющий вход U второго ключа 37. Выход ключа 36 подключен к входу распределителя 38 импульсов, выходы которого, начиная с первого, подключены последовательно к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно восьми регистрам 39, последний 1600 выход подключен к второму управляющему U входу ключа 36 и к первому управляющему входу U ключа 36 в следующем блоке 35 регистров. Емкость накопителя кодов 15-17 /25-27/ кадра составляет 1,6 Мбайт. Получение кода картины выполняется за один кадр /1 сек./. Для воспроизведения изображения на экране 21 длительное время сигналы кодов кадра в блоках 35 регистров /фиг.3, 4/ сохраняются до выключения питания в устройстве 1 кодирования.
1-8
1-8
1-8
1
6
Сохранение кодов в регистрах 39 выполняется возвращением сигналов при выдаче из регистров 39 вновь в свой разряд, для этого выхода разрядов подключены к третьим входам их после диодов, которые предохраняют от смешивания сигналов. Плоскопанельные экраны 21 и 31 выполнены идентично, каждый содержит элементы матрицы 1,6×10пикселов /1600×1000/. Каждый элемент матрицы формирует пиксел тремя излучающими ячейками, излучающие базовые цвета R, G, B. Общий вид элемента матрицы и его вид сверху на фиг.6 и включает непрозрачный корпус 45 соответствующей формы, объединяющий три излучающие ячейки 46, 47, 48. Левая ячейка 46 излучает красный R цвет, верхняя 47 излучает зеленый G цвет, нижняя правая 48 излучает синий B цвет. Каждая излучающая ячейка содержит /фиг.7, 8/ в переднем торце корпуса 45 микролинзу 49, выполняющую роль микрообъектива, в выходном торце корпуса закреплен цветной светофильтр 50 одного из базовых цветов, между микролинзой 49 и цветным светофильтром 50 расположена диафрагма 51, имеющая цилиндрический корпус 52 с восемью прорезями, в которых расположены восемь нейтральных микросветофильтров 53, прикрепленные к своим микропьезоэлементам 54 с двумя управляющими входами. Первые торцы микропьезоэлементов 54 с двумя управляющими входами жестко закреплены в корпусе элемента матрицы 45, к вторым свободным концам микропьезоэлементов 54 прикреплены нейтральные микросветофильтры 53, которые в отсутствие управляющих импульсов с блоков 18-20 /20-30/ полностью перекрывают поток излучения от микролинзы 49. Излучающие ячейки работают идентично. Принцип их действия основан на том, что каждый нейтральный микросветофильтр 53 ослабляет поток излучения соответственно весу своего разряда в коде, коэффициенты ослабления приведены в таблице 2. Значения коэффициентов ослабления соответствуют принципу двоичного кода. Микросветофильтры 53 расположены друг за другом по оптической оси микролинзы 49 в порядке уменьшения значений коэффициентов ослабления, нейтральный микросветофильтр 53 с наибольшим коэффициентом расположен первым от микролинзы 49 /фиг.7/. Излучение от источников облучения /подсветки/ сверхяркими светодиодами белого свечения микролинзой 49 направляется сквозь нейтральные микросветофильтры на цветной светофильтр 50 /фиг.7/, придающий излучению соответствующий цвет.
Таблица 2
Номер разряда
Вес разряда в коде
Коэффициент ослабления
1 старший
2<sup>7 </sup>/128/
0.5
50%
2
2<sup>6 </sup>/64/
0,25
25%
3
2<sup>5 </sup>/32/
0,125
-
4
2<sup>4 </sup>/16/
0,0625
-
5
2<sup>3 </sup>/8/
0,03125
-
6
2<sup>2 </sup>/4/
0,015625
-
7
2<sup>1 </sup>/2/
0,0078
0,78%
8
2<sup>0 </sup>/1/
0,0039
0.39%
1-8
1-8
Входы микропьезоэлементов 54 являются управляющими входами элемента матрицы и подключены к выходам соответствующих импульсных усилителей 18-20 /28-30/. В отсутствие управляющих импульсов /сигналов единиц кода/ микропьезоэлементы 54 находятся в ненапряженном состоянии, все микросветофильтры 53 расположены по оси микролинзы и полностью перекрывают поток излучения. При поступлении управляющего сигнала на микропьезоэлемент 54 его свободный конец изгибается и выводит свой нейтральный микросветофильтр 53 из потока излучения на длительность управляющего импульса 10 мс, чтобы он не перекрывал поток, что соответствует единице в разряде кода, не выведенный из потока микросветофильтр 53 соответствует нулю в разряде кода. При поступлении кода из одних единиц 11111111 из потока выводятся все микросветофильтры 53: из ячейки идет максимальное излучение. При поступлении разных кодов из потока излучения выводятся нейтральные микросветофильтры 53, соответствующие единицам в разрядах кода.
