SU1117858A1

SU1117858A1 - Process for compensating variations in video signal of matrix photodetector

Info

Publication number: SU1117858A1
Application number: SU823530932A
Authority: SU
Inventors: Николай Юрьевич Герасенов; Илья Матвеевич Рубинович
Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1984-10-07

Abstract

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ КЕРАВНОМЕРНОСТИ ВВДЕОСИГНАЛА МАТРИЧНОГО ФОТОПРИЕМНИКА , основанньй на предварительной калибровке, заключающийс в трехкратном облучении матричного фотоприемника эталонным излучением, усилении видеосигнала с каждого (,j) элемента матричного фотоприемника , где 1 - пор дковый номер строки матричного фотоприемника ( 1, 2, 3, ...), а j - пор дковьй номер его столбца (l 1, 2, 3, ...), до величины опорного напр жени , запоминании соответствующего коэффициента усилени N ; , определении коэффициента компенсации по трем заполненным коэффициентам усилени N;; , М..|(|1. и последующем усилении и с каждого (i, 3 ) элемента деосигнала „ч , j - с коэффициентом компенсации N. , отличающийс тем, что, с целью повышени точности компенсации путем уменьщени вли ни неравномерности распределени эталонного излучени , при калибровке перед вторым облучением сдвигают матричный фотоприемник относительно первого положени параллельно его столбцам на рассто ние между его строками, а перед третьим облучением сдвигают матричS9 ный фотоприемник параллельно его стро кам на рассто ние между его столбцами , а определ ют коэффициент компенсации по формуле N,, дл ,зИ irri .)-1-, кп NK, J-1 Ц ч,,NM-J , li AnftUl, 41 СХ) ... м;,„ Н KUM . „. П N -П -:г;-Д(,р ел 02 Cl : 5-1 ч эоMETHOD OF PAYMENT KERAVNOMERNOSTI VVDEOSIGNALA matrix photodetectors, osnovanny a preliminary calibration, comprising triple irradiated matrix photodetector reference radiation, enhancing the video signal with each (, j) element of the matrix photodetector, wherein 1 - the sequence row number of the matrix photodetector (1, 2, 3,. ..), and j is the order number of its column (l 1, 2, 3, ...), up to the value of the reference voltage, storing the corresponding gain factor N; , determining the compensation coefficient for the three filled N gain factors ;; , M .. | (| 1. And subsequent amplification and from each (i, 3) de-signal element h, j - with a compensation coefficient N., characterized in that, in order to improve the accuracy of compensation by reducing the effect of uneven distribution of the reference when calibrated before the second irradiation, the matrix photodetector is shifted relative to the first position parallel to its columns by the distance between its rows, and before the third irradiation the matrix 99 photodetector is shifted parallel to its rows by the distance between its columns, and op determine the compensation coefficient by the formula N ,, dl, ZI irri.) - 1-, kp NK, J-1 h h, NM-J, li AnftUl, 41 CX) ... m ;, „H KUM. “. P N -P -: g; -D (, ate 02 Cl: 5-1 h eo

Description

Изобретение относитс к преобразо ванию оптических изображений в видеосигнал , в частности к матричным преобразовател м свет - сигнал, и может использоватьс в растровых телевизионных системах и интроскопии. Известен способ компенсации неравномерности видеосигнала матричного фо топриемника, заключающийс в том, что матричный фотоприемник из п х m элементов , расположенных по строкам столбцам, при калибровке облучают контрольной подсветкой и дл каждого 1J -го элемента определ ют и запоминаю коэффициент передачи видебтракта Wij при котором его выходной сигнал равен эталонному, а при информативной засветке синхронно со сканированием элементов коэффициент передачи видеотрак та устанавливают равным соответствующеку значению N,j СО Недостатком такого способа вл етс низка точность компенсации неравномерности видеосигнала из-за отсутст ви учета неравномерности распределени излучени реальных источников контрольной подсветки. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ компенсации неравномерности видеосигнала матричного фотоприо1 ника , основанный на предварительной калибровке, заключающийс в трехкратном облучении матричного фотоприемника излучением, усилении видеосигнала (i,j ) элемента матрично (Го фотоприемника, где i - пор дковый номер строки матричного фотоприемника ( 1 1, 2, 3, ...), а j - пор дковый номер его столбца ( j 1,2, 3, ...), до величины опорного напр жени , запоминании соответствующего коэффициента усилени , определении коэффициента компенсации путем усреднени запомненных коэ.