CN204156940U - 一种胶片数字化装置 - Google Patents

Abstract

一种胶片数字化装置，包括：面阵CCD相机1、输片机构2、胶片展平机构3、片夹锁定机构4、拉片定位机构5、背光照明机构6、相机支架7、机架8、管理控制器9、图像采集和存储器10，所述面阵CCD相机1由4个可更换镜头、机身11、机背和数据线组成。

Description

一种胶片数字化装置

技术领域

本实用新型涉及一种数字化装置，特别是涉及一种胶片数字化装置。

背景技术

目前，虽然传输型数字相机技术发展迅速，但由于受技术更新周期长、数字相机维护复杂等诸多因素影响，胶片型相机仍然还广泛地应用于航拍系统中，所获取的影像记录在感光胶片上，通过冲洗等处理手段获取地理信息。由于经过冲洗后的胶片贮存条件要求苛刻、占据存储空间大而且较难长时间保存，与数字化图像相对而言，判读效率低，而数字化图像则具有存贮方便，图像辨别及后期处理简便、快捷等优点。因此如何将感光胶片的图像进行数字化是目前需要迫切解决的技术问题。

在研制胶片数字化系统时，必须考虑录入后的数字影像与原胶片在分辨率、畸变等关键指标的对应关系，同时需要考虑如何有选择的录入有效信息，以提高作业效率。

1.空间分辨率 

空间分辨率即图像中几何分辨能力，用每毫米内能分辨开的线对数量表示，记作1p/mm。胶片的空间分辨率代表该相机的解像力，即胶片上最小可分辨目标的能力。在数字化时此指标主要是与数字化系统的镜头焦距、拍摄物距、光电感光器件的像元尺寸有关，在高质量成像镜头的前提下，镜头焦距越长、拍摄距离越近、像元尺寸越小， 则空间分辨率越高；同时在数字化过程中，胶片的移动、抖动和展不平等因素都会影响数字化影像分辨率，因此在胶片数字化系统设计时需选择合适焦距和像质的镜头，缩短摄影物距，在拍摄过程尽量避免胶片的移动、抖动和展不平等影响因素，以尽量减小胶片数字时所产生的分辨率损失。

2.辐射分辨率 

辐射分辨率是指图像信息反映层次灰度细节的能力。胶片灰度细化以反差能力加以表示，而数字化系统图像灰度细化等级取决于数字化时的量化位数，如12bit量化对应细化等级为4096，可以满足数字化信息细化的要求。

3.畸变

畸变是指在数字化过程中，由于数字化镜头本身畸变较大、胶片受力变形等因素所引入的图像几何变形。因此在设计和选择数字化镜头时将控制其成像质量和畸变两个方面指标，同时尽量通过拉片设计减小或避免胶片受力，以控制在数字化过程中引入数字图像的畸变。

4.作业效率

作业效率是指数字化一张图像所用的时间，该指标将主要取决于数字化模式，但作业效率在胶片数字化过程中仅为一参考指标。

现有技术中常采用线阵CCD扫描或线阵CCD相机数字化方案对胶片进行数字化处理：

1.线阵CCD扫描方案

该技术的工作原理为胶片不动，用均匀光线将胶片图像背面照亮， 控制线阵CCD感光器件从胶片图像上以高精度匀速扫描成像，直接通过CCD将胶片的图像信息转换为模拟的电信号，再进行信号放大、经过模/数转换后，由信号采集设备采集和存储数字化图像，这是一个动态处理过程。

该技术的特点：通常选用像元尺寸小的长线阵CCD器件(如：6.5μ×6.5μ，12bit量化)，并采用亚像元技术，通过图像处理的方法得到3.25μ×3.25μ扫描分辨率，计算得出的其静态分辨率可达到1501p/mm(动态分辨率可能会下降一半)，因此数字化后图像的分辨率高，信息损失少。但由于器件尺寸小，推扫速度慢，因此作业效率很低，大约十几分钟数字化一张胶片图像。

2.线阵CCD相机数字化方案

该技术的工作原理是CCD相机不动，通过输片控制保证胶片以一定速度相对于相机做匀速运动，由线阵CCD相机对运动的胶片进行扫描成像，线阵CCD再将胶片的图像信息转换为数字化图像信息，并加以存储。该数字化翻拍方案属于线阵CCD相机动态扫描成像过程。

