RU2491755C1 - Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method - Google Patents
Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491755C1 RU2491755C1 RU2012116808/07A RU2012116808A RU2491755C1 RU 2491755 C1 RU2491755 C1 RU 2491755C1 RU 2012116808/07 A RU2012116808/07 A RU 2012116808/07A RU 2012116808 A RU2012116808 A RU 2012116808A RU 2491755 C1 RU2491755 C1 RU 2491755C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- camera
- computer
- control
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к телевизионной технике и преимущественно может быть использовано в системах анализа интерферограмм, в телекамерах которых в качестве датчиков видеосигнала применены матрицы приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС).The alleged invention relates to television technology and can mainly be used in systems for the analysis of interferograms, in television cameras of which sensors of charge-coupled devices (CCD matrices) are used as video signal sensors.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать способ компьютерной регистрации сигнала изображения интерферограмм [1], заключающийся в том, что в телекамере световой поток от интерференционной картины контролируемого объекта проецируют с периодом кадров Тк на фотоприемную секцию матрицы приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС) в интервале обратного хода кадровой развертки tо.х.к., в интервале прямого хода по кадру построчно переносят из фотоприемной секции накопленные зарядовые пакеты в выходной горизонтальный регистр, поэлементно преобразуют на выходе матрицы ПЗС зарядовые пакеты в электрический сигнал изображения, осуществляют поэлементное умножение видеосигнала на регулируемый коэффициент К<1, построчно и поэлементно вводят обработанный видеосигнал во входной регистр матрицы ПЗС путем выполнения преобразования «напряжение - заряд», суммируют в матрице ПЗС зарядовые пакеты смежных кадров, формируют на выходе телекамеры композитный видеосигнал, транслируют композитный видеосигнал телекамеры по линии связи на вход «видео» компьютера, записывают видеосигнал в память компьютера, воспроизводят видеосигнал записи на экране монитора компьютера.The closest in technical essence to the claimed invention should be considered a method of computer recording the image signal of interferograms [1], which consists in the fact that in the television camera the light flux from the interference pattern of the controlled object is projected with a frame period T to on the photodetector section of the matrix of devices with charge coupling (matrix CCD) in the interval of the reverse course of the vertical scan t o.h.k. , in the interval of the forward stroke in the frame, the accumulated charge packets are transferred line-by-line from the photodetector section to the output horizontal register, the charge packets are converted element-by-element at the CCD matrix output into an electric image signal, the video signal is element-wise multiplied by an adjustable coefficient K <1, and the processed video signal is introduced line-by-line and element-wise into the input register of the CCD matrix by performing the voltage-charge transformation, sum the charge packets of adjacent frames in the CCD matrix, form ode composite video cameras, broadcast cameras for the composite video signal line connection to the input of the computer, "video", a video signal is recorded in the computer memory, reproduce recording video on the computer screen.
Недостатком прототипа [1] является невысокое качество записи сигнала изображения из-за неучтенного воздействия собственных шумов фотоприемника телекамеры в процессе преобразования «напряжение - заряд», а также отсутствие необходимых технологических возможностей при выполнении регулировочных работ по рекурсивной фильтрации.The disadvantage of the prototype [1] is the low quality of the image signal recording due to the unaccounted for exposure to the noise of the camera’s photodetector during the “voltage-charge” conversion, as well as the lack of necessary technological capabilities when performing adjustment work on recursive filtering.
Задача изобретения - повышение качества записи сигнала изображения путем повышение отношения сигнал/шум телекамеры и выполнения регулировочных работ по рекурсивной фильтрации видеосигнала непосредственно с компьютера.The objective of the invention is to improve the recording quality of the image signal by increasing the signal-to-noise ratio of the camera and performing adjustment work on the recursive filtering of the video signal directly from the computer.
Прототип устройства предполагаемого изобретения - телевизионная система для компьютерной регистрации сигнала изображения интерферограмм [1] имеет в своем составе на приемной стороне компьютер, а на передающей стороне - телекамеру, содержащую последовательно расположенные и оптически связанные затвор или импульсный источник света и матрицу ПЗС, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью блока преобразования напряжения в заряд (БПНЗ) и входного горизонтального регистра, фотоприемной секции (секции накопления), выходного горизонтального регистра и блока преобразования заряда в напряжение (БПЗН); блок управления, содержащий синхронизатор, делитель частоты, одновибратор, а также последовательно соединенные формирователь фазных напряжений секции накопления и первый преобразователь уровней (ПУ), последовательно соединенные формирователь фазных напряжений регистров и второй ПУ; предварительный усилитель, информационный вход которого подключен к выходу БПЗН матрицы ПЗС, а выход является выходом «Видео» телекамеры; последовательно соединенные делитель напряжения и повторитель, при этом вход делителя напряжения соединен с выходом предварительного усилителя и является входом «Управление» телекамеры, а выход повторителя соединен с входом БПНЗ; первый выход первого ПУ подключен к управляющим входам секции накопления матрицы ПЗС, а управляющие входы входного и выходного горизонтальных регистров матрицы ПЗС подключены к выходу второго ПУ, выход одновибратора подключен к входу затвора или импульсного источника света, а между блоками передающей и приемной стороны системы размещена линия связи, обеспечивающая по кабелю трансляцию сигнала «Видео» с телекамеры на компьютер.The prototype of the device of the alleged invention is a television system for computer recording of the image signal of interferograms [1] incorporates a computer on the receiving side, and on the transmitting side a television camera containing a sequentially located and optically coupled shutter or pulsed light source and a CCD array consisting of in series connected by a charge-coupled unit for converting voltage to charge (BPNZ) and the input horizontal register, photodetector section (accumulation section), output g rizontalnogo register and charge to voltage conversion unit (BPZN); a control unit comprising a synchronizer, a frequency divider, a single vibrator, as well as a series-connected phase voltage generator of the accumulation section and a first level converter (PU), series-connected phase voltage generator of the registers and the second PU; a preamplifier, the information input of which is connected to the output of the CCD of the CCD, and the output is the output of the "Video" camera; series-connected voltage divider and repeater, while the input of the voltage divider is connected to the output of the pre-amplifier and is the input "Control" of the camera, and the output of the repeater is connected to the input BPNZ; the first output of the first control unit is connected to the control inputs of the CCD array accumulation section, and the control inputs of the input and output horizontal registers of the CCD matrix are connected to the output of the second control unit, the output of the single-shot is connected to the input of the shutter or pulsed light source, and a line is placed between the blocks of the transmitting and receiving sides of the system communication, providing cable broadcast signal "Video" from the camera to the computer.
Для устройства прототипа предполагается наличие следующих признаков:For the prototype device, the following features are expected:
- предварительный усилитель телекамеры может быть выполнен в виде усилителя-формирователя, обеспечивающего получение на выходе композитного видеосигнала;- the pre-amplifier of the camera can be made in the form of an amplifier-shaper, providing a composite video signal at the output;
- блок управления телекамеры является генератором управляющих импульсов (ГУИ), который может быть выполнен в виде комплекта из двух микросхем, а именно: микросхемы временного контроллера и микросхемы ПУ;- the camera control unit is a control pulse generator (GUI), which can be made in the form of a set of two microcircuits, namely: a temporary controller microcircuit and a PU microcircuit;
- синхронизатор, делитель частоты, формирователь фазных напряжений секции накопления и формирователь фазных напряжений регистров могут быть выполнены в составе микросхемы временного контроллера;- a synchronizer, a frequency divider, a phase voltage generator of the accumulation section and a phase voltage generator of the registers can be made as part of a temporary controller chip;
- первый и второй ПУ могут быть выполнены в составе микросхемы ПУ;- the first and second launchers can be made as part of the launcher microcircuit;
- в качестве видеоконтрольного блока использован персональный компьютер, например, компьютер с операционной системой Windows ХР, в котором установлен аппаратный продукт серии AVerTV [2].- a personal computer was used as a video control unit, for example, a computer with the Windows XP operating system in which the AVerTV series hardware product was installed [2].