ффициентов передачи i последующем усилений видеосигнала с каждого (i,j ) элемента с коэффициентом компенсации 2 . Недостатком известного способа вл етс наличие систематической ошиб ки, обусловленной неравномерностью пространственного распределени интен сивности эталонного излучени . Цепь изобретени - повьшение точности компенсации путем уменьшени вли ни неравномерности распределени эталонного излучени . . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу компенсации неравномерности видеосигнала матричного фотоприемника, основанному на предварительной калибровке, заключающемус в трехкратном облучении матричного фотоприемника эталонным излучением, усилении видеосигнала с каждого . d,i) элемента матричного фотоприемника, где i - пор дковый номер строки матричного фотоприемника ( i 1,2, 3, ...),aj - пор дковый номер его столбца () 1, 2, 3, ...), до величины опорного напр жени , запоминании соответствующего коэффициента усилени N , определении, коэффициента компенсации по трем запомненным коэффициентам усилени N, М;. , N и последующем усилении 4J IJ с каждого (i, j ) элеменвидеосигнала та с коэффициентом компенсации калибровке перед вторым облучением сдвигают матричный фотоприемник относительно первого положени параллельно его столбцам на рассто ние между его строками, а -перед третьим облучением сдвигают матричный фотоприемник параллельно его строкам на рассто ние между его столбцами, а определ ют коэффициент компенсации по формуле Согласно предлагаемому способу алибровку можно условно разбить на ри цикла: при исходном положении атричного фотоприемника и при двух двигах. Пусть при калибровке распределеие излучени контрольной подсветки о площади матричного преобразовате описываетс произвольной функций F,j , тогда дл каждого элемента ожно составить уравнение калибровки первом цикле ii-Oij-N;j V,, - чувствительность элемента, наход щегос в строке с номером 1 и столбце с номером j ; 3 о - эталонное напр жение, Njj- коэффициент передачи видеотракта , который определ ют из услови (1) в момент передачи сигнала от 1J -го элемента в первом дакле калибровки и за поминают . Во втором цикле калибровки осуществл ют первый сдвиг матричного фо топриемника параллельно столбцам вверх на рассто ние, равное рассто нию между элементами в столбце. При ,этом дл ч -го датчика первого столб ца уравнение калибровки во втором ци ле имеет вид -. где N . - коэффициент передачи видео тракта дл -го элемента первого столбца, определ емый в момент передачи сигнала от этого элемента во втором цикле калибровки из услови (2). Из уравнений (1) и (2), записанны дл элементов первого столбца, следу ет, что N li,. Из уравнени (3) видно, что значе ние и позвол ет св зать действие излучени в двух соседних точках первого.столбца (а значит и во всех точках вдоль первого столбца матричного фотоприемника). Определ ем значени коэффициентов И- , которые получились бы при калибровке равномерным источником с распределением 1. Использу (I получаем 5t .rF,,-N,,. Подставив в (4) из (3), полу N. -w. .-Ш.р -N . N;, M-Nt.- дл . Из соотношений (5) можно последовательно определить бее N « если задать -М, , так как после определени N;, и N,. распределение эта лонного излучени ионизации вдоль пе вого столбца фотоприемника известно лишь в относительных единицах. Полага , что it ц (т.е. счи та Г, 1) и последовательно ис58 пользу рекуррентное соотношение (5). В третьем цикле калибровки осуществл ем второй сдвиг матричного фотоприемника параллельно строкам влево. на рассто ние, равное рассто нию между элементами в строке. Дл элементов , наход щихс в -и строке, уравнение калибровки имеет вид .j-iDij-N Vo, . где N -. коэффициент передачи видеотракта дл 1J -го элемента, определ емый в момент передачи сигнала от этого элемента в третьем цикле калибровки из услови (7). Использу эти уравнени совместно с уравнением (1) и провод аналогичные рассуждени , получаем выражение дл коэффициента передачи M-j , который получилс бы при калибровке равномерным источником с распределе 1 нием - гн-; Рекуррентное соотношение CS) после последовательной подстановки и совместнб с (6) дает выражение дл И„Д9Я1П,5«1 Л 3- Н,.5., ,, Ап .И,).2, «.:,%,-- - Выражение (9) можно записать в другом виде, если применить функцию йЛ , равную единице при i j и нулю в противном случае «V 4 - й%7№v - iJ.