目前市场上能够得到最长的小像元线阵CCD是12288个有效像元，像元尺寸为5μ，该传感器的线长度为61.4mm。按照320mm幅宽的扫描成像，则本系统每个基本像元对应到胶片上就是：320mm÷12288＝26.04μ，该方案对应在胶片上的静态空间分辨率是19.19lp/mm。

该扫描数字化方案作业效率相对前一个方案较高，但在数字化过程中原胶片所具有的信息损失较大。主要是受到胶片运动因素影响， 如运动中胶片因抖动而离焦产生图像模糊，以及拉动胶片导致涤纶材质变形等，使得数字化后图像难以保持原有胶片成像质量，数字化后的图像信息损失更大。

常用的胶片图像规格有320mm×320mm、200mm×200mm及115mm×115mm三种，针对现有技术中常采用线阵CCD扫描方案和线阵CCD相机数字化方案中存在的缺陷，研制一套通用的高精度数字化系统以满足不同规格的大量胶片图像数字化的需求，就显得尤为迫切和重要。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术所存在的问题，提供一种分辨率高，作业效率高的胶片数字化装置。

本实用新型采用的数字化方案是面阵CCD扫描数字化的工作原理是选用面阵CCD作为成像设备，对胶片逐幅进行数字化，数字化过程中面阵CCD和胶片相对均处于静止状态。一幅拍摄完成后通过控制器控制胶片移动从而实现多幅连续数字化，每一幅图像经面阵CCD机相数字化后，通过图像采集设备进行数字化图像的采集。可以采用两种工作模式：一种是整幅数字化模式，即面阵CCD一次曝光可以拍摄一幅320mm×320mm原胶片，虽然工作效率高但将牺牲部分空间分辨率(如胶片为320mm×320mm的拍摄时间只仅为几秒，图像信息损失约15％)。另一种为局部放大数字化模式，即对敏感或有价值区域进行局部放大，使数字化过程中物像关系保持在1：1基础上，确保数字化后的数字图像空间分辨率可以达到与原胶片图像的分辨率。

由于拍摄时刻相机和胶片图像均处于静止状态，避免了胶片抖动 引起的图像模糊；另外在每次数字化前，展平机构会将胶片展平，校正胶片移动过程中张力引起的图像表面不平整，静态空间分辨率可达70lp/mm左右，因此数字化后图像清晰，信息损失少。

将上述线阵CCD扫描方案、线阵CCD相机数字化方案和面阵CCD扫描数字化方案进行比较：

本实用新型采用如下方式实现，一种胶片数字化装置，包括：面阵CCD相机、输片机构、胶片展平机构、片夹锁定机构、拉片定位机构、背光照明机构、相机支架、机架、管理控制器、图像采集和存储器，所述面阵CCD相机由4个可更换镜头、机身、机背和数据线组成。

进一步，所述机身由机身固定支架、镜头更换支架、精密轴系、控制电机和位置传感器组成；所述机背的传感器为面阵CCD，像元尺寸为7μ，传感器尺寸为36×48mm，快门速度为1/800～32秒，数据传输接口为IEEE1394b/CameraLink接口。

进一步，所述输片机构是以较为恒定张力和速度完成胶片输送与 胶片定位的执行机构，具有精确测量胶片长度功能，由2个输片电机、2个减速传动器、1个测速器、1个张力辊、多个导片辊及多个片边监测传感器组成，其中有多个导片辊表面通过抛光处理后，用于导出在输片过程中产生的静电。

进一步，所述胶片展平机构是5μm展平精度将胶片压平在成像区域的执行机构，由底板玻璃、压板玻璃和凸轮顶杆装置组成，在主控计算机指令控制，在完成输片后，启动展平电机带动凸轮顶杆，使压板玻璃向下移动并将胶片压平在底板玻璃上，以实现胶片展平。

进一步，所述片夹锁定机构是在适应不同规格片夹规格前提下，锁定供、收片夹的执行机构，由片夹支架、夹持宽度调整装置、锁定装置、传动齿轮及齿轮锁定装置组成。

进一步，所述背光照明机构具有400mm×400mm尺寸均匀照明光源的功能，主要由LED光源阵列、漫反射玻璃及灯箱结构组成，完成在数字化过程中胶片的透射光(背光)照明。

