RU1314800C - Method and apparatus to calibrate matrix photodetector - Google Patents

Method and apparatus to calibrate matrix photodetector Download PDF

Info

Publication number
RU1314800C
RU1314800C SU3876503A RU1314800C RU 1314800 C RU1314800 C RU 1314800C SU 3876503 A SU3876503 A SU 3876503A RU 1314800 C RU1314800 C RU 1314800C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
comparator
matrix photodetector
inputs
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Орловский
С.К. Наумов
С.О. Попов
Original Assignee
Опытно-конструкторское бюро "Омега"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Опытно-конструкторское бюро "Омега" filed Critical Опытно-конструкторское бюро "Омега"
Priority to SU3876503 priority Critical patent/RU1314800C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1314800C publication Critical patent/RU1314800C/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

FIELD: optical electronic television equipment. SUBSTANCE: matrix photodetector nonuniformity calibration method provides for treatment of photodetector with reference radiation, amplification of video signal of each ij member up to value of reference level, determination and storing of corresponding factor of compensation and following amplification of video signal from each ij member. During calibration point source reference radiation weight center coordinate is measured and photodetector is moved till coordinate of calibrated member coincides with coordinate of reference radiation weight center. Apparatus to compensate matrix photodetector video signal nonuniformity also has television camera 1, movement device 2, matching block 3, storing block 10, sequential approximation register 11, digital switch 12, comparator 13 and reference level code sensor. Analog-digital converter 4, coordinated discrete measuring unit 8, second digital switch 5, second and third comparators 7 and 9, multiplying unit 14 and counter 6 are added to the apparatus. This allows to exercise with high accuracy calibration of matrix photodetector during operation with point-type or local source of radiation. In the case, calibration as a version is exercised using both reference source of radiation and information light stream from source under study, that increases accuracy of compensation. EFFECT: increased accuracy of compensation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-электронной телевизионной технике и может быть использовано в устройствах для измерения координат и фотометрирования точечных объектов, в системах астроориентации и астронавигации, в которых используются матричные фотоприемники. The invention relates to optical-electronic television technology and can be used in devices for measuring the coordinates and photometry of point objects, in systems of astro-orientation and astronavigation, in which matrix photodetectors are used.

Целью изобретения является повышение точности компенсации неравномерности видеосигнала матричного фотоприем- ника. The aim of the invention is to improve the accuracy of compensating for uneven video signal of a matrix photodetector.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для калибровки матричного фотоприемника; на фиг.2 структурная схема дискретного измерителя координат. Figure 1 shows the structural diagram of a device for calibrating a matrix photodetector; figure 2 is a structural diagram of a discrete coordinate meter.

Способ калибровки матричного фотоприемника осуществляется следующим образом. The calibration method of the matrix photodetector is as follows.

При калибровке производят облучение фотоприемника с помощью точечного источника излучения и измеряют координаты центра тяжести точечного объекта в элементах разложения при использовании алгоритма со взвешиванием

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
где j номер элемента разложения по строке, т.е. номер столбца фотоприемника;
i номер cтроки;
Аj1 амплитуда видеосигнала от ij-го элемента.During calibration, the photodetector is irradiated using a point radiation source and the coordinates of the center of gravity of a point object in the decomposition elements are measured using the algorithm with weighting
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
where j is the number of the line expansion element, i.e. column number of the photodetector;
i line number;
And j1 is the amplitude of the video signal from the ij-th element.

Координаты

Figure 00000006
,
Figure 00000007
сравнивают с координатами I, у калибруемого элемента: в случае несовпадения координат перемещают фотоприемник (или световой поток относительно фотоприемника) до их совпадения. Затем определяют коэффициент коррекции чувствительности указанного элемента и запоминают его, после чего переходят к калибровке следующего элемента. В режиме компенсации видеосигнал ij-го элемента усиливают с соответствующим коэффициентом компенсации Nij.Coordinates
Figure 00000006
,
Figure 00000007
they are compared with the coordinates I, for the element being calibrated: in case of a mismatch of coordinates, the photodetector (or light flux relative to the photodetector) is moved until they coincide. Then, the sensitivity correction coefficient of the specified element is determined and stored, after which they proceed to the calibration of the next element. In the compensation mode, the video signal of the ij-th element is amplified with the corresponding compensation coefficient N ij .