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом способе компьютерной регистрации сигнала изображения интерферограмм заключающемся в том, что в телекамере световой поток от интерференционной картины контролируемого объекта проецируют с периодом кадров Тк на фотоприемную секцию матрицы ПЗС в интервале обратного хода кадровой развертки tо.х.к., суммируют в матрице ПЗС зарядовые пакеты смежных кадров, поэлементно преобразуют на выходе матрицы ПЗС зарядовые пакеты в электрический сигнал изображения, формируют на выходе телекамеры композитный видеосигнал, транслируют композитный видеосигнал телекамеры по линии связи на вход «видео» компьютера, записывают видеосигнал в память компьютера, воспроизводят видеосигнал записи на экране монитора компьютера, согласно предлагаемому способу зарядовые пакеты одного из двух смежных кадров накапливают в течение всего интервала tо.х.к., а другого кадра (последующего по отношению к первому) - в течение промежутка tо.х.к./n, где n - целое число, последовательно в течение интервалов прямого хода по кадру переносят зарядовые пакеты «длинного» и «короткого» кадров из секции накопления в секцию памяти матрицы, суммируют с периодом 2Тк заряды смежных кадров в секции памяти, считывают из фотоприемника накопленный в зарядовой форме полезный сигнал изображения с периодом 2Тк, формируют с периодом 2Тк на выходе телекамеры полезный композитный видеосигнал, а считывают из памяти компьютера информационный видеосигнал с периодом Тк, причем по наблюдаемому на экране монитора изображению выполняют оптимизацию рекурсивной фильтрации записываемого и регистрируемого сигнала изображения путем дистанционного выбора с компьютера длительности «короткой» экспозиции в телекамере.The problem is solved in that in the claimed method of computer recording an image signal of interferograms consisting in the fact that in a television camera the light flux from the interference pattern of the controlled object is projected with a frame period T to the photodetector section of the CCD in the interval of the reverse frame scan t t.x. to. summarize charge packets of adjacent frames in the CCD matrix, charge packets at the output of the CCD matrix charge packets into an electric image signal, form a composite video signal at the output of the camera, broadcast the composite video signal of the camera through the communication line to the computer’s video input, record the video signal into the computer’s memory, reproduce the recording video signal on the computer monitor screen, according to the proposed method, the charge packets of one of the two adjacent frames are accumulated over the entire interval t o.h.k. and another frame (subsequent to the first) - during the interval t o.h.k. / n, where n is an integer, charge packets of “long” and “short” frames from the accumulation section to the matrix memory section are transferred sequentially during forward intervals over the frame, summed with a period of 2T to charges of adjacent frames in the memory section, read from photodetector charge accumulated in the image form a useful signal with a period of 2T to form a with a period of 2T at the output of the camera to a useful composite video signal, and read from the memory of the computer video information signal with a period T k, and the observed on the screen monitor image optimize the recursive filtering of the recorded and recorded image signal by remote selection from the computer the duration of the "short" exposure in the camera.
Поставленная задача в заявляемой телевизионной системе, предназначенной для осуществления заявленного способа, решается тем, что в устройство прототипа, имеющее в своем составе на приемной стороне компьютер, а на передающей стороне - телекамеру, содержащую последовательно расположенные и оптически связанные затвор и матрицу ПЗС, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной секции (секции накопления), выходного горизонтального регистра и блока преобразования заряда в напряжение (БПЗН), а также генератор управляющих импульсов (ГУН), состоящий из временного контроллера, первого преобразователя уровней (ПУ) и выполняющего управление затвором формирователя импульсов экспозиции (ФИЭ), содержащего в своем составе первый одновибратор, также в состав телекамеры входит усилитель-формирователь, информационный вход которого подключен к выходу БПЗН матрицы ПЗС, а выход является выходом «Видео» телекамеры, причем первый выход временного контроллера подключен к первому входу первого ПУ, а второй выход временного контроллера - ко второму входу первого ПУ, первый выход первого ПУ подключен к управляющим входам секции накопления матрицы ПЗС, управляющие входы выходного горизонтального регистра которой подключены ко второму выходу первого ПУ, третий выход временного контроллера подключен к управляющему ФИЭ и соответственно к входу первого одновибратора, а четвертый выход временного контроллера - к управляющему входу усилителя-формирователя телекамеры, а между блоками передающей и приемной стороны системы - линию связи, обеспечивающую по кабелю трансляцию сигнала «Видео» с телекамеры на компьютер, введена на кристалл матрицы ПЗС телекамеры между секцией накопления и горизонтальным регистром введена секция памяти, связанная с ними зарядовой связью, в состав ГУИ телекамеры введены последовательно включенные формирователь импульсов памяти (ФИЛ) и второй ПУ, выход которого подключен к управляющим входам секции памяти матрицы ПЗС, а в состав ФИЭ введены последовательно соединенные блок сопряжения и электропривод, второй одновибратор, счетчик-делитель на два, первый элемент «И», второй элемент «И» и элемент «ИЛИ», при этом первый вход ФИП подключен к первому выходу временного контроллера, второй вход ФИП - к третьему выходу временного контроллера, третий вход ФИП, является входом «Пуск» телекамеры, четвертый вход ФИП - входом «Стоп» телекамеры, а первый вход блока сопряжения ФИЭ - входом «Управление экспозицией» телекамеры, вход «Стоп» которой подключен ко второму входу блока сопряжения ФИЭ, вход счетчика-делителя на два ФИЭ подключен к третьему выходу временного контроллера, прямой выход счетчика-делителя на два - к первому входу первого элемента «И», а инверсный выход счетчика-делителя на два - к первому входу второго элемента «И», выход которого подключен к первому входу элемента «ИЛИ», второй вход которого подключен к выходу первого элемента «И», второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора, вход второго одновибратора подключен к управляющему входу ФИЭ, выход второго одновибратора - ко второму входу второго элемента «И», а времязадающий элемент второго одновибратора кинематически связан с электроприводом, выход элемента «ИЛИ» является выходом ФИЭ и подключен к управляющему входу затвора, при этом в разъем расширения на материнской плате компьютера дополнительно установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для преобразования входного аналогового видеосигнала в цифровую форму, ввода цифрового видеосигнала в оперативную память с периодом 2Тк, и вывода из нее с периодом Тк, причем в компьютере обеспечивается формирование управляющих сигналов «Пуск», «Стоп» и «Управление экспозицией», а в линию связи введены дополнительные жилы кабеля для выполнения соединения сигналов «Пуск», «Стоп» и «Управление экспозицией» на компьютере с входами этих сигналов в телекамере, причем выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения интерферограмм телевизионной системы.The problem in the claimed television system, designed to implement the claimed method, is solved by the fact that in the prototype device, which includes a computer on the receiving side, and on the transmitting side, a television camera containing sequentially located and optically coupled shutter and CCD matrix, consisting of sequentially connected by charge communication of the photodetector section (accumulation section), the output horizontal register and the charge-to-voltage conversion unit (BPS), as well as a control generator pulses (VCO), consisting of a temporary controller, the first level converter (PU) and controlling the shutter of the exposure pulse shaper (FIE), which contains the first single-shot, the camera also includes an amplifier-shaper, the information input of which is connected to the output CCD sensor CCD, and the output is the output of the "Video" camera, and