Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу
Показано, що перевага від використання первинних оптоелектронних перетворювачів (ПОЕП) на основі інтегральних МНОН-n-p структур для опрацювання оптичних зображень полягає у можливості проводити опрацювання зображення у момент його сприйняття у самому ПОЕП. Удосконалено теоретичні основи побудови опт...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2009
|
| Назва видання: | Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32210 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу / І.С. Литвин // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2009. — № 1 (17). — С. 21-25. — Бібліогр.: 7 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-32210 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-322102012-04-15T12:12:58Z Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу Литвин, І.С. Методи та системи оптико-електронної і цифрової обробки зображень та сигналів Показано, що перевага від використання первинних оптоелектронних перетворювачів (ПОЕП) на основі інтегральних МНОН-n-p структур для опрацювання оптичних зображень полягає у можливості проводити опрацювання зображення у момент його сприйняття у самому ПОЕП. Удосконалено теоретичні основи побудови оптоелектронних інформаційних пристроїв (ОЕІП) на базі інтегральних МНОН-n-p структур, логічні та алгоритмічні основи організації зв'язків їх функціональних блоків для підвищення інформаційної ефективності ОЕІП на основі подальшого розвитку теоретичних розробок нових принципів побудови ПОЕП з метою забезпечення більш раціонального вибору структурної схеми ОЕІП і їх серійного виробництва за допомогою методів сучасної технології інтегральних мікросхем. Приведено результати експериментальних досліджень ПОЕП, які забезпечують можливість заміни налаштування на виконання функцій щодо опрацювання зображень, одночасно з їх перетворенням, під конкретне завдання у реальному часі у самому ПОЕП, для підвищення ефективності перетворення і попереднього опрацювання зображень в ОЕІП. 2009 Article Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу / І.С. Литвин // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2009. — № 1 (17). — С. 21-25. — Бібліогр.: 7 назв. — укp. 1681-7893 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32210 621.363.6 uk Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Методи та системи оптико-електронної і цифрової обробки зображень та сигналів Методи та системи оптико-електронної і цифрової обробки зображень та сигналів |
| spellingShingle |
Методи та системи оптико-електронної і цифрової обробки зображень та сигналів Методи та системи оптико-електронної і цифрової обробки зображень та сигналів Литвин, І.С. Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології |
| description |
Показано, що перевага від використання первинних оптоелектронних перетворювачів (ПОЕП) на основі інтегральних МНОН-n-p структур для опрацювання оптичних зображень полягає у можливості проводити опрацювання зображення у момент його сприйняття у самому ПОЕП. Удосконалено теоретичні основи побудови оптоелектронних інформаційних пристроїв (ОЕІП) на базі інтегральних МНОН-n-p структур, логічні та алгоритмічні основи організації зв'язків їх функціональних блоків для підвищення інформаційної ефективності ОЕІП на основі подальшого розвитку теоретичних розробок нових принципів побудови ПОЕП з метою забезпечення більш раціонального вибору структурної схеми ОЕІП і їх серійного виробництва за допомогою методів сучасної технології інтегральних мікросхем. Приведено результати експериментальних досліджень ПОЕП, які забезпечують можливість заміни налаштування на виконання функцій щодо опрацювання зображень, одночасно з їх перетворенням, під конкретне завдання у реальному часі у самому ПОЕП, для підвищення ефективності перетворення і попереднього опрацювання зображень в ОЕІП. |
| format |
Article |
| author |
Литвин, І.С. |
| author_facet |
Литвин, І.С. |
| author_sort |
Литвин, І.С. |
| title |
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу |
| title_short |
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу |
| title_full |
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу |
| title_fullStr |
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу |
| title_full_unstemmed |
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу |
| title_sort |
оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Методи та системи оптико-електронної і цифрової обробки зображень та сигналів |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32210 |
| citation_txt |
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої для комп'ютерних інформаційно-вимірювальних систем реального часу / І.С. Литвин // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. — 2009. — № 1 (17). — С. 21-25. — Бібліогр.: 7 назв. — укp. |
| series |
Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології |
| work_keys_str_mv |