进一步，所述相机支架固定机身，实现机身在水平方向移动的功能，用以实现胶片的整幅拍摄和局部放大拍摄时相机位置的调整，主要由支架、导轨、丝杠、电机和编码器组成。

进一步，所述机架是数字化系统的主体结构支架，用以安装面阵CCD相机、输片机构、胶片展平机构、片夹锁定机构、拉片定位机构、背光照明机构、相机支架、机架、管理控制器、图像采集和存储器。

进一步，所述管理控制器电连接并控制拉片定位机构、展平胶片机构、背光照明机构实现胶片的拉片、定位、展平和照明，同时设定 面阵CCD相机对胶片数字化模式和拍摄时间，所述管理控制器主要由下位机和机箱组成。

进一步，所述图像采集和存储器包括图形工作站、图像格式转换器、图像模拟器、高速磁盘阵列、PC机和显示屏；所述图形工作站完成接收来自面阵CCD相机的衅像数据并实时显示；所述图像格式转换器完成外部接口和数据格式的转换，实现接口形式的统一；所述图像模拟器是用来模拟CCD视频信号，可以输出CCD视频信号，供系统自检用；所述PC机的软件平台为windows平台，包括操作界面、文件管理、采集控制、存储控制和显示控制。

本实用新型的操作过程如下：通过由下位机、上位机、操作手柄和显示器构成的管理控制器设定录入的工作模式及工作参数，控制胶片的输片张力、输片速度、胶片展平及背光照度，实现被数字化胶片的输片、定位、展平和照明功能，再由面阵CCD相机开始静态成像，通过图像采集和存储设备采集数字化后的图像信息。

本实用新型具有多种工作模式：

1.自动录入模式 

在用户操作界面设定胶片类型、拍摄镜头后，系统将按照固定的成像比例，自动完成胶片信息的连续拍摄，并存储数字图像信息。

2.辅助录入模式 

当拍摄热点目标时，通过用户操作界面设定拍设镜头，通过控制手柄控制胶片和相机运动，根据图像显示对准热点目标，实现局部热点目标区域的拍摄，并存储数字图像信息。

工作模式设定关系见表3

表3工作模式设定关系

	1#	2#	3#	4#
					320片	自动	辅助	辅助	辅助
190片	——	自动	辅助	辅助
					114片	——	——	自动	辅助

工作性能(预计达到的放大倍率)见表4

表4预计达到的放大倍率

	1#	2#	3#	4#
					320	7.6	——	——	1
190	——	4.4	——	1
					114	——	——	2.7	1

本实用新型的优点是：

1.化录入模式为静态成像方式

在拍摄的时刻，相机和被拍胶片处于相对静止状态，避免了胶片抖动引起的图像模糊，因此数字化后图像清晰，信息损失少。

2.高精度胶片展平能力

胶片展平机构能够将胶片以5μm精度展平，在数字化时展平数字化胶片，避免由于胶片表面不平整给数字化带来图像信息损失。

3.可选择的数字化模式能力

面阵CCD相机数字化系统设置了二种数字化工作模式：即整幅胶片数字化的模式和重点区域放大数字化的模式，既可满足作业效率， 又同时满足对重点区域精细化作业要求。

附图说明

附图1本实用新型中面阵CCD相机扫描的组成示意图；

附图2本实用新型中面阵CCD相机扫描设备的示意图；

附图3本实用新型中面阵CCD相机扫描设备整体的示意图。

具体实施方式

本实用新型的瞄准机构如下组成，一种胶片数字化装置，包括：面阵CCD相机1、输片机构2、胶片展平机构3、片夹锁定机构4、拉片定位机构5、背光照明机构6、相机支架7、机架8、管理控制器9、图像采集和存储器10，所述面阵CCD相机1由4个可更换镜头、机身11、机背和数据线组成。

进一步，所述机身11由机身固定支架、镜头更换支架、精密轴系、控制电机和位置传感器组成；所述机背的传感器为面阵CCD，像元尺寸为7μ，传感器尺寸为36×48mm，快门速度为1/800～32秒，数据传输接口为IEEE1394b/CameraLink接口。

进一步，所述输片机构2是以较为恒定张力和速度完成胶片输送与胶片定位的执行机构，具有精确测量胶片长度功能，由2个输片电机、2个减速传动器、1个测速器、1个张力辊、多个导片辊及多个片边监测传感器组成，其中有多个导片辊表面通过抛光处理后，用于导出在输片过程中产生的静电。