the first output of the temporary controller is connected to the first input of the first control unit, and the second output of the temporary controller to the second input of the first control unit, p The first output of the first control unit is connected to the control inputs of the CCD array accumulation section, the control inputs of the output horizontal register of which are connected to the second output of the first control unit, the third output of the temporary controller is connected to the control FIE and, accordingly, to the input of the first one-shot, and the fourth output of the temporary controller is connected to the control input amplifier-shaper of the television camera, and between the blocks of the transmitting and receiving sides of the system - a communication line that provides cable broadcast signal "Video" from the camera to a computer, a memory section is connected between the accumulation section and a horizontal register on the CCD matrix of the camera, a memory section connected with them is charged by charge, a memory pulse shaper (PHIL) and a second memory controller are connected to the GUI of the camera and its output is connected to the control inputs of the matrix memory section A CCD, and a coupler and an electric drive, a second one-shot, a counter-divider into two, the first element “And”, the second element “And” and the element “OR”, are introduced into the FIE the first FIP input is connected to the first output of the temporary controller, the second FIP input is to the third output of the temporary controller, the third FIP input is the “Start” input of the camera, the fourth FIP input is the input “Stop” of the camera, and the first input of the FIE interface unit is the input “ Exposure control ”of the camera, the“ Stop ”input of which is connected to the second input of the FIE interface unit, the input of the counter-divider into two FIEs is connected to the third output of the temporary controller, the direct output of the counter-divider by two is connected to the first input of the first“ And ”element, and inverse the second output of the counter-divider by two - to the first input of the second AND element, the output of which is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the first AND element, the second input of which is connected to the output of the first one-shot, input the second one-shot is connected to the control input of the FIE, the output of the second one-shot to the second input of the second element "And", and the timing element of the second one-shot is kinematically connected to the electric drive, the output of the element "OR" is the output of the FIE and connected to the control at the same time, the video input is matched to the expansion connector on the motherboard of the computer, coordinated via the I / O channels, control and power supply with the computer bus and designed to convert the input analog video signal to digital form, input the digital video signal into RAM with a period of 2T k, and output therefrom to the period T c, and is provided in the computer generation of control "Start" signal, the "Stop" and "exposure control System", and in the communication line to the introduced additional conductor blanching for connection signal "Start", "Stop" and "Exposure Control" on the computer with inputs these signals to the television camera, the output video signal is a video card output image signal interferograms television system.
Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемый способ отличается, во-первых, условием осуществления признака (действия), а именно условием осуществления рекурсивной фильтрации зарядового изображения в матрице ПЗС. Если в прототипе этому действию предшествует преобразование «напряжение - заряд» для каждого элемента кадрового массива, то в заявляемом решении такая операция полностью исключается. Принимая, что в матрице ПЗС дисперсия шума БПЗН равна дисперсии шума БПНЗ, а считывание видеосигнала из ПЗС производится не с периодом Тк, (как в прототипе), а с периодом 2Тк, получаем на выходе фотоприемника для заявляемого решения уменьшение шума в
Второе отличие заявляемого способа определяется наличием нового действия, а именно созданием для фотоприемника «короткой» экспозиции оптимальной длительности при помощи дистанционного управления телекамерой с компьютера.The second difference of the proposed method is determined by the presence of a new action, namely the creation of a “short” exposure for the photodetector of optimal duration using remote control of the camera from a computer.
В результате реализации такого действия обеспечивается крайне желательное удобство выполнения регулировочных работ по оптимизации видеосигнала записи для регистрации интерферограмм.As a result of the implementation of this action, it is extremely desirable to carry out adjustment work to optimize the recording video signal for recording interferograms.
Совокупность известных и новых признаков не известна из уровня техники, поэтому заявляемый способ отвечает требованию новизны.The combination of known and new features is not known from the prior art, therefore, the claimed method meets the requirement of novelty.
Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемая телевизионная система отличается наличием новых блоков, в числе которых: секция памяти на общем на кристалле матрицы ПЗС, ФИП, второй ПУ, ФИЭ с дополнительными элементами - в составе ГУИ, плата видео в компьютере; наличием новых связей между новыми и остальными блоками соответственно в составе телекамеры и компьютера, а также дополнительными жилами кабеля в линии связи.Comparative analysis with the prototype [1] shows that the claimed television system is distinguished by the presence of new units, including: a memory section on a common CCD, FIP matrix, second PU, FIE with additional elements - as part of the GUI, video card in the computer; the presence of new connections between the new and other units, respectively, as part of the camera and computer, as well as additional cable cores in the communication line.
Совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства не известна из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The combination of known and new features of the claimed device is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.
В заявляемом решении необходимое для рекурсивной фильтрации суммирование прямого и задержанного видеосигналов производится с выигрышем в отношении сигнал/шум за счет снижения шумовой составляющей.In the claimed solution, the summation of the direct and delayed video signals necessary for recursive filtering is performed with a gain in the signal-to-noise ratio by reducing the noise component.
По техническому результату и методу его достижения предлагаемое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.According to the technical result and the method of its achievement, the proposed solution meets the criterion of the presence of an inventive step.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства телевизионной системы, реализующей заявляемый способ; на фиг.2 приведен пример выполнения электрической схемы ФИП; на фиг.3 - пример выполнения электрической схемы ФИЭ; на фиг.4 - временная диаграмма, поясняющая работу ФИЭ; на фиг.5 представлена временная диаграмма, поясняющая работу ФИП и в целом телекамеры; на фиг.6 представлено обозначение выводов отечественной микросхемы К561ИЕ11 для пояснения возможности выполнения ФИЭ полностью цифровым методом; на фиг.7 приведена структурная схема телевизионной системы при реализации в ней полностью цифрового управления рекурсивной фильтрацией.Figure 1 shows a structural diagram of a device of a television system that implements the inventive method; figure 2 shows an example of the implementation of the electric circuit FIP; figure 3 is an example of the electrical circuit of the FIE; figure 4 is a timing chart explaining the operation of the FIE; figure 5 presents a timing chart explaining the operation of the FIP and the camera as a whole; figure 6 presents the designation of the findings of the domestic chip K561IE11 to explain the feasibility of performing the FIE fully digital method; Fig.7 shows a structural diagram of a television system when it implements a fully digital control of recursive filtering.