% Дл сдвигоэ вправо и вниз получаютс те же соотношени . На чертеже приведена структурна электрическа схема устройства, реализук цего предлагаемый способ. S1 Устройство содержит матричный фотоприемник t из ( i, j ) элементов, расположенных по строкам и столбцам соответственно, решающий усилитель 2, множительный цифроаналоговый преобраэователь (ЦАП) 3, цифровой комму татор 4, блок 5 пам ти на П строк и ГП + 1 столбцов, логический блок 6, компаратор 7, источник 8 опорного напр жени и блок 9 синхронизации, блЬк 10 выборки и хранени и аналого вый коммутатор 11. Устройство работает следующим образом . Имеютс два основных режима работы устройства: калибровка и компенсаци . Калибровка повтор етс по мере необходимости и осуществл етс со ласно предлагаемому способу в три ци ла при трех пространственных положени х матричного фотоприемника относи тельно потока излучени контрольно засветки, в каждом из которых производ тс коммутации электрических св зей устройства. В первом цикле калибровки первые (цифровые) входы ЦА.П 3 через цифровой коммутатор 4 подключены к выходу логического блока 6, а его второй (опорный) вход через аналоговьй коммутатор 11 подсоедин етс к выходу матричного фотоприемника 1. Резистор 12 через аналоговый коммутатор 11 по ключаетс к выходу решающего усилител 2. Блок 5 пам ти устанавливаетс в режим записи. Синхронно со сканированием элементов дл каждого из них за врем передачи сигнала от одного элемента с помощью логического блока 6 и компаратора 7 определ етс двоичный код N,j на цифровых входах НАЛ 3, при котором выходное напр жение решающего усилител 2 равно напр жению опорного источника 8. Эти двоичные коды записываютс в соответствуюпще чейки блока 5 пам ти , причем в (Ш + 1)-й столбец его записываетс то же, что и в , а их ; 1ес тичные эквиваленты определ ютс как где V0 - напр жение опорного источника} R - выходное сопротивление F-; - распределение интенсивности излучени контрольной 8 подсветки на |j -м элементе , DIJ - чувствительность п -го элемента; RO - сопротивление резистора 12. Во втором цикле калибровки согласно предлагаемому способу матричный фотоприемник вручную или с помощью какого-либо привода, механизма перемещени и т.п. сдвигаетс относительно первого положени параллельно столбцам на рассто ние, равное рассто нию между эле1 1ентами. Дл сигналов от каждого из элементов первого столбца, т.е. дл j 1, осуществл ютс три операции. При первой операции первые входы ЦАП 3 подключены к выходу блока 5 пам ти через цифровой коммутатор 4, а второй вход ЦАП подсоединен через аналоговый коммутатор 11 к выходу матричного фотоприемника 1. Резистор 12 через аналоговый коммутатор 11 подключен к выходу решающего усилител 2. Блок 5 пам ти устанавливаетс в режим неразрушающего считьлвани , причем адрес считывани должен обеспечивать при передаче сигнала от элемента, наход ш.егос в строке фотоприемника с номером i , вывод информации КЗ чейки блока 5 пам ти, наход щейс в его строке с номером 1 - 1, т.е. адрес должен запаздывать на один такт считы вани по строкам. Дл i 1 операции не производ тс . Выходное напр жение решающего усилител при первой операции второго цикла равно 21 U О; V.-F:..-O;,-NJ.,,,-.-VO-O:- 4l vM и оно запоминаетс блоком 10 выборки и хранени . При второй операции первые входы ЦАП 3 переключаютс через цифровой коммутатор 4 к выходу логического лока 6, на котором должен сохра- , н тьс двоичный код, получаемый при третьей операции с сигналом предыдуего элемента, т.е. с номером строки i - t. Запаздывание адреса вывода информации из блока пам ти сохран етс . При операции с сигналом второго элемента, т.е. с номером j 2, цифровые входы ЦАП 3 должны оставатьс подключенными к блоку 5 пам ти , поскольку дл первого элемента перау и не производ тс и результат третьей операции отсутствует. Второй ход ЦАП 3 через аналоговьй коммута71 TOP 11 подключаетс к выходу решающе го усилител 2, вход которого через тот же коммутатор 11 и резистор 12 подсоедин етс в вькоду блока 10 выборки и хранени . Выходное напр жение решающего усилител 2 дл второй операции второго цикла равно 1-v-HiiV - .-. « « D м 2Ro N -.ц «0 .1 где дес тичный эк ивгпент двоичного кода на выходе логического блока 6, сохран ющегос от третьей операции с сигналом предьщущего элемента. Это напр жение запоминаетс блоком 10 выборки и хранени , а предыдущее сбрасываетс . Блок 5 пам ти при этом устанавливаетс в режим записи. Запись производитс с запаздыванием на один такт по строке, т.