AT litvinís optoelektronníinformacijnípristroídlâkompûternihínformacíjnovimírûvalʹnihsistemrealʹnogočasu |
| first_indexed |
2025-07-03T12:44:23Z |
| last_indexed |
2025-07-03T12:44:23Z |
| _version_ |
1836629794442182656 |
| fulltext |
5
УДК 621.363.6
І.C. ЛИТВИН
ОПТОЕЛЕКТРОННІ IНФОРМАЦIЙНІ ПРИСТРОЇ ДЛЯ
КОМП’ЮТЕРНИХ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНИХ
СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ЧАСУ
Тернопільський національний економічний університет,
вул. Львівська, 11, м. Тернопіль, 46004, Україна,
тел.: +380 (352) 436062, Е-mail: lytvyn_igor@inbox.ru
Анотація. Показано, що перевага вiд використання ПОЕП на основі інтегральних МНОН-n-p
структур для опрацювання оптичних зображень полягає у можливості проводити опрацювання
зображення у момент його сприйняття у самому ПОЕП. Удосконалено теоретичні основ побудови
ОЕІП на основі інтегральних МНОН-n-p структур, логічні та алгоритмічні основи організації зв'язків
їх функціональних блоків для підвищення інформаційної ефективності ОЕІП на основі подальшого
розвитку теоретичних розробок нових принципів побудови ПОЕП з метою забезпечення більш
раціонального вибору структурної схеми ОЕІП і їх серійного виробництва методами сучасної
технології інтегральних мікросхем. Приведено результати експериментальних досліджень ПОЕП,
які забезпечують можливість заміни налаштування на виконання функцій по опрацюванню
зображень, одночасно з їх перетворенням, пiд конкретне завдання у реальному часі у самому ПОЕП,
для підвищення ефективності перетворення і попереднього опрацювання зображень в ОЕІП.
Ключові слова: Оптоелектронні iнформацiйні пристрої (ОЕIП), первинні оптоелектронні
перетворювачі (ПОЕП), інтегральні структури метал-нітрид-оксид-напівпровідникова підкладка, що
містить n-p-перехід (МНОН-n-p структури), інформаційна ефективність.
ВСТУП
Оптоелектронні iнформацiйні пристрої (ОЕIП) призначені для перетворення зображень, поданих
за допомогою аналогових або бінарних двомірних оптичних сигналів, в цифрові електричні сигнали і для
їх попереднього опрацювання у комп’ютерних інформаційно-вимірювальних системах (КІВС). При
науково-технічних дослідженнях ОЕІП розглядають, як багатофункціональні програмовані системні
перетворювачі інформації, які залежно від призначення та використання для розв'язування кожної задачі
дозволяють розподіляти етапи алгоритмів перетворення і опрацювання зображень між оптичними,
оптоелектронними, аналоговими електронними, аналого-цифровими і цифровими обчислювальними
електронними блоками. Традиційно проблеми підвищення точності та швидкодії вказаних
функціональних блоків ОЕІП вирішувалися і частково вирішуються тепер за рахунок застосування більш
досконалої елементної бази. Проте за умов, коли можливості електронної технології на певному етапі
вичерпані [1], виникає необхідність удосконалення принципів побудови і методів використання ОЕІП,
визначення оптимальних параметрів і характеристик первинних оптоелектронних перетворювачів
(ПОЕП) таких пристроїв для кожного конкретного завдання (галузі застосування) з метою спрощення
вимог до аналого-цифрових і до цифрових електронних блоків ОЕІП [2]. Відомо що, унiверсальнi ПОЕП
для перетворення зображень на основі пристроїв із зарядовим зв’язком (ПЗЗ) і на основі матриць:
комплементарні структури – метал – оксид – напівпровідник (КМОП) i унiверсальнi комп’ютери не
забезпечують перетворення і попереднього опрацювання зображень в реальному часі, а також потрібної
продуктивності і достовірності опрацювання інформації в комп’ютерних інформаційно-вимірювальних
системах (КІВС). Великий внесок у формування наукових основ створення ПОЕП для опрацювання
зображень однозначно з їх введенням/виведенням зробили дослідження, проведені у Вінницькому
національному технічному університеті під керівництвом професора В.П.Кожем’яко [3]. Огляд і аналіз
результатів проведених у цьому напрямку досліджень показав, що успіхи досліджень нерозривно
пов'язанi з вирішенням задачі підвищення пропускної здатності ПОЕП. Тому велике значення має
І.C. ЛИТВИН, 2009
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
6
апаратна реалiзацiя основних функцій попереднього опрацювання зображень одночасно з їх
перетворенням в ПОЕП нових типів, які можуть виконувати окрім зчитування просторового або часового
розподілу інтенсивності або фази оптичного випромінювання ще і функції, що застосовуються при
попередньому опрацюванні оптичних зображень [4]. Коли на вході ОЕІП є вхідний оптичний сигнал, в
якому тільки частина елементів зображення містить корисну iнформацiю, тоді виникає необхiднiсть
попереднього опрацювання такого сигналу з метою виділення корисної iнформацiї i узгодження
інформаційної ефективності блоків ОЕІП. Тому в даній роботі показана можливість виконання операцій,
котрі використовуються в алгоритмах опрацювання зображень, за допомогою розроблених i досліджених
ПОЕП на основі інтегральних МНОН-n-p структур i здійснена оцінка їх iнформацiйних параметрів -
пропускної здатності i ефективної продуктивності.