Телевизионная система для компьютерной регистрации сигнала изображения интерферограмм, см. фиг.1, имеет в своем составе на приемной стороне компьютер в позиции 2, а на передающей стороне - телекамеру в позиции 1, содержащую последовательно расположенные и оптически связанные объектив 1-1 и матрицу 1-2 ПЗС, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной секции 1-2-1, секции памяти 1-2-2, горизонтального регистра 1-2-3 и БПЗН 1-2-4, а также ГУИ 1-3, состоящий из временного контроллера 1-3-1, первого ПУ 1-3-2, ФИП 1-3-3, второго ПУ 1-3-4 и ФИЭ 1-3-5, и усилитель-формирователь 1-4, причем ФИЭ 1-3-5, см. фиг.3, состоит из первого одновибратора 1-3-5-1, второго одновибратора 1-3-5-2, последовательно соединенных блока сопряжения 1-3-5-3 и электропривода 1-3-5-4, счетчика-делителя на два 1-3-5-5, первого элемента «И» 1-3-5-6, второго элемента «И» 1-3-5-7 и элемента «ИЛИ» 1-3-5-8; при этом первый выход временного контроллера 1-3-1 подключен к первому входу ПУ 1-3-2 и соответственно к первому входу ФИП 1-3-3, второй выход временного контроллера 1-3-1 - ко второму входу ПУ 1-3-2, третий выход временного контроллера 1-3-1 - ко второму входу ФИП 1-3-3, к управляющему входу ФИЭ 1-3-5 и соответственно к входу счетчика-делителя на два1-3-5-5 и к входам обоих одновибраторов 1-3-5-1 и 1-3-5-2, а четвертый выход временного контроллера 1-3-1 - к управляющему входу усилителя-формирователя 1-4, выход которого является выходом «Видео» телекамеры, информационный вход усилителя-формирователя 1-4 подключен к выходу БПЗН 1-2-4 матрицы ПЗС, управляющие входы секции накопления 1-2-1 которой подключены к первому выходу ПУ 1-3-2, второй выход которого подключен к управляющим входам горизонтального регистра 1-2-3 матрицы ПЗС, управляющие входы секции памяти 1-2-2 которой подключены к выходу ПУ 1-3-4, вход которого подключен к выходу ФИП 1-3-3, третий и четвертый входы которого являются соответственно входами «Пуск» и «Стоп» телекамеры, а первый вход блока сопряжения 1-3-5-3 - входом «Управление экспозицией» телекамеры, вход «Стоп» которой подключен ко второму входу блока сопряжения 1-3-5-3, при этом прямой выход счетчика-делителя на два 1-3-5-5 подключен к первому входу элемента «И» 1-3-5-6, а инверсный выход счетчика-делителя на два 1-3-5-5 - к первому входу элемента «И» 1-3-5-7, выход которого подключен к первому входу элемента «ИЛИ» 1-3-5-8, второй вход которого подключен к выходу элемента «И» 1-3-5-6, второй вход которого подключен к выходу одновибратора 1-3-5-1; выход одновибратора 1-3-5-2 подключен ко второму входу элемента «И» 1-3-5-7, а времязадающий элемент одновибратора 1-3-5-2 кинематически связан с электроприводом 1-3-5-4, выход элемента «ИЛИ» 1-3-5-8 является выходом ФИЭ 1-3-5 и подключен к управляющему входу затвора 1-1 телекамеры; на материнской плате компьютера 2 в разъем расширения установлена плата видео, а между приемной и передающей сторонами проложена линия связи в позиции 3, обеспечивающая по жилам кабеля трансляцию управляющих сигналов «Пуск», «Стоп» и «Управление экспозицией» с компьютера 2 на телекамеру 1 и сигнала «Видео» с телекамеры 1 на компьютер 2, причем выход видеосигнала платы видео в компьютере 2 является выходом сигнала изображения интерферограмм телевизионной системы.A television system for computer recording an image signal of interferograms, see Fig. 1, comprises a computer in
Матрица 1-2 ПЗС является сенсором видеосигнала в телекамере 1, а по схемотехническому исполнению, согласно отечественной классификации, имеет организацию «кадровый перенос» [3, с.63], при этом примыкающая к секции накопления 1-2-1 секция памяти 1-2-2 должна быть экранирована от света. Организация самой системы управления переносом в матрице ПЗС может быть двухфазной, трехфазной или четырехфазной в зависимости технологических особенностей производства фотоприемника.The 1-2 CCD matrix is a video signal sensor in the
Необходимо отметить, что среди разработанных и серийно выпускавшихся в СССР матриц ПЗС эти фотоприемника с трехфазным управлением переносом всегда лидировали с большим преимуществом.It should be noted that among the CCD arrays developed and mass-produced in the USSR, these photodetectors with three-phase transfer control have always been leading with great advantage.
Генератор управляющих импульсов (ГУИ) 1-3 предназначен для осуществления развертки в матрице 1-2 ПЗС и формирования служебных импульсов для усилителя-формирователя 1-4.The control pulse generator (GUI) 1-3 is designed to perform a scan in the matrix 1-2 of the CCD and the formation of service pulses for the amplifier-driver 1-4.
Как и в прототипе, в состав ГУИ 1-3 входят видеоконтроллер 1-3-1 и первый ПУ 1-3-2, но при этом дополнительно введены ФИП 1-3-3, второй ПУ 1-3-4 и ФИЭ 1-3-5.As in the prototype, GUI 1-3 includes a video controller 1-3-1 and the first PU 1-3-2, but FIP 1-3-3, the second PU 1-3-4 and FIE 1- are additionally introduced 3-5.
Формирователь импульсов памяти (ФИП) 1-3-3, см. фиг.2, полностью реализован на цифровых элементах: DDI (D-триггер), DD2 (RS-триггер), DD3…DD4 (элементы «И»), DD5 (элемент «ИЛИ»), DD6 (элемент «НЕ»).The pulse generator memory (FIP) 1-3-3, see figure 2, is fully implemented on digital elements: DDI (D-trigger), DD2 (RS-trigger), DD3 ... DD4 (elements "And"), DD5 ( “OR” element), DD6 (“NOT” element).
Воспользуемся эпюрами, изображенными на фиг.5, для изложения работы ФИП 1-3-3.We use the diagrams depicted in figure 5, to describe the work of FIP 1-3-3.
Пусть матрица 1-2 ПЗС телекамеры имеет трехфазную систему переноса. Тогда на первый вход ФИП 1-3-3 из временного контроллера 1-3-1 поступают фазные сигналы Ф1Пвх, Ф2Пвх и Ф3Пвх (фиг.5д - 5ж). На второй вход ФИП 1-3-3 с того же блока приходит КГИ - кадровый гасящий импульс (фиг.5а), который инвертируется в элементе «НЕ» (DD6.1), см. фиг.5в.Let the 1-2 CCD camera matrix have a three-phase transfer system. Then, the first input of the temporary FIP 1-3-3 1-3-1 controller receives phase signals Rin F1P, F2P Rin and Rin F3P (fig.5d - 5g). At the second input of FIP 1-3-3 from the same block comes the KGI - a blanking pulse (figa), which is inverted in the element "NOT" (DD6.1), see figv.
На прямом выходе D-триггера (DDI) формируется сигнал представленный на фиг.5б с периодом 2Тк.At the direct output of the D-flip-flop (DDI), a signal is generated as shown in Fig.5b with a period of 2T to .