进一步，所述胶片展平机构3是5μm展平精度将胶片压平在成像区域的执行机构，由底板玻璃、压板玻璃和凸轮顶杆装置组成，在主 控计算机指令控制，在完成输片后，启动展平电机带动凸轮顶杆，使压板玻璃向下移动并将胶片压平在底板玻璃上，以实现胶片展平。

进一步，所述片夹锁定机构4是在适应不同规格片夹规格前提下，锁定供、收片夹的执行机构，由片夹支架、夹持宽度调整装置、锁定装置、传动齿轮及齿轮锁定装置组成。

进一步，所述背光照明机构6具有400mm×400mm尺寸均匀照明光源的功能，主要由LED光源阵列、漫反射玻璃及灯箱结构组成，完成在数字化过程中胶片的透射光(背光)照明。

进一步，所述相机支架7固定机身，实现机身在水平方向移动的功能，用以实现胶片的整幅拍摄和局部放大拍摄时相机位置的调整，主要由支架、导轨、丝杠、电机和编码器组成。

进一步，所述机架8是数字化系统的主体结构支架，用以安装面阵CCD相机、输片机构、胶片展平机构、片夹锁定机构、拉片定位机构、背光照明机构、相机支架、机架、管理控制器、图像采集和存储器。

进一步，所述管理控制器9电连接并控制拉片定位机构、展平胶片机构、背光照明机构实现胶片的拉片、定位、展平和照明，同时设定面阵CCD相机对胶片数字化模式和拍摄时间，所述管理控制器9主要由下位机和机箱组成。

进一步，所述图像采集和存储器10包括图形工作站、图像格式转换器、图像模拟器、高速磁盘阵列、PC机和显示屏；所述图形工作站完成接收来自面阵CCD相机的衅像数据并实时显示；所述图像格式转 换器完成外部接口和数据格式的转换，实现接口形式的统一；所述图像模拟器是用来模拟CCD视频信号，可以输出CCD视频信号，供系统自检用；所述PC机的软件平台为windows平台，包括操作界面、文件管理、采集控制、存储控制和显示控制。

本实用新型的操作过程如下：通过由下位机、上位机、操作手柄和显示器构成的管理控制器设定录入的工作模式及工作参数，控制胶片的输片张力、输片速度、胶片展平及背光照度，实现被数字化胶片的输片、定位、展平和照明功能，再由面阵CCD相机开始静态成像，通过图像采集和存储设备采集数字化后的图像信息。

本实用新型具有多种工作模式：

1.自动录入模式 

在用户操作界面设定胶片类型、拍摄镜头后，系统将按照固定的成像比例，自动完成胶片信息的连续拍摄，并存储数字图像信息。

2.辅助录入模式 

当拍摄热点目标时，通过用户操作界面设定拍设镜头，通过控制手柄控制胶片和相机运动，根据图像显示对准热点目标，实现局部热点目标区域的拍摄，并存储数字图像信息。

工作模式设定关系见表3

表3工作模式设定关系

	1#	2#	3#	4#
					320片	自动	辅助	辅助	辅助
190片	——	自动	辅助	辅助

114片

——

——

自动

辅助

工作性能(预计达到的放大倍率)见表4

表4预计达到的放大倍率

	1#	2#	3#	4#
					320	7.6	——	——	1
190	——	4.4	——	1
					114	——	——	2.7	1

现在参照附图1-3实用新型的实施例进行详细说明：

胶片规格：320mm×320mm

          200mm×200mm

          115mm×115mm

存储空间：640G

作业效率：1幅320mm×320mm

胶片数字化录入时间为一分钟以内。

另外，数字化后图像需尽可能多的保存原有图像的信息，也即要求数字图像几何分辨率和辐射分辨率都要满足图像使用要求。

在研制胶片数字化系统时，必须考虑录入后的数字影像与原胶片在分辨率、畸变等关键指标的对应关系，同时需要考虑如何有选择的录入有效信息，以提高作业效率。

空间分辨率即图像中几何分辨能力，用每毫米内能分辨开的线对数量表示，记作1p/mm。胶片的空间分辨率代表该相机的解像力，即胶片上最小可分辨目标的能力。在数字化时此指标主要是与数字化系 统的镜头焦距、拍摄物距、光电感光器件的像元尺寸有关，在高质量成像镜头的前提下，镜头焦距越长、拍摄距离越近、像元尺寸越小，则空间分辨率越高；同时在数字化过程中，胶片的移动、抖动和展不平等因素都会影响数字化影像分辨率，因此在胶片数字化系统设计时需选择合适焦距和像质的镜头，缩短摄影物距，在拍摄过程尽量避免胶片的移动、抖动和展不平等影响因素，以尽量减小胶片数字时所产生的分辨率损失。