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ОЕІП
Вітчизняний та зарубіжний досвід розробок та експлуатації ОЕІП, показує, що для ефективного
опрацювання оптичних зображень в КІВС є актуальним розв’язок задач, пов’язаних з розробкою і
дослідженням нових наукових фізико-технологічних та алгоритмічних основ побудови i нових наукових
пiдходiв до проектування апаратних засобів і програмного забезпечення ОЕІП в напрямку поєднання
досягнень технології інтегральних мікросхем з перевагами оптичних методів перетворення і
опрацювання зображень. Однак відсутність теоретичних основ побудови, методів аналізу і синтезу
апаратних засобів ОЕІП, спеціалізованих для виконання функцій попереднього опрацювання зображень
одночасно з їх перетворенням, не дозволяє суттєво підвищити інформаційну ефективність ОЕІП. У
зв’язку з цим, для вдосконалення теоретичних основ побудови та методів підвищення інформаційної
ефективності ОЕІП, є актуальним розв’язок задач, пов’язаних з розробкою i дослiдженями ПОЕП, в яких
забезпечується можливість заміни налаштування на виконання функцій по опрацюванню i одночасному
перетворенню зображень під конкретне завдання в реальному часі в самому ПОЕП. Це викликає
необхiднiсть розробок i дослідження фоточутливих елементів ПОЕП, які сумiщують функції
перетворення і попереднього опрацювання зображень. Для розв’язку задач, пов’язаних з розробкою i
дослідженнями ПОЕП з розширеними функціональними можливостями для попереднього опрацювання
зображень проведено аналіз відомих методів використання МДН-структур i розроблено принципи
побудови і методи використання оптоелектронних iнформацiйних пристроїв, які можуть виконувати
окрім перетворення оптичного випромінювання в цифрові електричні сигнали ще і операції додавання,
віднімання, перемноження та порогового сприйняття зображень.
У результаті проведеного аналізу розробок і досліджень встановлено, що основна перевага вiд
використання ПОЕП на основі iнтегральних МНОН-n-p структур для опрацювання оптичних зображень
порівняно iз ПОЕП на основі ПЗЗ i МДП-фотодiодiв полягає у можливості проводити опрацювання
зображення в момент його сприйняття в самому ПОЕП. А за рахунок електричного управління при
нагромадженні заряду в діелектрику iнтегральнi МНОН-n-p структури, доповнені електрично
керованими ключами, дозволяють розв’язувати деякі задачі, пов'язанi з опрацюванням аналогових
сигналів при динамічному дiапазонi 40 дБ оптичних і електричних сигналів, що опрацьовуються [5]. Це
дозволяє істотно скоротити ємність оперативних запам'ятовуючих пристроїв i розвантажити канали
введення зображення в КІВС, i отже, істотно зменшити вимоги до швидкодії усіх основних блоків
сполучення КІВС з об'єктами управління, а також реалізовувати нові апаратно-програмні методи для
попереднього опрацювання зображень. Наукова новизна одержаних результатів і положень, полягає у
вдосконаленні теоретичних основ побудови ОЕІП та логічних і алгоритмічних основ організації зв'язків
їх функціональних блоків для підвищення інформаційної ефективності ОЕІП на основі подальшого
розвитку теоретичних розробок нових принципів побудови, аналізу і ситезу апаратних засобів і
оптимізації структури програмного забезпечення ОЕІП, які паралельно і одночасно з перетворенням
оптичного випромінювання виконують ще і операції попереднього опрацювання зображень, з метою
забезпечення більш раціонального вибору структурної схеми ОЕІП і їх серійного виробництва методами
сучасної технології інтегральних мікросхем. Вперше обґрунтовано, запропоновано та розроблено модель
функціонування ОЕІП на основі ПОЕП, які забезпечують можливість заміни налаштування на виконання
функцiй по опрацюванню i одночасному перетворенню зображень пiд конкретне завдання в реальному
часі в самому ПОЕП. Модель дозволяє оптимізувати процес перетворення і опрацювання зображень і
теоретично обґрунтувати структуру відповідних алгоритмів. Виконано теоретичне обґрунтування та
запропоновано принципи створення ОЕІП нових типiв на основі аналізу і синтезу ПОЕП, які
забезпечують можливість заміни налаштування на виконання функцiй по опрацюванню одночасно з
перетворенням зображень пiд конкретне завдання в реальному часі в самому ПОЕП, для підвищеня
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
7
ефективності перетворення і попереднього опрацювання зображень в ОЕІП. Вперше розроблено
імітаційні моделі ПОЕП за допомогою яких одержано аналiтичнi вирази для врахування специфiки
побудови основних технічних параметрів i характеристик ПОЕП на основі оцiнювання і визначення
поточних значень їх інформаційної ефективностi, що дозволяє розширити можливості ПОЕП для
виконання функцій попереднього опрацювання зображень одночасно з їх перетворенням.