е. вместо N в пам ть заноситс результат вьшолнени третьей операции с сигналом от предьиущего элемента N, , которьй сохран лс до этого на логическом блоке 6. При третьей операции первые входы ЦАП 3 остаютс подключенными через цифровой коммутатор 4 к выходу логического блока 6, а второй вход ЦАП 3 через аналоговый коммутатор 1 подсоедин етс к выходу блока 10 вы борки и хранени . Резистор 12 через этот же коммутатор подключаетс к выходу решающего усилител 2. С помощью логического блока 6 и компара тора 7 определ ютс двоичные коды , при которых выходное напр жен решающего усилител 2 равно напр же нию источника 8. Уравнение сравнени напр жений имеет вид iEo-Ni N V, R й 11 О ) отсюда поскольку , то следовательно . Н -1-D./Таким образом, после первых двзос циклов калибровки получены и записа ны в первом столбце блока 5 пам ти коэффициенты,-обратно пропорциональ ные чувствительности элементов первого столбца фотоприемника. 88 Дл определени коэффициентов, выравнивающих чувствительность остальных элементов, согласно предлагаемому способу осуществл етс третий цикл калибровки, в котором производитс второй сдвиг матричного фотоприемника 1 относительно его первого расположени параллельно строкам на рассто ние, равное рассто нию между его столбцами. Аналогично второму циклу калибровки производ тс в той же последе- вательности и те же три операции с сигналами от каждого элемента фотоприемника . Отличие заключаетс в. i том, что в первой операции адрес считывани должен обеспечивать при передаче сигнала от элементов фотоприемника , наход щихс в столбце с номером t , вывод информации из чеек блока пам ти, наход щихс в столбце с номером j - 1, т.е. адрес должен запаздьтать на один такт считьтани по столбцам, а дл сигналов от элементов второго столбца (j 2) - вывод информации не из первого, а из (т + 1)-го столбца блока пам ти., Втора и треть операции других отличий не имеют. Операции не выпол-. н ютс дл элементов первого столбца фотоприемника. Привод те же рассуждени , что и дл второго цикла, получим что по окончании третьего цикла калибровки в блоке пам ти оказываютс записанными двоичные коды, дес тичные эквиваленты которых определ ютс как , . ,. т.е. они обратно прОпорционалыил чувствительности соответствующих элементов фотоприемника и не завис т от распределени интенсивности излучени контрольной подсветки. В режиме компенсации первые (цифровые) входы ЦАП 3 подключа отс через цифровой коммутатор 4 к выходам блока 5 пам ти, который устанавливаетс в режим нера рушающего одитыва ни ,а второй вход ЦАП подс един ётс через аналоговый коммутатор 11 к выходу матричного фотоприемника t. Резистор 12 через тот же кокй утатор подключаетс к выходу решакщего усилител 2. Синхронно со сканиро занием элементов осуществл етс вывод и 911The invention relates to the conversion of optical images into a video signal, in particular to light-to-signal matrix transducers, and can be used in raster television systems and introscopy. A known method for compensating for the unevenness of the video signal of a matrix photodetector is that a matrix photodetector of n × m elements arranged in rows in rows is calibrated with a control backlight during calibration, and for each 1J element it is determined and memorized the transmission coefficient of the Wij video path at which it is the output signal is equal to the reference, and when informative illumination is synchronized with the scanning of elements, the video transfer coefficient is set equal to the corresponding value of N, j CO om this method is the low accuracy of the video nonuniformity compensation due otsutst vi accounting uneven distribution of radiation sources actual backlight control. The closest to the present invention is a method for compensating the unevenness of a video signal of a matrix photodetector based on a preliminary calibration, which consists in triple irradiation of the matrix photoreceiver by radiation, amplification of the video signal (i, j) of the element matrix (Go photodetector, where i is the row number of the matrix photoreceiver ( 1 1, 2, 3, ...), and j is the sequence number of its column (j 1,2, 3, ...), up to the value of the reference voltage, storing the corresponding gain factor, determining the compensation factor by averaging the stored transmission coefficients i and subsequent amplifications of the video