Когда на третий вход ФИП 1-3-3 (вход «Пуск» телекамеры) поступает кратковременный импульс положительной полярности, то в момент его совпадения с КГИ срабатывает RS-триггер (DD2). Поэтому на выходе элемента «И» (DD3) устанавливается импульсный сигнал, показанный на фиг.5 г.When a short-term pulse of positive polarity arrives at the third input of FIP 1-3-3 (the “Start” input of the camera), then at the moment of its coincidence with the OIG, the RS-trigger (DD2) is triggered. Therefore, the output of the element "And" (DD3) sets the pulse signal shown in figure 5,
В результате логических операций, совершаемых при помощи элементов «И» (DD4.1…DD4.2), элемента «ИЛИ» (DD5) и элементов «НЕ» (DD6.2…DD6.3), на выходе ФИП 1-3-3 формируются необходимые фазные сигналы Ф1Пвых, Ф2Пвых и Ф3Пвых (фиг.5з - 5к).As a result of logical operations performed using the elements "AND" (DD4.1 ... DD4.2), the element "OR" (DD5) and the elements "NOT" (DD6.2 ... DD6.3), at the output of FIP 1-3 -3 phase formed signals necessary F1P O, O F2P and F3P O (fig.5z - 5k).
Формирователь импульсов экспозиции (ФИЭ) 1-3-5, см. фиг.3, содержит в своем составе первый одновибратор 1-3-5-1, второй одновибратор 1-3-5-2, блок сопряжения 1-3-5-3, электропривод 1-3-5-4, счетчик-делитель на два 1-3-5-5, первый элемент «И» 1-3-5-6, второй элемент «И» 1-3-5-7 и элемент «ИЛИ» 1-3-5-8.The exposure pulse generator (FIE) 1-3-5, see figure 3, contains the first one-shot 1-3-5-1, the second one-shot 1-3-5-2, the pairing unit 1-3-5- 3, the electric drive 1-3-5-4, the counter-divider into two 1-3-5-5, the first element "And" 1-3-5-6, the second element "And" 1-3-5-7 and the element "OR" 1-3-5-8.
Каждый из одновибраторов выполнен на отечественной микросхеме К155АГ1, которая является одноканальным ждущим мультивибратором. Управляющий кадровый гасящий импульс (КГИ) подается на вход В обеих микросхем (DA1 и DA2), обеспечивая запуск мультивибраторов положительным перепадом напряжения. Длительность задержки выходных импульсов составляет, по справочным данным, 55 не. На фиг.4 эта задержка - Тз показана искусственно с нарушением масштаба по времени.Each of the single-shots is made on the domestic K155AG1 chip, which is a single-channel standby multivibrator. A control frame blanking pulse (KGI) is fed to the input of both microcircuits (DA1 and DA2), ensuring that the multivibrators are started with a positive voltage drop. The delay duration of the output pulses is, according to reference data, 55 not. In figure 4, this delay - T3 is shown artificially with a violation of the time scale.
Длительность выходного импульса одновибратора 1-3-5-1 устанавливается фиксированной, например равной 1024 мкс, при помощи времязадающих элементов Сτ1 и Rτ1.The duration of the output pulse of a single vibrator 1-3-5-1 is fixed, for example, equal to 1024 μs, using time-setting elements With τ 1 and
Длительность выходного импульса одновибратора 1-3-5-2 определяется элементами Сτ2 и Rτ2 и регулируется в пределах от 1024 мкс до 64 мкс посредством потенциометра Rτ2, движок которого кинематически, т.е. механически через редуктор, преобразующий вращательное движение в движение поступательное, связан с двигателем электропривода 1-3-5-4.The duration of the output pulse of a single-shot 1-3-5-2 is determined by the
Блок сопряжения 1-3-5-3 предназначен для выполнения управления двигателем электропривода 1-3-5-4 от цифрового сигнала с высоким и/или низким активным уровнем по команде «Управление экспозицией». Дополнительно в блоке сопряжение 1-3-5-3 обеспечивается и цифровое сопряжение сигнала по команде «Стоп» с нагрузкой, например, в виде соленоида (электромагнита), предназначенного для механического возврата движка потенциометра Rτ2 в крайнее левое положение.The 1-3-5-3 interface unit is designed to control the 1-3-5-4 electric motor from a digital signal with a high and / or low active level according to the Exposure Control command. Additionally, in the block 1-3-3-3 pairing, digital signal pairing by the Stop command is also provided with a load, for example, in the form of a solenoid (electromagnet), designed to mechanically return the
Пусть в нашем устройстве блока 1-3-5-3 должно быть обеспечено включение цепей электродвигателя и соленоида с помощью логических сигналов высокого уровня. Тогда электрическая схема блока 1-3-5-3 в части управления соленоидом может быть выполнена на основе оптоэлектронной пары согласно решению [4, с.223], а части управления электродвигателем -согласно решению [4, с.227].Suppose that in our device of the 1-3-5-3 block, the motor and solenoid circuits must be switched on using high-level logic signals. Then the electrical circuit of the unit 1-3-5-3 in terms of control of the solenoid can be made on the basis of the optoelectronic pair according to the solution [4, p.223], and parts of the control of the electric motor according to the solution [4, p.227].
На управляющий вход ФИЭ 1-3-5 поступает КГИ (фиг.4а), при этом на прямом выходе счетчика-делителя 1-3-5-5 формируется меандр (фиг.4б), а на его инверсном выходе - меандр (фиг.4в). На выходе первого одновибратора 1-3-5-1 вырабатывается условно «длинный» импульс (фиг.4 г). Обозначим его длительность как «tmax». На выходе второго одновибратора 1-3-5-2 формируется условно «короткий» импульс (фиг.4д), длительность которого может регулироваться в пределах от tmin до tmax.At the control input of the FIE 1-3-5, the KGI arrives (Fig. 4a), and a meander is formed on the direct output of the counter-divider 1-3-5-5 (Fig. 4b), and a meander is formed at its inverse output (Fig. 4a). 4c). At the output of the first one-shot 1-3-5-1, a conditionally “long” pulse is generated (Fig. 4 g). Denote its duration as "t max ". At the output of the second one-shot 1-3-5-2, a conditionally “short” pulse is formed (Fig. 4d), the duration of which can be adjusted from t min to t max .
При помощи элемента «И» 1-3-5-6 на первом входе элемента «ИЛИ» 1-3-5-8 «длинные» импульсы следуют с периодом 2Тк (фиг.4е), а на втором его входе с тем же периодом, благодаря элементу «И» 1-3-5-7, «короткие» импульсы (фиг.4ж). В результате необходимые выходные импульсы блока ФИЭ формируются на выходе элемента «ИЛИ» 1-3-5-8 (фиг.4з).Using the “AND” 1-3-5-6 element at the first input of the “OR” 1-3-5-8 element, “long” pulses follow with a period of 2T to (Fig. 4e), and at its second input with the same period, due to the element "And" 1-3-5-7, "short" pulses (Fig.4zh). As a result, the necessary output pulses of the FIE block are formed at the output of the "OR" 1-3-5-8 element (Fig.4z).
Когда с компьютера на вход «Стоп» телекамеры поступает кратковременная логическая «1» соленоид в блоке сопряжения обеспечивает механический возврат движка потенциометра Rτ2 в крайнее левое положение.When a short-term logical “1” solenoid in the interface unit is supplied from the computer to the “Stop” input of the camera, the
Необходимо отметить, что для построения одновибраторов используется сочетание аналоговых и цифровых методов. Поэтому, как и все линейные схемы, одновибраторы реагируют на изменение температуры и напряжения питания дрейфом длительности выходного импульса.It should be noted that a combination of analog and digital methods is used to construct single-vibrators. Therefore, like all linear circuits, single-vibrators respond to changes in temperature and supply voltage by drift of the output pulse duration.