Запропоновано, обгрунтовано і розроблено метод синтезу фоточутливих елементів ПОЕП, якi
забезпечують можливість заміни налаштування на виконання функцiй по опрацюванню i одночасному
перетворенню зображень пiд конкретне завдання в реальному часі в самому ПОЕП, за рахунок керування
режимами запису, витирання, зчитування і порівняння зображень в ПОЕП, як оптичними так і
електричними сигналами для створення методології їх реалізації засобами сучасної технології
інтегральних схем. Втановлено, що найбiльшу кiлькiсть енергiї випромiнювання, при виконаннi вказаних
операцій попереднього опрацювання зображень необхiдно для здiйснення функцiї оптичного управлiння
записом iнформацiї в iнтегральнiй МНОН-n-p структурi, при цьому розрахунковий порiг чутливостi при
виконаннi вказаної функції становить величину ~ 10
-6 Дж/см2
, а за експериментально пiдтверджений ~10
-
5
÷10
-4
Дж/см2
[6].
АПРОБАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ
Для практичної апробації результатів теоретичного аналізу інформаційних процесів
запропоновано використати багатофункціональні фоточутливі елементи побудовані на основі
інтегральних структур: метал-нідрид-оксид-напівпровідникова підкладка, яка містить n-р перехід
(МНОН-n-р структур) [5]. Для експериментального дослідження процесів, що протікають в інтегральних
МНОН-n-p структурах під дією оптичних і електричних впливів, перевірки працездатності
функціональних елементів ПОЕП розроблено, досліджено і реалізовано методологічні, алгоритмічні та
програмно-апаратні засоби для побудови системи експериментальних досліджень. Розроблено
автоматизовану експериментальну установку для дослідження інтегральних фоточутливих структур [7,
8], яка дозволяє на першому етапі отримати інформацію про параметри функціональних елементів, які
характеризують їх функціональні властивості і визначають їх працездатність; а на другому етапі -
провести перевірку внутрішніх параметрів в ПОЕП з урахуванням конструктивних особливостей
конкретних варіантів їх виконання і даних про параметри багатофункціональних фоточутливих
елементів, отриманих на першому етапі досліджень.
Типові результати експериментальних досліджень функціональних елементів на основі 6-ти
інтегральних МНОН-n-р структур в режимах функціонування первинного оптоелектронного
перетворювача показано на Рис. 1. Запис інформації здійснювали подачею імпульсів напруги –30 В
тривалістю 50 мкс на спільний напівпрозорий металічний керуючий електрод (Ni) і одночасно
освітлювали вибрану МНОН-n-р структуру імпульсами випромінювання відповідного
напiвпровiдникового лазера 32ЛД–101В (λ=0,85 мкм, середня потужність Р=(10÷15)×10
-3
Вт)
сформованими у "пачки" тривалістю tф =30 мкс (Рис. 1 в)-ж)).