辐射分辨率是指图像信息反映层次灰度细节的能力。胶片灰度细化以反差能力加以表示，而数字化系统图像灰度细化等级取决于数字化时的量化位数，如12bit量化对应细化等级为4096，可以满足数字化信息细化的要求。

畸变是指在数字化过程中，由于数字化镜头本身畸变较大、胶片受力变形等因素所引入的图像几何变形。因此在设计和选择数字化镜头时将控制其成像质量和畸变两个方面指标，同时尽量通过拉片设计减小或避免胶片受力，以控制在数字化过程中引入数字图像的畸变。

作业效率是指数字化一张图像所用的时间，该指标将主要取决于数字化模式，但作业效率在胶片数字化过程中仅为一参考指标。

该技术的工作原理为胶片不动，用均匀光线将胶片图像背面照亮，控制线阵CCD感光器件从胶片图像上以高精度匀速扫描成像，直接通过CCD将胶片的图像信息转换为模拟的电信号，再进行信号放大、经过模/数转换后，由信号采集设备采集和存储数字化图像，这是一个动态处理过程。

该技术的特点：通常选用像元尺寸小的长线阵CCD器件(如：6.5μ×6.5μ，12bit量化)，并采用亚像元技术，通过图像处理的方法得到3.25μ×3.25μ扫描分辨率，计算得出的其静态分辨率可达到1501p/mm(动态分辨率可能会下降一半)，因此数字化后图像的分辨率高，信息损失少。但由于器件尺寸小，推扫速度慢，因此作业效率很低，大约十几分钟数字化一张胶片图像。

该技术的工作原理是CCD相机不动，通过输片控制保证胶片以一定速度相对于相机做匀速运动，由线阵CCD相机对运动的胶片进行扫描成像，线阵CCD再将胶片的图像信息转换为数字化图像信息，并加以存储。该数字化翻拍方案属于线阵CCD相机动态扫描成像过程。

目前市场上能够得到最长的小像元线阵CCD是12288个有效像元，像元尺寸为5μ，该传感器的线长度为61.4mm。按照320mm幅宽的扫描成像，则本系统每个基本像元对应到胶片上就是：320mm÷12288＝26.04μ，该方案对应在胶片上的静态空间分辨率是19.19lp/mm。

该扫描数字化方案作业效率相对前一个方案较高，但在数字化过程中原胶片所具有的信息损失较大。主要是受到胶片运动因素影响，如运动中胶片因抖动而离焦产生图像模糊，以及拉动胶片导致涤纶材质变形等，使得数字化后图像难以保持原有胶片成像质量，数字化后的图像信息损失更大。

该技术的工作原理是选用面阵CCD作为成像设备，对胶片逐幅进行数字化，数字化过程中面阵CCD和胶片相对均处于静止状态。一幅 拍摄完成后通过控制器控制胶片移动从而实现多幅连续数字化，每一幅图像经面阵CCD机相数字化后，通过图像采集设备进行数字化图像的采集。可以采用两种工作模式：一种是整幅数字化模式，即面阵CCD一次曝光可以拍摄一幅320mm×320mm原胶片，虽然工作效率高但将牺牲部分空间分辨率(如胶片为320mm×320mm的拍摄时间只仅为几秒，图像信息损失约15％)。另一种为局部放大数字化模式，即对敏感或有价值区域进行局部放大，使数字化过程中物像关系保持在1：1基础上，确保数字化后的数字图像空间分辨率可以达到与原胶片图像的分辨率。

由于拍摄时刻相机和胶片图像均处于静止状态，避免了胶片抖动引起的图像模糊；另外在每次数字化前，展平机构会将胶片展平，校正胶片移动过程中张力引起的图像表面不平整，静态空间分辨率可达70lp/mm左右，因此数字化后图像清晰，信息损失少。

