专利名称：胶片种类智能探测方法
技术领域：
本发明涉及一种胶片种类智能探测方法，属于影视胶片洗印行业技术领域、自动 化监测领域、分布式控制领域(DCS)和电子领域的综合领域。
背景技术：
影视胶片的冲洗过程中，在洗片机上主电机的牵引下，生胶片(拷贝片)的乳剂层 通过与药液化学反应完成从拷贝胶片到成相胶片的转化。但胶片运行时，带走少量药液，为 了保持药液化学成分的稳定性以确保影片质量，必须适当补充新的药液。而牵引片是连接 每本胶片之间的中介，是不需要补充药液的。所以在胶片冲洗过程中，往往要根据胶片的种 类调节显影液的补充量，拷贝片需要及时补充药液，如果遇到牵引片时应停止补充药液的 供应，现有的工艺无法做到这一点，往往会过补充，从而造成显影液PH值升高，这样不仅将 导致影片颜色失真，且会浪费昂贵的药液，更无形中对废液的处理加大了成本。在国内，最早是在上海电影机械厂生产的XDF-16翻转片洗片机及XDZ-35中型洗 片机上，设计安装了红外检测药液补充系统，它能自动检测是牵引片还是生片(拷贝片)， 并根据机速自动控制补充量的大�。浜焱庾远嗖馓酵肥怯煞⒐舛芎凸饷羧茏� 成，根据牵引片及拷贝片透光量的差别，光敏三极管讯号经放大器放大推动施密特电路翻 转，最终驱动继电器吸合衔铁来调节药液的补充。这种方法在原理上易于实现，但是实际电 气线路较复杂、维修较困难，而且灵敏度不高，可移植性较差。
发明内容
本发明的技术解决问题为克服现有技术的不足，提供一种胶片种类的智能探测 方法，该方法可以实现胶片种类的自动判别，可靠性和灵敏度高。本发明的技术解决方案一种胶片种类智能探测方法，实现步骤如下(1)制作红外探测装置，所述红外探测装置由前后两个固定板、四个支架、红外发 射回路和红外接收回路构成；所述四个支架用于支撑前后两个固定板且位于前后两个固 定板之间；红外发射回路和红外接收回路用于对拷贝片和牵引片进行探测，分别位于前后 两个固定板上，红外发射回路发出的不可见红外光的波长范围为850nm-940nm;胶片包括 牵引片和拷贝片从红外发射回路和红外接收回路中间穿过，由于牵引片的透光量较拷贝片 要高，采集到的两种信号也有差别，根据两种信号的差别进行判断，便可以实现片种类的探 测；(2)将红外探测装置探测到采样值进行放大、滤波，然后将采样模拟值转换成数字 信号，并对所述采样数字信号进行数字滤波，最后得到滤波后的采样值；(3)将步骤(2)得到的滤波后的采样值与设定的阈值进行比较，如果所述采样值 高于阈值，则被判断为牵引片，如果所述采样值小于阈值则为拷贝片；所述阈值的确定方法 为通过试验测得，即在牵引片与拷贝片分别通过时，两者的数字值的变化区间没有重叠， 则定义两个区间之间的一个值作为阈值。
所述数字滤波的方法采用算术平均滤波，即对转换值进行若干次采样并排序，将 其中最大值以及最小值剔除，最后做平均，将最后的采样平均值作为判断依据。 所述红外发射回路由限流电阻Rl和红外发射二极管串接组成，红外接收回路由 限流电阻R2和红外接收二极管串接组成；所述限流电阻R2的阻值范围是根据红外接收二 极管所允许电流值来确定的，红外接收二极管所允许通过的最大电流为20mA，而且为了保 证接收回路电流不至于太�。琑2的取值范围为180 Ω-5k Ω。所述红外发射二极管的探头和红外接收二极管探头之间的距离为5-6cm。本发明与现有技术相比的优点在于(1)本发明利用红外探测技术结合数字信号处理技术实现的胶片种类的自动探 测，与传统的依靠模拟高低电平的方法更可靠和稳定，灵敏度更高，而且与现代的数字连接 更方便，可移植性大大提高。(3)本发明为电影洗印行业的高度自动化实现奠定重要的基�。帽痉⒚鞯呐� 断结果快速准确地调节流量，可以实现药液补充的全自动化调节，并且线路简单清晰，易维 护，反应迅速且可靠性高。最重要的是此种方法与数字技术紧密结合，为整个洗印工艺的自 动化监测提供了很有利的思路。
图1为本发明的红外探测装置结构示意图；图2为本发明中的红外探测装置的电原理图；图3为本发明中的红外探测器信号处理电路图；图4为本发明中的片种判断流程图；图5为本发明中的阈值确定试验所用的软件界面图。