При витиранні інформації на спільний напівпрозорий металічний електрод подавали імпульс
напруги +30 В тривалістю 50 мкс і одночасно відповідну МНОН-n-р структуру освітлювали (тривалість
"пачки" імпульсів випромінювання tф =30 мкс). Для зчитування записаної інформації на напівпрозорий
електрод структури (Ni) подавали імпульси напруги величиною –10 В і послідовно в часі структури
освітлювали (Рис. 1 а). Факт переключення МНОН-n-р структури реєстрували за зміною струму
підзарядки діелектрика тунельно-тонкий оксид (SiO2) - нітрид кремнію (Si3N4) зовнішнім джерелом
напруги (Рис. 1 б), г), е). Після синхронізованої подачі імпульсів напруги негативної полярності з
імпульсами випромінювання (Рис. 1 в) на дві середні структури, фотострум від них суттєво зменшується
(Рис. 1 г). Одночасне освітлення і подача імпульсу напруги +30 В позитивної полярності призводить до
відновлення попереднього значення фотоструму на одній із переключених структур (Рис. 1 е).
В загальному випадку в розробленому ПОЕП можна здiйснювати такi функцiї:
- оптичне управлiння режимами запису чи витирання iнформацiї оптичними діями Е(X1, Y1, t);
- електричне управлiння режимами запису чи витирання iнформацiї електричними діями Vвх
(X1n,Y1m,t);
- паралельне чи послiдовне не руйнуюче оптичне зчитування результатiв опрацювання
зображення оптичними діями Е(X1,Y1,t) чи Е(X1n,Y1m,t);
- паралельне чи послiдовне неруйнуюче електричне зчитування результатiв опрацювання
зображення електричними впливами Vвх(t) чи Vвх(X1n,Y1m,t);
- довготривале зберiгання записаної iнформацiї за рахунок нагромадження зарядiв QN(X1n,Y1m) в
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
8
нiтридi кремнiю функцiональних елементів.
Час виконання рiзноманiтних функцiй в iнтегральних МНОН-n-p структурах iстотно
вiдрiзняються:
- електрично керованi запис i витирання iнформацiї
[ ]с105105
67.
.
.
. ⋅⋅
−−
÷=÷tt
СЗ
ДЕ
СЗ
КЕ
;
- оптично керованi запис i витирання iнформацiї;
[ ]с105105
56.
.
.
. ⋅⋅
−−
÷=÷tt
СЗ
ДO
СЗ
КO
;
- оптичне і електричне зчитування iнформацiї.
[ ]с105105
56
⋅⋅
−−
÷=÷tt
Ч
Д
Ч
К
.
Отже, еквiвалентна пропускна здатнiсть ПОЕП на основi iнтегральних МНОН-n-p структур, при
виконаннi функцiй:
а) оптичного управлiння при паралельному запису i витираннi iнформацiї складає величину:
[ ]сбіт102102
108.
⋅⋅ ÷≈
ΟF
ВЗ ;
б) електричного управлiння при паралельному запису i витиранні iнформацiї
[ ]сбіт102102
119.
⋅⋅ ÷≈
ΕF
ВЗ ;
в) оптичного i електричного паралельного зчитування iнформацiї
[ ]сбіт102102
119
. ⋅⋅ ÷≈
ΕΟF
Ч .
Рис. 1. а) Поперечний переріз ПОЕП на основі багатофункціональних фоточутливих елементів - лінійки
інтегральних МНОН-n-p структур;
б) імпульсна напруга, що подається на структуру при перевірці працездатності ПОЕП за допомогою
розробленої автоматизованої експериментальної установки;
в) – ж) імпульси випромінювання, що подаються на перший функціональний елемент – в), другий – г),
третій – д), четвертий – е), п’ятий – ж);
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
9
з) інформація, яка зчитується з інтегральної МНОН-n-p структури.
В умовах масового використання, пiд час рiшення чiтко визначених завдань опрацювання
зображень, КІВС, в яких використовуються ПОЕП на основi iнтегральних МНОН-n-p структур, можуть
бути вiдповiдним чином оптимiзованi за рахунок пiдвищення експлуатацiйних характеристик ПОЕП i
розробки нових, нетрадицiйних алгоритмiв опрацювання зображень. Зокрема такi перетворювачi можна
застосовувати для виконання операцiй перемноження, додавання i вiднiмання зображень в момент їх
сприйняття. Таким чином, ОЕІП на основі інтегральних МНОН-n-p структур можна ефективно
використовувати при вирішенні широкого класу задач промислової автоматики і систем керування,
пов’язаних із опрацюванням оптичних зображень в реальному часі.