Устройство для калибровки матричного фотоприемника содержит телевизионную камеру 1, включающую матричный фотоприемник и блок синхронизации, устройство 2 перемещения, блок 3 согласования, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, второй цифровой коммутатор 5, счетчик 6, третий компаратор 7, дискретный измеритель 8 координат, второй компаратор 9, блок 10 памяти, регистр 11 последовательных приближений, первый цифровой коммутатор 12, первый компаратор 13, блок 14 умножения, датчик 15 кода опорного уровня, вход 16 сигнала "Калибровка" и выход 17. The device for calibrating the matrix photodetector contains a television camera 1, including a matrix photodetector and a synchronization unit, a moving device 2, a matching unit 3, an analog-to-digital converter (ADC) 4, a second digital switch 5, a counter 6, a third comparator 7, a discrete coordinate measuring device 8 , a second comparator 9, a memory unit 10, a successive approximation register 11, a first digital switch 12, a first comparator 13, a multiplication unit 14, a reference level code sensor 15, a calibration signal input 16 and an output 17.

Дискретный измеритель 8 координат содержит пороговый блок 18, блоки 19 и 20 умножения, одновибратор 21, накапливающие сумматоры 22-24, блоки 25 и 26 деления и выходной регистр 27. The discrete coordinate meter 8 comprises a threshold block 18, multiplication blocks 19 and 20, a single vibrator 21, accumulating adders 22-24, division blocks 25 and 26, and an output register 27.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Сигнал "Калибровка", поступающий на вход 16, разрешает работу третьего компаратора 7 и переключает коммутатор 12 в режим, когда к его выходу подключается первый вход, соединенный с выходом регистра 11 последовательных приближений, переводит блок 10 памяти по пятому входу в режим адресации от счетчика 6, а также устанавливает счетчик 6 в исходное состояние. The signal “Calibration”, which is input 16, allows the third comparator 7 to work and switches the switch 12 to the mode when the first input connected to the output of the register 11 of successive approximations is connected to its output, puts the memory unit 10 at the fifth input into the addressing mode from the counter 6, and also sets the counter 6 to its original state.

С выхода счетчика 6 снимается код номера калибруемого элемента матричного фотоприемника Iy, где у номер элемента в строке или номер столбца, I номер строки, и поступает на вход компаратора 7. АЦП 4 преобразует напряжение видеосигнала с выхода телевизионной камеры 1 в цифровой код Aij поэлементно, так как через цифровой коммутатор 5 на его тактовый вход поступают тактовые импульсы (ТИ), следующие с частотой элементов. Этот цифровой код поступает на дискретный измеритель 8 координат, где вычисляются координаты центра тяжести точечного объекта, проецируемого на фоточувствительную поверхность матричного фотоприемника