В связи с этим целесообразно использовать вместо одновибраторов счетчики импульсов, выполнив в результате ФИЭ 1-3-5 цифровым методом полностью. Для этого в качестве готовой элементной базы может быть использована отечественная микросхема К561ИЕ11, см. [5, с.238-240], которая является двоичным четырехразрядным реверсивным счетчиком.In this regard, it is advisable to use pulse counters instead of single-vibrators, as a result of the FIE 1-3-5, using the digital method completely. For this, a domestic K561IE11 microcircuit can be used as a ready-made element base, see [5, p.238-240], which is a binary four-digit reversible counter.
Данная микросхема, см. фиг.6, имеет входы предварительной записи-установки S0-S3 и вход разрешения этой операции SE, что позволяет осуществить предварительно установку исходной длительности выходного импульса, снимаемого с вывода
Рассмотрим особенности использования микросхемы К561ИЕ11 для успешной замены с ее помощью функции второго одновибратора 1-3-5-2. Пусть максимальная длительность выходного импульса составляет 1024 мкс. Это позволяет использовать для подачи на вход С счетчика строчный синхроимпульс, имеющий период следования 64 мкс. Установим на входе
Очевидно, что можно организовать удобное управление длительностью выходного импульса, когда необходимые комбинации остановки счетчика в четырехразрядном двоичном коде будут поданы на вход ФИЭ 1-3-5 дистанционно с компьютера по команде «Управление экспозицией».Obviously, it is possible to organize convenient control of the output pulse duration when the necessary combinations of stopping the counter in a four-digit binary code will be fed to the FIE 1-3-5 input remotely from the computer using the “Exposure Control” command.
Поэтому можно считать технически обоснованной возможность реализации блока ФИЭ телекамеры полностью цифровым методом путем замены первого одновибратора на счетчик импульсов с фиксированной длительностью на выходе, а второго одновибратора - на счетчик импульсов с перестраиваемой длительностью на выходе.Therefore, it is possible to consider it technically feasible to implement the FIE unit of the camera with a fully digital method by replacing the first one-shot with a pulse counter with a fixed duration at the output, and the second one-shot with a pulse counter with a tunable output duration.
Регулировка этой длительности может быть выполнена с компьютера по команде «Управление экспозицией» в виде кодовой комбинации для остановки счетчика.Adjustment of this duration can be performed from the computer by the “Exposure Control” command in the form of a code combination for stopping the counter.
Если ФИЭ телекамеры будет реализован полностью цифровым методом, то появляется реальная возможность и следующего технологического шага - выполнения ФИП 1-3-3 и ФИЭ 1-3-5 в составе большой интегральной схемы (БИС) временного контроллера 1-3-1.If the camera’s FIE is implemented in a completely digital way, then there is a real possibility of the next technological step - the implementation of FIP 1-3-3 and FIE 1-3-5 as part of a large integrated circuit (LSI) of the temporary controller 1-3-1.
ПУ 1-3-4 обеспечивает преобразование логических уровней сигналов с выходов ФИП 1-3-3 в управляющие импульсы для секции 1-2-2. Устройство второго ПУ 1-3-4 может быть реализовано в составе БИС первого ПУ 1-3-2.PU 1-3-4 provides the conversion of logical levels of signals from the outputs of FIP 1-3-3 into control pulses for sections 1-2-2. The device of the second PU 1-3-4 can be implemented as part of the LSI of the first PU 1-3-2.
Структурная схема заявляемой телевизионной системы после завершения упомянутых объединений представлена на фиг.7, в которой генератор 1-3 управляющих импульсов содержит две БИС: временной контроллер 1-3-1 и ПУ 1-3-2.The structural diagram of the inventive television system after completion of the mentioned associations is presented in Fig.7, in which the generator 1-3 of the control pulses contains two LSI: time controller 1-3-1 and PU 1-3-2.
В качестве блока 2 предлагаемой телевизионной системы может быть использован персональный компьютер, на материнской плате которого в разъем расширения дополнительно установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для преобразования входного аналогового видеосигнала в цифровую форму, ввода цифрового видеосигнала в оперативную память с периодом 2Тк, и вывода из нее с периодом Тк, при этом выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения интерферограмм телевизионной системы.As a
Операции ввода цифрового видеосигнала в оперативную память и вывода из нее выполняются на плате видео при условии, когда с компьютера на телекамеру подана команда «Пуск». В исходном состоянии или при возврате телекамеры в исходное состояние командой «Стоп» с компьютера эти операции блокируются, а выходным сигналом системы становится видеосигнал телекамеры, получивший лишь аналого-цифровое преобразование.The operations of inputting a digital video signal into RAM and output from it are performed on the video board, provided that the “Start” command is issued from the computer to the camera. In the initial state or when the camera returns to its original state with the Stop command from the computer, these operations are blocked, and the camera’s video signal, which received only an analog-to-digital conversion, becomes the system output.
Необходимо отметить, что формирование управляющих сигналов для телекамеры «Пуск», «Стоп» и «Управление экспозицией» может быть выполнено также на плате видео или на отдельной установленной в компьютере плате управления. Характеристики транслируемых сигналов представлены в табл.2.It should be noted that the formation of control signals for the “Start”, “Stop” and “Exposure Control” cameras can also be performed on the video card or on a separate control card installed in the computer. The characteristics of the transmitted signals are presented in table 2.
Целесообразно осуществить подачу всех команд управления через унифицированный интерфейс, например, RS-232. Отметим, что выбор всех команд в предлагаемом решении телевизионной системы осуществляется с клавиатуры компьютера и/или при помощи компьютерной мыши.It is advisable to supply all control commands through a unified interface, for example, RS-232. Note that the selection of all commands in the proposed solution of the television system is carried out from the computer keyboard and / or using a computer mouse.
Способ компьютерной регистрации сигнала изображения интерферограмм осуществляется следующим образом.A method of computer recording an image signal of interferograms is as follows.
Предположим, что расположенная в поле зрения телекамеры 1 интерфенционная картина объекта находится в идеально статическом положении, не испытывая случайных колебаний за счет вибрации и других регулярных механических воздействий низкой частоты. При этом допустим, что внешнее управление для телекамеры отсутствует, т.е. на всех входах управления («Пуск», «Стоп», «Управление экспозицией) только низкие логические уровни.Suppose that the interference pattern of an object located in the field of view of
В блоке ФИП 1-3-3 на прямом выходе RS-триггера DD2 (см. фиг.2) присутствует сигнал логического «О». Поэтому низкий логический уровень устанавливается на выходе элемента «И» DD3 и высокий логический уровень на выходах элементов «НЕ» DD6.2 и DD6.3. Поэтому сигналы Ф1Пвх, Ф2Пвх и Ф3Пвх (см. фиг.5д…5ж), поступающие из временного контроллера 1-3-1 на первый вход ФИП 1-3-3 беспрепятственно проходят на выход этого блока.In the block FIP 1-3-3 on the direct output of the RS-trigger DD2 (see figure 2) there is a logical signal "O". Therefore, a low logic level is set at the output of the AND element DD3 and a high logic level at the outputs of the NOT elements DD6.2 and DD6.3. Therefore F1P signals Rin, Rin F2P and F3P Rin (see. Fig.5d ... 5g) coming from the time controller to a first input 1-3-1 1-3-3 FIP freely pass to the output of this block.