上述数字化方案的比较如下表所示：

表1数字化技术的特点比较

综上所述，面阵CCD机相数字化技术方案较好地结合了线阵扫描方案和线阵相机数字化方案，实现了分辨率高，作业效率高的要求，因此本文将详细介绍此技术方案。

面阵数字化系统是由面阵CCD相机、胶片展平机构、片夹锁定机构、拉片定位机构、背光照明机构、相机支架、管理控制器、图像采集与存储器组成，见表2、图2和图3。

表2数字化系统主要组成

通过由下位机、上位机、操作手柄和显示器构成的管理控制器设定录入的工作模式及工作参数，控制胶片的输片张力、输片速度、胶 片展平及背光照度，实现被数字化胶片的输片、定位、展平和照明功能，再由面阵CCD相机开始静态成像，通过图像采集和存储设备采集数字化后的图像信息。

1)自动录入模式 

在用户操作界面设定胶片类型、拍摄镜头后，系统将按照固定的成像比例，自动完成胶片信息的连续拍摄，并存储数字图像信息。

2)辅助录入模式 

当拍摄热点目标时，通过用户操作界面设定拍设镜头，通过控制手柄控制胶片和相机运动，根据图像显示对准热点目标，实现局部热点目标区域的拍摄，并存储数字图像信息。

工作模式设定关系见表3

表3工作模式设定关系

	1#	2#	3#	4#
					320片	自动	辅助	辅助	辅助
190片	——	自动	辅助	辅助
					114片	——	——	自动	辅助

工作性能(预计达到的放大倍率)见表4

表4预计达到的放大倍率

	1#	2#	3#	4#
					320	7.6	——	——	1
190	——	4.4	——	1
					114	——	——	2.7	1

面阵CCD相机是胶片数字化系统中的核心设备，为了满足用户研制周期短的要求，选用成像质量好、几何精度高的XXXXX型相机，面阵CCD相机由4个可自动更换镜头、机身、后背和数据线组成。

镜头的主要性能参数如表5。

表5镜头主要性能参数

相机机身结构由机身固定支架、镜头更换支架、精密轴系、控制电机和位置传感器组成。功能是连接相机后背和镜头，且能完成镜头更换。

相机后背是采购高性能专业摄影相机后背，其具体性能参数如表6：

表6相机后背性能指标

参数类型	性能指标
		传感器	面阵CCD
像元尺寸	7μ
		传感器尺寸	36×48mm
快门速度	1/800～～32秒

数据传输接口

IEEE1394b/CameraLink接口

输片机构是以较为恒定张力和速度完成胶片输送与胶片定位的执行机构，具有精确测量胶片长度功能。由2个输片电机、2个减速传动器、1个测速器、1个张力辊、多个导片辊及多个片边监测传感器组成。其中有多个导片辊表面通过抛光处理后，用于导出在输片过程中产生的静电。

胶片展平机构是5μm展平精度将胶片压平在成像区域的执行机构。由底板玻璃、压板玻璃和凸轮顶杆装置组成。在主控计算机指令控制，在完成输片后，启动展平电机带动凸轮顶杆，使压板玻璃向下移动并将胶片压平在底板玻璃上，以实现胶片展平。

片夹锁定机构是在适应不同规格片夹规格前提下，锁定供、收片夹的执行机构。由片夹支架、夹持宽度调整装置、锁定装置、传动齿轮及齿轮锁定装置组成。

背光机构具有400mm×400mm尺寸均匀照明光源的功能。主要由LED光源阵列、漫反射玻璃及灯箱结构组成。完成在数字化过程中胶片的透射光(背光)照明。

支架起到固定相机，实现相机在水平方向移动的功能，用以实现胶片的整幅拍摄和局部放大拍摄时相机位置的调整。主要由支架、导轨、丝杠、电机和编码器组成。

机架是数字化系统的主体结构支架，用以安装相应输片机构、展平机构、片夹锁定机构、背光机构、支架及相机。

管理控制器具有控制拉片定位机构、展平胶片机构、背光照明机 构实现胶片的拉片、定位、展平和照明能力，同时设定面阵CCD相机对胶片数字化模式及拍摄时间等。主要由下位机和机箱组成。