Figure 00000008
в данном кадре. Во время кадрового гасящего импульса (КГИ) эти координаты записываются в выходной регистр измерителя и поступают таким образом на второй вход компаратора 7. Если равенства I=
Figure 00000009
, y=
Figure 00000010
не выполняются, то на первом выходе /> </ компаратора 7 будет сигнал, определяющий направление и величину движения устройства 2 перемещения. В течение некоторого числа кадров повторяются операции измерения координат и сравнения их со значениями Iy. Если I=
Figure 00000011
, y=
Figure 00000012
, то на первом выходе компаратора 7 сигналы отсутствуют, а на втором выходе /=/ возникает логическая "1", которая поступает на управляющий третий вход цифрового коммутатора 5 и на третий вход выбора регистра 11 последовательных приближений. В следующем кадре, когда код номера текущего элемента ij, поступающего на первый вход компаратора 9 с выхода телевизионной камеры 1, совпадает с кодом Iy на выходе счетчика 6, с выхода компаратора 9 снимается импульс, который поступает на тактовый вход АЦП 4. Таким образом, до окончания текущего кадра на выходе АЦП фиксируется код, характеризующий сигнал с элемента с номером Iy. Этот код поступает на первый вход блока 14 умножения, второй вход которого подключен к выходу регистра 11 последовательных приближений, который запускается по четвертому входу импульсом с выхода цифрового коммутатора 5. В течение (n+1) тактов, где n число разрядов на выходе кода регистра 11, осуществляется при помощи блока 14 умножения, компаратора 13, датчика 15 кода опорного уровня и регистра 11 формирование кода NIy коррекции чувствительности Iy-го элемента посредством сравнения произведения кодов сигнала АIy, с указанного элемента и подбираемого коэффициента коррекции NIy с кодом Nm опорного уровня. По окончании процесса подбора кода сигналом "Конец измерения" с второго выхода регистра 11 последовательных приближений производится запись значения NIy в ячейку блока 10 памяти по адресу Iy, который поступает на четвертый вход блока памяти с выхода счетчика 6. Этот же сигнал устанавливает счетчик 6 следующее состояние I, y+1.From the output of counter 6, the code number of the calibrated element of the matrix photodetector Iy is taken, where y is the element number in the row or column number, I is the row number, and is fed to the input of the comparator 7. The ADC 4 converts the voltage of the video signal from the output of the television camera 1 to the digital code A ij , since through the digital switch 5 to its clock input receives clock pulses (TI), the next with a frequency of elements. This digital code is fed to a discrete 8-coordinate meter, where the coordinates of the center of gravity of a point object projected onto the photosensitive surface of the matrix photodetector are calculated
Figure 00000008
in this frame. During the frame blanking pulse (CGI), these coordinates are recorded in the output register of the meter and thus arrive at the second input of the comparator 7. If the equalities I =
Figure 00000009
, y =
Figure 00000010
are not executed, then at the first output /></ of the comparator 7 there will be a signal that determines the direction and magnitude of the movement of the device 2 movement. For a certain number of frames, the operations of measuring coordinates and comparing them with the values of I y are repeated. If I =
Figure 00000011
, y =
Figure 00000012
, then at the first output of comparator 7 there are no signals, and at the second output / = / a logical “1” appears, which goes to the control third input of the digital switch 5 and to the third input of the selection of the register 11 of successive approximations. In the next frame, when the code number of the current element ij arriving at the first input of the comparator 9 from the output of the television camera 1 coincides with the code Iy at the output of the counter 6, the pulse is transmitted from the output of the comparator 9, which is fed to the clock input of the ADC 4. Thus, Before the end of the current frame, the code characterizing the signal from the element with the number Iy is recorded at the ADC output. This code is fed to the first input of the multiplication unit 14, the second input of which is connected to the output of the consecutive approximation register 11, which is triggered by the fourth input by a pulse from the output of the digital switch 5. During (n + 1) clock cycles, where n is the number of bits at the output of the register code 11, it is carried out using the multiplication unit 14, the comparator 13, the reference level code sensor 15 and the register 11 to generate the sensitivity correction code N Iy of the Iy element by comparing the product of the signal codes A Iy from the specified element and the selected correction coefficient N Iy with code N m of the reference level. At the end of the code selection process, the signal “End of measurement” from the second output of the register of 11 successive approximations records the value of N Iy in the cell of the memory block 10 at the address Iy, which is fed to the fourth input of the memory block from the output of counter 6. The same signal sets counter 6 as follows state I, y + 1.

Тогда сигнал с второго выхода (=) компаратора 8 снимается, цифровой коммутатор 5 возвращается в исходное состояние, обеспечивающее работу АЦП 4 в поэлементном режиме и дискретного измерителя 8 координат, а регистр 11 последовательных приближений выключается по входу выбора. Then the signal from the second output (=) of the comparator 8 is removed, the digital switch 5 is returned to its original state, which ensures the operation of the ADC 4 in a bitwise mode and a discrete coordinate meter 8, and the register of successive approximations is turned off by the selection input.

Далее процессы, описанные выше, повторяются до нахождения коэффициента NI, y+1 коррекции чувствительности элемента с номером I, y+1.Further, the processes described above are repeated until the coefficient N I , y + 1 is found for the sensitivity correction of the element with the number I, y + 1.

Таким образом, осуществляется калибровка всех элементов матричного фотоприемника. Thus, the calibration of all elements of the matrix photodetector is carried out.

По окончании калибровки сигнал "Калибровка" с входа 16 снимается, что может быть сделано посредством дешифрации конечного состояния счетчика 6, и устройство переводится в режим компенсации: выход коммутатора 12 подключается теперь к его второму входу, соединенному с выходом блока 10 памяти, который адресуется уже от блока синхронизации телевизионной камеры 1. At the end of the calibration, the “Calibration” signal from the input 16 is removed, which can be done by decrypting the final state of the counter 6, and the device switches to compensation mode: the output of the switch 12 is now connected to its second input connected to the output of the memory unit 10, which is already addressed from the synchronization unit of the television camera 1.

Код с выхода АЦП 4 А поступает на блок 14 умножения, где умножается на коэффициент компенсации Nij и в результате на выход 17 поступает откорректированный по неравномерности чувствительности видеосигнал в виде меняющегося с частотой элементов двоичного кода.The code from the output of the ADC 4 A iu goes to the multiplication unit 14, where it is multiplied by the compensation coefficient N ij and, as a result, the video signal corrected by the unevenness of sensitivity comes in the form of a binary code that varies with the frequency of the elements.