Низкий логический уровень на входах «Управление экспозицией» и «Стоп» блока ФИЭ 1-3-5 означает отсутствие воздействия на электропривод 1-3-5-4 (см. фиг.3) и на соленоид в блоке сопряжения 1-3-5-3. Следовательно, движок потенциометра RT2 второго одновибратора 1-3-5-2 находится в крайнем левом положении, обеспечивая максимальную величину сопротивления этого резистора.A low logic level at the inputs “Exposure control” and “Stop” of the FIE 1-3-5 block means that there is no effect on the electric drive 1-3-5-4 (see figure 3) and on the solenoid in the interface block 1-3-5 -3. Therefore, the potentiometer engine RT2 of the second one-shot 1-3-5-2 is in the extreme left position, providing the maximum resistance value of this resistor.
Поэтому оба одновибратора ФИЭ 1-3-5 обеспечивают формирование выходных импульсов максимальной и одинаковой длительности, например, равной 1024 мкс, а затвор 1-1 реализует с частотой кадров «длинные» вспышки света на мишени фотоприемника при экспонировании объекта контроля. В результате обеспечивается известный импульсный режим экспонирования матрицы ПЗС 1-2 и самой телекамеры 1.Therefore, both FIE 1-3-5 single-vibrators provide output pulses with a maximum and the same duration, for example, equal to 1024 μs, and a 1-1 shutter implements “long” flashes of light on the photodetector target when the control object is exposed. As a result, a known pulsed exposure mode of the CCD 1-2 matrix and the
Пусть при этом эта длительность импульсного экспонирования в сочетании с мощностью излучения от источника света позволяет в телекамере обеспечить получение видеосигнала с максимальным отношением сигнал/шум.Suppose that at the same time, this duration of pulsed exposure, combined with the radiation power from the light source, makes it possible to obtain a video signal with a maximum signal-to-noise ratio in a television camera.
Но, если на объекте контроля возникает низкочастотное механическое воздействие, тогда в формируемом видеосигнале неизбежно появляется смаз, а в наблюдаемом с экрана монитора компьютера 2 изображении заметно ухудшается его качество за счет снижения отношения сигнал/шум.But, if a low-frequency mechanical effect occurs at the control object, then smearing inevitably appears in the generated video signal, and in the image observed from the
Для выполнения задачи изобретения на S-вход RS-триггера DD2 блока ФИП 1-3-3 телекамеры (см. фиг.2) с компьютера подается сигнал «Пуск» -импульс положительной полярности. В момент совпадения высокого уровня этого импульса с высоким уровнем кадровых синхроимпульсов на его тактовом входе состояние триггера изменяется. Следовательно, на прямом выходе триггера DD2 установится высокий логической уровень сигнала. В результате на выходе ФИП 1-3-3 формируются новые сигналы Ф1Пвх, Ф2Пвх и Ф3Пвх (см. фиг.5з…5к), которые через ПУ 1-3-4 поступают на управляющие входы секции памяти 1-2-2 матрицы ПЗС. Благодаря этому, в секции памяти 1-2-2 матрицы ПЗС под вторыми фазными шинами будут суммироваться зарядовые пакеты двух накопленных смежных кадров. Интервал суммирования или интервал совместного хранения зарядов смежных кадров в секции памяти 1-2-2 матрицы ПЗС равен длительности прямого хода кадровой развертки.To accomplish the task of the invention, the “Start” signal of positive polarity is sent from the computer to the S-input of the RS-flip-flop DD2 of the FIP 1-3-3 camera unit (see FIG. 2) from the computer. When the high level of this pulse coincides with the high level of frame sync pulses at its clock input, the state of the trigger changes. Therefore, at the direct output of the trigger DD2 will set a high logical signal level. As a result, the output FIP 1-3-3 F1P form new signals Rin, Rin F2P and F3P Rin (see. Fig.5z ... 5k) through which the UE 1-3-4 fed to control inputs of the memory section 1-2-2 CCD matrices. Due to this, in the memory section 1-2-2 of the CCD matrix under the second phase buses, the charge packets of two accumulated adjacent frames will be summed. The summation interval or the interval of joint storage of charges of adjacent frames in the memory section 1-2-2 of the CCD matrix is equal to the duration of the forward frame scan.
Если затем по команде «Управление экспозицией» из компьютера в телекамеру будет подаваться высокий логический уровень, то в блоке ФИЭ 1-3-5 вращение двигателя электропривода 1-3-5-4 будет уменьшать длительность выходного импульса одновибратора 1-3-5-2. Следовательно, в складываемых зарядовых пакетах смежных кадров будет плавно регулироваться в сторону уменьшения «вклад» для задержанного кадра в эту общую зарядовую сумму.If then, using the “Exposure Control” command, a high logic level is supplied from the computer to the camera, then in the FIE 1-3-5 block, rotation of the 1-3-5-4 electric motor will reduce the duration of the output pulse of a single-shot 1-3-5-2 . Consequently, in the stacked charge packets of adjacent frames, the “contribution” for the delayed frame to this total charge amount will be continuously adjusted downward.
В результате горизонтальный регистр 1-2-3 и БПЗН 1-2-4 матрицы ПЗС будет построчно и поэлементно считывать информационный (полезный) видеосигнал рекурсивной фильтрации с периодом 2Тк, а в паузе между ними - только бесполезный уровень темнового тока в секции 1-2-2 фотоприемника. На выходе усилителя-формирователя 1-4 композитный видеосигнал, подаваемый на выход «Видео» телекамеры (см. фиг.5 л), сохраняет эти особенности сигнала изображения на выходе матрицы ПЗС.As a result, the horizontal register 1-2-3 and CPS 1-2-4 of the CCD matrix will line-by-bit and element-wise read the informational (useful) video signal of recursive filtering with a period of 2T to , and in the pause between them - only the useless level of dark current in section 1- 2-2 photodetectors. At the output of the amplifier-former 1-4, a composite video signal supplied to the Video output of the camera (see Fig. 5 l) retains these features of the image signal at the output of the CCD.
Аналоговый видеосигнал телекамеры по линии связи 3 поступает в компьютер, на плату видео, где каждый информационный видеокадр сначала оцифровывается, а затем записывается (вводится) в оперативную память и хранится в ней в течение одного кадра. Считывание (вывод) из оперативной памяти сигнала изображения производится с периодом кадров, т.е. пропуски видеосигнала исключены.The analogue video signal of the television camera via
По отношению к прототипу в заявляемом решении отношение сигнал/шум для регистрируемого видеосигнала в
При необходимости возвращения телекамеры в исходный режим работы следует по команде «Стоп» подать с компьютера импульс положительной полярности, который приходит в блоке ФИП 1-3-3 на вход R-вход RS-триггера DD2 (см. фиг.2), а в блоке ФИЭ 1-3-5 на второй вход блока сопряжения 1-3-5-3 (см. фиг.3).If it is necessary to return the camera to its original mode of operation, the “Stop” command should send a positive polarity pulse from the computer, which comes in the FIP block 1-3-3 to the R-input of the RS-trigger DD2 (see figure 2), and in block FIE 1-3-5 to the second input of the pairing unit 1-3-5-3 (see figure 3).