具体实施例方式如图1所示，本发明中的红外探测装置结合数字信号处理技术的方法对拷贝片和 牵引片两个片种进行识别。红外探测装置由前后两个固定板1、四个支架2、红外发射回路 3和红外接收回路4构成，三根线分别为电源线(5V)，地线，信号线，本发明红外探测装置中 是将红外发射回路与模拟滤波电路时集成在一起的。四个支架2用于支撑前后两个固定板 1且位于前后两个固定板1之间。红外发射回路3和红外接收回路4用于对胶片5，包括拷 贝片和牵引片进行探测，分别位于前后两个固定板上1 ；考虑到拷贝胶片包括牵引片和拷 贝片，是还没有被曝光的胶片，不能受到光照，所以本发明中红外探测装置发出的光波波长 范围必须在可见光之外，胶片记录的是400nm-760nm范围的可见光，而红外发射二极管4发 出的不可见红外光，申请人反复试验确定，其波长范围确定为850nm-940nm，在这个波长范 围的光不会使胶片曝光。胶片5从红外发射回路3的探头和红外接收回路4的探头中间穿 过，由于牵引片的透光量较拷贝片要高，采集到的两种信号也有差别，根据两种信号的差别 进行判断，便可以实现片种类的探测。本发明红外探测装置的实现电路图如图2所示，整个电路由红外发射回路和红外 接收回路组成。红外发射回路由限流电阻Rl和红外发射二极管串接组成，红外接收回路 由限流电阻R2和红外接收二极管串接组成，红外发射二极管的探头和红外接收二极管探头之间的距离为5-6cm。根据牵引片和拷贝片的透光量的差别，通过牵引片时透光量要强一些，这时接收二极管回路流过的电流就大(大于ΙΟΟμΑ)，通过拷贝片时透光量要弱一 些，流过接收回路的电流就小(小于Ο.ΙμΑ)。图2中电阻R1、R2为限流电阻，红外接收回 路的红外接收二极管是加反向偏压，这样可以获得较高的灵敏度。拷贝片在没有曝光前透 光量很�。钥奖雌ü焙焱饨邮斩芗负踅邮詹坏胶焱夥⑸涠艿墓猓焱饨� 收回路输出电流几乎为零，电阻上压降也很小。牵引片通过时几乎是全透光，红外接收回 路二极管反向导通，这时红外接收回路的电源电压分配在反向导通的红外接收二极管上和 限流电阻R2上。这个R2上的电压值就是区别拷贝片和牵引片的关键，R2的取范围值是 180 Ω-5k Ω，本实施例中的R2值为330 Ω。以上是红外探测装置本身，它的作用相当于一个传感器，将两种胶片性质上的不同转换成电信号的不同，为判断片种提供依据。但是要真正做到实时判断，利用判断结果快 速准确地调节流量，则需要将红外探测装置与数字信号处理技术两者结合起来。这里以TMS320F2812型号的DSP作为数字处理的核心器件，来进一步解释胶片种类的智能探测方法。模拟信号要转换成数字信号才能被DSP所处理，DSP自身带有12位的AD通道，而模拟信号在进入DSP的AD通道之前，需要做信号处理，即信号的放大和滤波。图3所示的 信号处理图就是对红外探测装置接出的模拟信号进行放大和滤波，图3中AD8640为运算放 大器，它的作用是对输入正负端的差值信号做放大，并带有滤波的作用，输出接电阻以及稳 压电容，最终送入到DSP的AD通道。拷贝片通过时，接收回路电流几乎为零，限流电阻R2 上压降也很�。负跤敕糯笃鞲憾说牡厥堑鹊缥坏模馐本糯笃魇涑龅牡缪怪狄埠苄。� 进入AD通道经过AD转换成很小的数值。牵引片通过时，接收回路二极管反向导通，其反向 导通压降在1. 7V左右，则限流电阻R2上压降在3. 3V左右，经过放大器放大滤波输出，送入 DSP的AD通道，转换成较大的数值。拷贝片和牵引片在通过时进入AD的电压值有差异，则其转换成的数字值也有差 异。由于采样过程存在干扰，在采集到红外探测装置转换的电压值后，在DSP中要对采样的 值做数字滤波。数字滤波的方法有很多种，常用到的有算术平均滤波、限幅滤波、中位值滤 波以及加权平均滤波等等。本发明采用算术平均滤波，即对转换值进行若干次(N次)采样 并排序，将其中最大值以及最小值剔除，最后做平均(Ν-2平均值)，将最后的平均值作为判 断依据。图4为片种判断的流程图，先是对DSP中AD通道转换的数字值进行采样，采样次 数可以根据所需要的精度以及数字器件的计算速度选择，如果对精度要求比较高，采样值 越高越好，但是速度会受影响，所以要平衡两者，使得满足精度要求的基础上，也提高速度。 使用DSP采样时，采样值N的范围为10-100，本实施例的采样次数为20次。然后对采样的 数值进行排序，排序的方法有很多种，本实施例采用冒泡法。冒泡法的具体过程如下，首先 将第一个采样值与第二个采样值进行比较，若为逆序(第一个大于第二个)，则将两个值交 换，然后比较第二个值和第三个值。依次类推，直到第N-I个值完成比较为止。排序的目的 是找出最小的值(排在第一位)和最大的值(排在最后一个)，并将两者剔除掉，再对剩下 的Ν-2个值做平均，完成数字滤波，最后通过平均值与定义的阈值做比较，大于阈值的判断 为牵引片，小于阈值的则是拷贝片。