Claims (3)

1. Способ калибровки матричного фотоприемника, заключающийся в облучении матричного фотоприемника излучением эталонного источника излучения, усилении видеосигнала с каждого ij-го элемента, где i номер строки матричного фотоприемника, j номер его столбца, до величины опорного уровня, определение и запоминание коэффициента компенсации Ni для каждого элемента и последующем усилении видеосигнала с каждого ij-го элемента с коэффициентом компенсации Ni, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации неравномерности видеосигнала матричного фотоприемника, определяют координату центра тяжести светового пятна эталонного источника излучения, измеряют координату ij-го элемента матричного фотоприемника, сравнивают их между собой и сдвигают матричный фотоприемник до совпадения координаты ij-го элемента с координатой центра тяжести эталонного источника излучения.1. The method of calibrating the matrix photodetector, which consists in irradiating the matrix photodetector with radiation from a reference radiation source, amplifying the video signal from each ij-th element, where i is the row number of the matrix photodetector, j is the column number to the reference level, determining and storing the compensation coefficient N i for each element and the subsequent amplification of the video signal from each ij-th element with a compensation coefficient N i , characterized in that, in order to improve the accuracy of compensation for uneven video signal matrix photodetector, determine the coordinate of the center of gravity of the light spot of the reference radiation source, measure the coordinate of the ij-th element of the matrix photodetector, compare them with each other and shift the matrix photodetector until the coordinate of the ij-th element coincides with the coordinate of the center of gravity of the reference radiation source. 2. Устройство для калибровки матричного фотоприемника, содержащее телевизионную камеру, включающую матричный фотоприемник и блок синхронизации, связанную с устройством перемещения, соединенным с блоком согласования, а также блок памяти, регистр последовательных приближений, цифровой коммутатор, компаратор и датчик кода опорного уровня, выход которого соединен с вторым входом компаратора, подключенного выходом к первому входу регистра последовательных приближений, второй вход которого соединен с выходом телевизионной камеры и вторым входом блока памяти, а выход с первым входом блока памяти и первым входом цифрового коммутатора, второй вход которого подключен к выходу блока памяти, отличающееся тем, что в него введены аналого-цифровой преобразователь, дискретный измеритель координат, второй цифровой коммутатор, второй и третий компараторы, блок умножения и счетчик, вход которого соединен с третьим входом блока памяти и вторым выходом регистра последовательных приближений, подключенного третьим входом к третьему входу второго цифрового коммутатора и второму выходу третьего компаратора, первый выход которого соединен с входом блока согласования, первый вход с выходом счетчика, четвертым входом блока памяти и вторым входом второго компаратора, подключенного первым входом к выходу телевизионной камеры, первому входу аналого-цифрового преобразователя и первого входа второго цифрового коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, первый выход с четвертым входом регистра последовательных приближений и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход с вторым входом дискретного измерителя координат, подключенного выходом к второму входу третьего компаратора, а первым входом к выходу аналого-цифрового преобразователя и первому входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого компаратора и выходом устройства, а второй вход с выходом первого цифрового коммутатора, подключенного третьим входом к третьему входу третьего компаратора и пятому входу блока памяти. 2. A device for calibrating a matrix photodetector comprising a television camera including a matrix photodetector and a synchronization unit associated with a moving device connected to the matching unit, as well as a memory unit, a successive approximation register, a digital switch, a comparator and a reference level code sensor, the output of which connected to the second input of the comparator connected by the output to the first input of the sequential approximation register, the second input of which is connected to the output of the television camera and the second the input of the memory unit, and the output with the first input of the memory unit and the first input of the digital switch, the second input of which is connected to the output of the memory unit, characterized in that an analog-to-digital converter, a discrete coordinate meter, a second digital switch, the second and third comparators are introduced into it , a multiplication unit and a counter, the input of which is connected to the third input of the memory unit and the second output of the sequential approximation register connected by the third input to the third input of the second digital switch and the second output a third comparator, the first output of which is connected to the input of the matching unit, the first input with the output of the counter, the fourth input of the memory unit and the second input of the second comparator connected by the first input to the output of the television camera, the first input of the analog-to-digital converter and the first input of the second digital switch, the second the input of which is connected to the output of the second comparator, the first output with the fourth input of the sequential approximation register and the second input of the analog-to-digital converter, and the second output from the second m input of a discrete coordinate meter connected to the second input of the third comparator, and the first input to the output of the analog-to-digital converter and the first input of the multiplication unit, the output of which is connected to the first input of the first comparator and the output of the device, and the second input to the output of the first digital switch, connected by the third input to the third input of the third comparator and the fifth input of the memory block. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дискретный измеритель координат содержит пороговый блок, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков умножения, выходы каждого из которых подключены к первым входам первого и второго сумматоров соответственно, выходы которых подключены к первым входам первого и второго блоков деления, выходы которых соединены с входами выходного регистра, подключенного к входу компаратора, а также последовательно соединенные одновибратор и третий сумматор, выход которого подключен к вторым входам блоков деления, при этом выход одновибратора дополнительно подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, а вход соединен с выходом цифрового коммутатора, другой выход которого соединен с третьими входами блоков деления, выход цифрового коммутатора дополнительно соединен с вторыми входами блоков умножения и с четвертыми входами блоков деления, выход порогового блока соединен с вторым входом третьего сумматора, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу порогового блока, третьим входом первого, второго блоков умножения и третьего сумматора. 3. The device according to claim 2, characterized in that the discrete coordinate meter comprises a threshold block, the output of which is connected to the first inputs of the first and second multiplication blocks, the outputs of each of which are connected to the first inputs of the first and second adders, respectively, the outputs of which are connected to the first the inputs of the first and second blocks of division, the outputs of which are connected to the inputs of the output register connected to the input of the comparator, as well as a series-connected single vibrator and a third adder, the output of which is connected to the second m inputs of the division blocks, while the output of the one-shot is additionally connected to the second inputs of the first and second adders, and the input is connected to the output of the digital switch, the other output of which is connected to the third inputs of the division blocks, the output of the digital switch is additionally connected to the second inputs of the multiplication units and to the fourth the inputs of the division blocks, the output of the threshold block is connected to the second input of the third adder, and the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the threshold block, the third input of the first, second a multiplication unit and the third adder.
SU3876503 1985-04-04 1985-04-04 Method and apparatus to calibrate matrix photodetector RU1314800C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3876503 RU1314800C (en) 1985-04-04 1985-04-04 Method and apparatus to calibrate matrix photodetector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3876503 RU1314800C (en) 1985-04-04 1985-04-04 Method and apparatus to calibrate matrix photodetector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1314800C true RU1314800C (en) 1995-10-20