ВИСНОВКИ
Удосконалено методологію проектування ПОЕП і вперше запропоновано, обґрунтовано і розроблено
моделі основних режимів функціонування багатофункціональних фоточутливих елементів для підвищення
інформаційної ефективності ПОЕП за рахунок одночасного і паралельного виконання за один такт, одночасно з
перетворенням зображень, операцій: додавання, віднімання, множення і порогового сприйняття двомірних
зображень безпосередньо в ПОЕП. Моделі дозволяють оптимізувати процес перетворення і опрацювання
зображень і теоретично обґрунтувати структуру відповідних алгоритмів.
Розроблено, створено і експериментально досліджено багатофункціональні фоточутливі
елементи ПОЕП нових типів, якi забезпечують можливість заміни налаштування на виконання функцій
по опрацюванню i одночасному перетворенню зображень пiд конкретне завдання в реальному часі в
самому ПОЕП, котрі використано для підвищення ефективності виконання операцій: перемноження
зображень у видимому діапазоні довжин хвиль ∼ 10
9
÷10
11
операцій/с, додавання і віднімання зображень
∼ 10
8
÷10
10
операцій/с, а також порогове сприйняття зображень ∼ 10
9
÷10
11
операцій/с, одночасно з
перетворенням оптичного зображення безпосередньо в ОЕІП, при пороговій енергії оптичного
випромінювання ∼ 10
-6
Дж/см2
.
Проведено спеціальне фiзико-технологiчне моделювання та спеціальні експериментальні
дослідження ПОЕП, результати яких використано для доведення можливості застосування технологічних
процесів серійних МДП інтегральних схем при виробництві розроблених ПОЕП.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Азаров О.Д. Основи теорії аналого-цифрового перетворення на основі надлишкових позиційних
систем числення [монографія]. /О.Д. Азаров; Вінницький національний технічний університет. –
Вінниця: УНІВЕРСУМ –2004. – 257 с. Бібліогр.: 260 назви та в підрядк. прим - ISBN 966-663-178-4.
2. Кожем’яко В.П., Павлов С.В., Станчук К.І. Оптико-електронні методи та засоби для обробки та
аналізу біомедичних зображень [монографія]. / В.П.Кожем’яко, С.В. Павлов, К.І. Станчук;
Вінницький національний технічний університет // – Вінниця: УНІВЕРСУМ –2006. – 203 с.
Бібліогр.: 187 назви та в підрядк. прим – ISBN 966-641-209-8.
3. Дудикевич В.Б., Литвин І.С. Попередня обробка iнформацiї в ОЕІП / В.Б Дудикевич., І.С.Литвин
// Вісник ДУ «Львівська політехніка» «Автоматика, вимірювання та керування» // Львів. -1998.
№356. - С.54-61. — Бібліогр.: с. 61.
4. Литвин І.С. Інтегральні світлочутливі структури для реєстрації, опрацювання і зберігання даних /
І.С.Литвин // Тези доповідей міжвузівської науково-технічної конференції “Прогресивні
інформаційні технології в науці та освіті ” / Вінниця. – 2007. С.76-81. — Бібліогр.: с. 81.
5. Литвин І.С. Фотоелектричні характеристики і параметри інтегральних МНОН-n-р структур
/І.С.Литвин //Збірник тез доповідей національного університету „Львівська політехніка ” -2007. С. 28.
6. Литвин І.С. Технічне забезпечення для експериментальних досліджень параметрів
функціональних елементів інтегральних оптоелектронних пристроїв /І.С.Литвин // Вісник
національного університету „Львівська політехніка ” - „Вимірювальна техніка та метрологія ”. -
2007. №67. - С. 83-89. Бібліогр.: с. 89.
7. Литвин І.С. Автоматизована експериментальна установка для дослідження інтегральних
фоточутливих структур /І.С.Литвин //Вісник національного університету „Львівська політехніка ”
- „Автоматика, вимірювання та керування ”. – 2007. №574. - С. 51-56. Бібліогр.: с. 56.
Надійшла до редакції 14.10.2008р.
ПРИНЦИПОВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА СТРУКТУРУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ОСВІТИ З ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ІНФОРМАЦІЙНО-
ЕНЕРГЕТИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
10
ЛИТВИН І.С. - к.т.н., доцент каф. автоматизованих систем і програмування,
Тернопільський національний економічний університет, Тернопіль, Україна.
|