本发明实施例从DSP出发阐明了智能探测的方法，实际中还可以通过单片机、 FPGA联合AD转换芯片等来实现模拟信号到数字信号的转换，再结合红外探测装置，完成片 种的探测。实际工作中，因为缓冲箱内上下两个运送胶片的滚动滑轮间隔较远，导致胶片在 传送过程中会晃动不稳，数字滤波虽然可以有效的降低干扰，但是在拷贝片通过时的采样 值并不是一个固定的值，而是小范围内的一系列数值。在牵引片通过时由于胶片晃动，也并 不是固定数值。所以不能将某个固定数值作为判断牵引片和拷贝片的依据，而是应该找一 个阈值，一旦大于这个阈值，就可以确定，此时通过的是牵引片而不是拷贝片。所以阈值的 确定是个重点，本发明通过试验可以测得，在牵引片与拷贝片分别通过时，数字值的变化区 间没有重叠，定义两个区间之间的一个值作为阈值，采样的平均采样值一旦高于阈值，便被 判断为牵引片。整个判断过程的流程图如图4所示。测定阈值的试验过程如下，将红外探测装置、信号处理电路以及DSP控制器顺序 连接，在将DSP的串行口通过电平转换接口与计算机连接，目的是使得红外探测装置采集 的并经过DSP的AD转换以后的数字值可以显示在计算机上，计算机上需要先装设串口调 试器，这是专门用来接收和发送串口数据用的软件。软件界面如图5所示，调试器软件分发 送字符框和接收字符框，本试验只用到接收字符框，需要设置的有串口设置栏中选择串口 (根据所用计算机决定)，波特率(根据DSP程序中设置波特率决定)，本实施例中波特率 为9600，数据位是指一次接受多少位，由于本试验中只是两位数值(16进制)，所以只要选 2以上即可，没有校验位，也没有停止位。设置好之后，启动电源，当牵引片通过时，16进制 的数值在0X50-0X58之间变化，当拷贝片通过时，16进制的数值在0X35-0X44之间变化，可 见牵引片和拷贝片数值区间是没有重叠的，可以在两者的变化区间之间找一个值，将其定 义为阈值，这样就可以区分时牵引片还是拷贝片。本实施例选择的阈值是0X50。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
胶片种类智能探测方法，其特征在于实现步骤如下(1)制作红外探测装置，所述红外探测装置由前后两个固定板、四个支架、红外发射回路和红外接收回路构成；所述四个支架用于支撑前后两个固定板且位于前后两个固定板之间；红外发射回路和红外接收回路用于对拷贝片和牵引片进行探测，分别位于前后两个固定板上，红外发射回路发出的不可见红外光的波长范围为850nm-940nm；胶片包括牵引片和拷贝片从红外发射回路和红外接收回路中间穿过，由于牵引片的透光量较拷贝片要高，采集到的两种信号也有差别，根据两种信号的差别进行判断，便可以实现片种类的探测；(2)将红外探测装置探测到采样值进行放大、滤波，然后将采样模拟值转换成数字信号，并对所述采样数字信号进行数字滤波，最后得到滤波后的采样值；(3)将步骤(2)得到的滤波后的采样值与设定的阈值进行比较，如果所述采样值高于阈值，则判断为牵引片，如果所述采样值小于阈值则为拷贝片；所述阈值的确定方法为通过试验测得，即在牵引片与拷贝片分别通过时，两者的数字值的变化区间没有重叠，则定义两个区间之间的一个值作为阈值。
2.根据权利要求1所述的胶片种类智能探测方法，其特征在于所述数字滤波的方法 采用算术平均滤波，即对转换值进行若干次采样并排序，将其中最大值及最小值剔除，最后 做平均，将最后的采样平均值作为判断依据。
3.根据权利要求1所述的胶片种类智能探测方法，其特征在于所述红外发射回路由 限流电阻R1和红外发射二极管串接组成，红外接收回路由限流电阻R2和红外接收二极管 串接组成；所述限流电阻R2的取值范围为180Q-5kQ。
4.根据权利要求3所述的胶片种类智能探测方法，其特征在于所述红外发射二极管 的探头和红外接收二极管探头之间的距离为5-6cm。
全文摘要
胶片种类智能探测方法(1)制作红外探测装置，所述红外探测装置由前后两个固定板、四个支架、红外发射回路和红外接收回路构成；(2)将红外探测装置探测到采样值进行放大、滤波，然后将采样模拟值转换成数字信号，并对所述采样数字信号进行数字滤波，最后得到滤波后的采样值；(3)将得到的滤波后的采样值与设定的阈值进行比较，如果所述采样值高于阈值，则被判断为牵引片，如果所述采样值小于阈值则为拷贝片；阈值的确定方法为通过试验测得，即在牵引片与拷贝片分别通过时，两者的数字值的变化区间没有重叠，则定义两个区间之间的一个值作为阈值。本发明实现了胶片种类的自动判别，可靠性和灵敏度高。
文档编号G01V8/10GK101806922SQ20101012151
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者庞勇刚, 王莉娜, 裴晓宇 申请人:北京航空航天大学
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