图像采集及存储设备主要包括图形工作站、图像格式转换器、图像模拟器、高速磁盘阵列、PC机、显示屏等。

图形工作站完成接收来自面阵CCD相机的衅像数据并实时显示。

图像格式转换器完成外部接口和数据格式的转换，实现接口形式的统一。

图像模拟器是用来模拟CCD视频信号，可以输出CCD视频信号，供系统自检用。

PC机的软件平台为windows平台，包括操作界面、文件管理、采集控制、存储控制、显示控制；后处理模块包括采集模块、存储模块、显示模块、实时处理模块。

本实用新型的优点是：

1.化录入模式为静态成像方式

在拍摄的时刻，相机和被拍胶片处于相对静止状态，避免了胶片抖动引起的图像模糊，因此数字化后图像清晰，信息损失少。

2.高精度胶片展平能力

胶片展平机构能够将胶片以5μm精度展平，在数字化时展平数字化胶片，避免由于胶片表面不平整给数字化带来图像信息损失。

3.可选择的数字化模式能力

面阵CCD相机数字化系统设置了二种数字化工作模式：即整幅胶片数字化的模式和重点区域放大数字化的模式，既可满足作业效率， 又同时满足对重点区域精细化作业要求。

尽管上述通过举例说明，已经描述了本实用新型最佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述说明，本领域一般技术人员可以理解的是，在不背离本实用新型所教导的实质和精髓的前提下，任何修改和变化都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种胶片数字化装置，包括：面阵CCD相机(1)、输片机构(2)、胶片展平机构(3)、片夹锁定机构(4)、拉片定位机构(5)、背光照明机构(6)、相机支架(7)、机架(8)、管理控制器(9)、图像采集和存储器(10)，所述面阵CCD相机(1)由4个可更换镜头、机身(11)、机背和数据线组成。

2.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述机身(11)由机身固定支架、镜头更换支架、精密轴系、控制电机和位置传感器组成；所述机背的传感器为面阵CCD，像元尺寸为7μ，传感器尺寸为36×48mm，快门速度为1/800～32秒，数据传输接口为IEEE1394b/CameraLink接口。

3.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述输片机构(2)是以较为恒定张力和速度完成胶片输送与胶片定位的执行机构，具有精确测量胶片长度功能，由2个输片电机、2个减速传动器、1个测速器、1个张力辊、多个导片辊及多个片边监测传感器组成，其中有多个导片辊表面通过抛光处理后，用于导出在输片过程中产生的静电。

4.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述胶片展平机构(3)是5μm展平精度将胶片压平在成像区域的执行机构，由底板玻璃、压板玻璃和凸轮顶杆装置组成，在主控计算机指令控制，在完成输片后，启动展平电机带动凸轮顶杆，使压板玻璃向下移动并将胶片压平在底板玻璃上，以实现胶片展平。

5.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述片夹锁定机构(4)是在适应不同规格片夹规格前提下，锁定供、收片夹 的执行机构，由片夹支架、夹持宽度调整装置、锁定装置、传动齿轮及齿轮锁定装置组成。

6.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述背光照明机构(6)具有400mm×400mm尺寸均匀照明光源的功能，主要由LED光源阵列、漫反射玻璃及灯箱结构组成，完成在数字化过程中胶片的透射光照明。

7.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述相机支架(7)固定机身，实现机身在水平方向移动的功能，用以实现胶片的整幅拍摄和局部放大拍摄时相机位置的调整，主要由支架、导轨、丝杠、电机和编码器组成。

8.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述机架(8)是数字化系统的主体结构支架，用以安装面阵CCD相机、输片机构、胶片展平机构、片夹锁定机构、拉片定位机构、背光照明机构、相机支架、机架、管理控制器、图像采集和存储器。

9.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述管理控制器(9)电连接并控制拉片定位机构、展平胶片机构、背光照明机构实现胶片的拉片、定位、展平和照明，同时设定面阵CCD相机对胶片数字化模式和拍摄时间，所述管理控制器(9)主要由下位机和机箱组成。

10.根据权利要求1所述的胶片数字化装置，其特征在于：所述图像采集和存储器(10)包括图形工作站、图像格式转换器、图像模拟器、高速磁盘阵列、PC机和显示屏；所述图形工作站完成接收来自面阵CCD相机的衅像数据并实时显示；所述图像格式转换器完成外部接 口和数据格式的转换，实现接口形式的统一；所述图像模拟器是用来模拟CCD视频信号，可以输出CCD视频信号，供系统自检用；所述PC机的软件平台为windows平台，包括操作界面、文件管理、采集控制、存储控制和显示控制。