выд
В качестве микропьезоэлементов 54 применяются трубчатые пьезоэлементы, работающие на изгиб, прочные и надежные для длительной работы [2 с.27]. Элементы излучающих ячеек выполняются максимально миниатюрными для получения элементов матриц размером 2×2 мм. Излучающие ячейки изготавливаются отдельно и объединяются в корпусе 45 /фиг.6/, а из элементов матрицы набирается экран /фиг.9/. Излучающие ячейки выполняют преобразование "код-яркость излучения". Излучение трех ячеек формирует пиксел яркостью и цветовым тоном соответственно трем кодам R, G, B. Облучение /подсветка/ микролинз 49 элементов матрицы выполняется светодиодами белого свечения, расположенными в соответствующем количестве и в соответствующем порядке на тыльной стороне внутри корпусов экранов 21, 31 таким образом, что каждый светодиод облучает несколько элементов матрицы. Синтезатор 9 частот выдает /фиг.1/ с первого выхода импульсы 1 Гц на открытие ключей 10, 11 на длительность 1 секунды, со второго выхода выдает импульсы 1 кГц частоты строк для считывания сигналов пикселов по строкам, с третьего выхода импульсы 1,6 МГц для считывания сигналов пикселов в строке, с четвертого выхода выдает сигналы U 100 Гц для выдачи кодов из накопителей 15-17 и 25-27 кодов и с пятого выхода импульс длительностью 1 секунда через включатель SA4 в реле 44 времени.
Формирование кода подлинника произведения живописи.
к
Оригинал картины устанавливается в подготовленное место /фиг.10/ в поле зрения объектива 4. Включается питание устройства 1 кодирования, включается включатель SA2 /фиг.1/, включателем SA5 включается источник 43 света в режим "постоянно" /фиг.10/. Сигнал U открывает ключи 10, 11, импульсы дискретизации 1,6 МГц считывают видеосигналы R, G, B пикселов, которые поступают в предварительные усилители 6, 7, 8. АЦП 12, 13, 14 преобразуют видеосигналы в 8-и разрядные коды, поступающие в накопители кодов 15-17, в которых за первый период кадра сосредотачиваются коды кадра. По окончании кадра коды с частотой 100 Гц выдаются в импульсные усилители блоков 18, 19, 20, где сигналы формируются по амплитуде и длительностью 10 мс и поступают в излучающие ячейки экрана 21, на экране 21 появляется изображение картины, которое объективом 4 выводится на максимальную резкость. Включатель SA5 выключается, источник 43 света обесточивается /фиг.10/, выключается питание устройства 1 кодирования. Первый-третий входы блока 3 /фиг.1/ через гнезда разъмных соединений подключаются к первому-третьему выходам устройства 1 кодирования, включается SA1. Реле времени 44 /фиг.10/ имеет два режима работы: первый режим "постоянно" включает источник 43 света на длительное освечивание картины, второй режим "один кадр" включает источник 43 на одну секунду, т.е. на один кадр. Включается питание устройства 1 кодирования, оператор включает SA4, в реле 44 поступает сигнал 1 Гц, источник 43 света облучает картину одну секунду, в ПЗИ 5 считываются видеосигналы кадра, коды с АЦП 12, 13, 14 поступают во флэшь-памяти 32, 33,34. На экране 21 появляется изображение картины, по которому оператор заключает, что в блоке 3 зарегистрированы коды картины подлинника.
Опознавание картины, претендующей на подлинник.
д
д
д
Проверяемая картина устанавливается на место подлинника /фиг.10/. Включаются SA2, питание устройства 1 кодирования, источник 43 света включается в режим "постоянно". На экране 21 появляется изображение картины, которое объективом 4 выводится на максимальную резкость. Затем выключается источник 43 света, выключается питание устройства 1 кодирования, первый-третий выходы блока 3 через гнезда разъемных соединений подключаются к первому-третьему входам блока 2 опознания. Управляющие U входы блоков 32, 33, 34 включателем SA1 подключаются к соответствующим выходам разъемных соединений U, управляющие входы блоков 22, 23, 24 подключаются включателем SA3 к третьему выходу синтезатора 9 частот, включается включатель SA2. Реле 44 времени ставится в режим "один кадр". Включается питание устройства 1 кодирования, оператор включает SA4: реле 44 включает источник 43 света на один кадр. АЦП 12, 13, 14 выдают коды, которые поступают в накопители 15-17 кодов кадра и в блоки 22, 23, 24 сравнения в регистры 40 /фиг.5/. Сигналы U поступают на соответствующие входы флэшь-памяти 32, 33, 34 и выдают коды подлинника на входы через разъемные соединения 1-3 блоков 22, 23, 24 сравнения, которые выполняют сравнение кодов R, G, B проверяемой картины с АЦП 12-14 с кодами подлинника с блока 3. Результаты разницы кодов поступают в накопители 25-27 кодов кадра и отображаются на экране 31. При полном совпадении кодов на экране 31 изображение отсутствует, при частичном несовпадении кодов на экране 31 будет искаженное изображение, либо его отрывки, что и будет наблюдаться присутствующими. Заявляемое устройство может быть использовано для проведения цифровой паспортизации подлинников картин в музеях и в частных коллекциях, а поступающие картины проверять на подлинность.
Использованные источники
1. Колесниченко О.В, Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. 5-е изд-е, СПб, 2004, с.832-833.
2. А.Ф.Плонский, В.И.Теаро. Пьезоэлектроника. М., 1979, с.27.
3. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия, 3-е. изд., СПб., 2006, с.415.
4. В.В.Фролов. Язык радиосхем. Изд-е 2-е. М., 1989, с.56 фиг.99 а.