В результате на прямом выходе RS-триггера DD2 установится сигнал логического «0», а в телекамере будет восстановлено исходное управление секцией памяти 1-2-2 фотоприемника, исключающее суммирование зарядовых пакетов смежных кадров, а, следовательно, и устраняющее рекурсивную фильтрацию видеосигнала. С другой стороны, сработает соленоид в блоке сопряжения 1-3-5-3, и движок потенциометра RT2 второго одновибратора 1-3-5-2 займет крайнее левое положение, обеспечивая максимальную величину сопротивления этого резистора.As a result, a logical “0” signal will be established at the direct output of the DD-trigger DD2, and the original control of the 1-2-2 memory section of the photodetector will be restored in the camera, eliminating the summation of charge packets of adjacent frames, and, therefore, eliminating recursive filtering of the video signal. On the other hand, the solenoid in the interface unit 1-3-5-3 will operate, and the RT2 potentiometer engine of the second one-shot 1-3-5-2 will take its leftmost position, providing the maximum resistance value of this resistor.
Одновременно на плате видео компьютера для входного видеосигнала будет выполняться его аналого-цифровое преобразование, но будут блокироваться операции ввода/вывода сигнала изображения в оперативную память.At the same time, an analog-to-digital conversion will be performed on the computer’s video card for the input video signal, but the input / output operations of the image signal to the RAM will be blocked.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ компьютерной регистрации сигнала изображения интерферограмм обеспечивает за счет роста отношения сигнал/шум телекамеры повышенное качество компьютерной записи видеосигнала, сопровождающееся улучшением труда оператора.Compared with the prototype, the proposed method of computer recording the image signal of interferograms provides, due to the growth of the signal-to-noise ratio of the television camera, an increased quality of computer recording of the video signal, accompanied by an improvement in the operator’s labor.
Если блок ФИЭ 1-3-5 телекамеры будет реализован полностью цифровым методом, то будет дополнительно повышено качество компьютерной записи видеосигнала за счет снижения температурного дрейфа импульсов, управляющих экспозицией.If the FIE block 1-3-5 of the camera is implemented in a fully digital way, the quality of computer video recording will be further improved by reducing the temperature drift of the pulses that control the exposure.
Будет заведомо повышена и надежность телевизионной системы за счет удаления из телекамеры электропривода, блока сопряжения и всех механических элементов их сопровождающих.The reliability of the television system will also be deliberately improved by removing the electric drive, the interface unit, and all the mechanical elements accompanying them from the camera.
В настоящее время все блоки структурной схемы телевизионной системы, реализующей предлагаемый способ, освоены отечественной промышленностью. Поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.Currently, all the blocks of the structural diagram of a television system that implements the proposed method, mastered by domestic industry. Therefore, the alleged invention should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Авторское свидетельство 1626454 СССР. МКИ H04N 7/18. Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм / К.Н. Иванов, Л.В. Мельник, О.О. Попов, А.Т. Трофимов, В.А. Ярмакович // Б.И. - 1991. - №5.1. Copyright certificate 1626454 of the USSR. MKI H04N 7/18. A device for reproducing the image of interferograms / K.N. Ivanov, L.V. Melnik, O.O. Popov, A.T. Trofimov, V.A. Yarmakovich // B.I. - 1991. - No. 5.
2. Руководство по быстрой установке продукта Aver TV 307 от компании AverMedia TECHNOLOGIES, Inc. (Тайвань).2. Aver TV 307 Quick Installation Guide from AverMedia TECHNOLOGIES, Inc. (Taiwan).
3. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. М.: «Радио и связь», 1991.3. Press F.P. Charge coupled photosensitive devices. M .: "Radio and communications", 1991.
4. Ленк Дж. Электронные схемы: Практическое руководство. / Перевод с англ. М.: «Мир», 1985.4. Lenk J. Electronic circuits: a practical guide. / Translation from English. M .: "World", 1985.
5. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: «Металлургия», 1988.5. Shilo V.L. Popular Digital Chips: A Guide. - Chelyabinsk: Metallurgy, 1988.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116808/07A RU2491755C1 (en) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116808/07A RU2491755C1 (en) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2491755C1 true RU2491755C1 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012116808/07A RU2491755C1 (en) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2491755C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5251008A (en) * | 1991-01-11 | 1993-10-05 | Jeol Ltd. | Fourier transform spectroscopy and spectrometer |
EP1030161A1 (en) * | 1999-02-18 | 2000-08-23 | Bernward Mähner | Phase difference image with low pass filtering and gray scale shifting |
RU2239157C2 (en) * | 2002-12-06 | 2004-10-27 | Атнашев Виталий Борисович | Interferometer |
WO2006093753A2 (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-08 | Shearographics, Llc | Non-destructive testing and imaging |
RU2448431C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-04-20 | Вячеслав Михайлович Смелков | Method of forming interference pattern signal and apparatus for realising said method |
-
2012
- 2012-04-25 RU RU2012116808/07A patent/RU2491755C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5251008A (en) * | 1991-01-11 | 1993-10-05 | Jeol Ltd. | Fourier transform spectroscopy and spectrometer |
EP1030161A1 (en) * | 1999-02-18 | 2000-08-23 | Bernward Mähner | Phase difference image with low pass filtering and gray scale shifting |
RU2239157C2 (en) * | 2002-12-06 | 2004-10-27 | Атнашев Виталий Борисович | Interferometer |
US20080147347A1 (en) * | 2003-09-10 | 2008-06-19 | Shaw Eugene L | Non-destructive testing and imaging |
WO2006093753A2 (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-08 | Shearographics, Llc | Non-destructive testing and imaging |
RU2448431C1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-04-20 | Вячеслав Михайлович Смелков | Method of forming interference pattern signal and apparatus for realising said method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8411157B2 (en) | Solid-state image pickup device and image pickup device | |
US20230121928A1 (en) | Systems and methods for digital imaging using computational pixel imagers with multiple in-pixel counters | |
CN102833488A (en) | Image pickup apparatus, image pickup apparatus control method, and program | |
US9357145B2 (en) | Area scan interline transfer CCD imaging device and apparatus with TDI scanning mode | |
JP2016139859A (en) | Imaging device, control method for the same, program and storage medium | |
CN104054328A (en) | Semiconductor Device, Solid-state Imaging Device, And Camera System | |
JP2007104349A (en) | Imaging device | |
RU2706011C1 (en) | Panoramic television surveillance computer system device | |
RU2491755C1 (en) | Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method | |
RU2665695C1 (en) | Computer system device for panoramic television surveillance | |
RU2723640C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
RU2530879C1 (en) | Device for panoramic television surveillance "day-night" | |
US7609312B2 (en) | Driving controlling method for image sensing device, and imaging device | |
RU2611424C1 (en) | Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance | |
RU2502210C1 (en) | Method for computer detection of fringe pattern image signal and television system for realising said method | |
JP3246666B2 (en) | Synchronous gate control high-speed CCD imager system | |
RU2721381C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
RU2631828C1 (en) | Computer system of panoramic television observation | |
US10602071B2 (en) | Imaging device and control method | |
RU2657451C1 (en) | Method for forming video signal in a “ring” photodetector for computer system of panoramic television surveillance | |
RU2669187C1 (en) | Method for forming video signal of "ring" frame in television camera for panoramic computer observation under complicated conditions of complex lighting and/or brightness of objects | |
RU2725973C1 (en) | Method of generating a video signal in a television-computer system for monitoring industrial articles having a circular ring shape | |
RU2710777C1 (en) | Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance | |
RU2673453C1 (en) | Method for forming video signal of "ring" frame in television camera for panoramic computer observation under complicated conditions of complex lighting and/or brightness of objects | |
RU2657449C1 (en) | Method for forming a video signal in "ring" photodetector and server for panoramic surveillance computer system in conditions of complex illumination and/or complex brightness of objects |