Family

ID=30440237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU3876503 RU1314800C (en) 1985-04-04 1985-04-04 Method and apparatus to calibrate matrix photodetector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1314800C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729946C1 (en) * 2019-11-20 2020-08-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method of flight absolute radiometric calibration using probing signal

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1117858, кл.H 04N 5/21, 1984. *
Патент США N 4032975, кл. H 04N 3/14, 1977. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729946C1 (en) * 2019-11-20 2020-08-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method of flight absolute radiometric calibration using probing signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5352884A (en) Method and apparatus for providing offset for light detector
US4343021A (en) Image sensor sensitivity variation compensator
AU3723393A (en) Method and apparatus for dynamic correction of microscopic image signals
US4658431A (en) Star sensor using CCD
SU1431694A3 (en) Device for correcting digital signal
JPH0364216A (en) Method and apparatus for accurately digitalizing analog signal
JPH04274791A (en) Detecting method and apparatus wherein base potential is corrected
US5604347A (en) Method and means for compensating for row variable offsets in a large area solid state x-ray detector
RU1314800C (en) Method and apparatus to calibrate matrix photodetector
CA1257351A (en) Cross correlator
JP2023540051A (en) Event sensors and methods for generating signal streams containing event data
JPS60213805A (en) Size measuring method
US5223841A (en) Calibration method and apparatus for collecting the output of an array of detector cells
RU2065669C1 (en) Photodetector device which compensates variations in characteristics of photo sensitive elements
JPS5847225A (en) Method and device for correcting temperature for solid state sensor
SU1619198A1 (en) Device for measuring modulus of gain ratio of four-terminal networks
SU1117858A1 (en) Process for compensating variations in video signal of matrix photodetector
RU2025905C1 (en) Device for compensation of spread of parameters of photosensitive cells of multielement detector
JPH05264348A (en) Method of correcting sensitivity among elements of multi-element infrared detector
JP2002366930A (en) Image measuring camera
SU924914A2 (en) Device for automatic compensation of video signal background non-uniformity
SU1479878A1 (en) Device for recording single shocks
GB2161301A (en) Cross-correlator
RU2105427C1 (en) Method for compensation of spread in values of sensitive elements of photodetector
JPH0726871B2 (en) Infrared sensor signal processing circuit