signal from each (i, j) element with a compensation factor of 2. The disadvantage of this method is the presence of a systematic error due to the uneven spatial distribution of the reference radiation intensity. reducing the effect of uneven distribution of the reference radiation. . This goal is achieved by the fact that according to the method of compensating for the unevenness of the video signal of a matrix photodetector, based on a preliminary calibration, which consists in triple irradiation of the matrix photodetector with a reference radiation, amplifying the video signal from each. d, i) of the element of the matrix photodetector, where i is the sequence number of the row of the matrix photodetector (i 1,2, 3, ...), aj is the sequence number of its column () 1, 2, 3, ...), to the magnitude of the reference voltage, memorizing the corresponding gain factor N, determining the compensation factor for the three stored gain factors N, M ;. , N and subsequent amplification 4J IJ from each (i, j) elemental signal and compensation coefficient before the second irradiation shift the matrix photodetector relative to the first position parallel to its columns by the distance between its rows, and before the third irradiation shift the matrix photoreceiver parallel to its rows the distance between its columns, and the compensation coefficient is determined by the formula. According to the proposed method, the calibration can be conditionally divided into three cycles: at the initial position iemnika and two moving. When calibrating the radiation distribution of the control illumination about the area of the matrix transform, let the calibration function describe arbitrary functions F, j, then for each element it is possible to make the calibration equation for the first cycle ii-Oij-N; j V ,, the sensitivity of the element located in row 1 and column number j; 3 o is the reference voltage, Njj is the video transmission coefficient of the video path, which is determined from condition (1) at the time of signal transmission from the 1J -th element in the first calibration sequence and is remembered. In the second calibration cycle, the matrix photo-receiver is first shifted parallel to the columns upward by a distance equal to the distance between the elements in the column. With this, for the first sensor of the first column, the calibration equation in the second cycle is given by -. where n. - video path transmission coefficient for the th element of the first column, determined at the moment of signal transmission from this element in the second calibration cycle from condition (2). From equations (1) and (2), written for the elements of the first column, it follows that N li ,. It can be seen from equation (3) that the value allows us to associate the effect of radiation at two neighboring points of the first column (and therefore at all points along the first column of the matrix photodetector). We determine the values of the coefficients I-, which would have been obtained by calibration with a uniform source with distribution 1. Using (I we get 5t .rF ,, - N ,,. Substituting in (4) from (3), the floor N. - w.. Ш.р -N. N ;, M-Nt.- dl. From relations (5) it is possible to determine successively more than N "by specifying -M,, since after determining N ;, and N, the distribution of the standard ionization radiation along The first column of the photodetector is known only in relative units, and it is assumed that it is the center of light (i.e. read T, 1) and the recurrence relation (5) is consistently used.55 In the third cycle, The second shift of the matrix photodetector is parallel to the rows to the left by a distance equal to the distance between the elements in the row. For the elements in the –th row, the calibration equation has the form .j-iDij-N Vo,., where N -. video channel transfer coefficient for the 1J -th element, determined at the moment of signal transmission from this element in the third calibration cycle from condition (7). Using these equations together with equation (1) and a wire similar to the reasoning, we obtain the expression for the transmission coefficient Mj, which would get and calibration by a uniform source with distribution 1 ni - gh-; The recurrent relation CS), after successive substitution and compatible with (6), gives the expression for AND „Д9Я1П, 5“ 1 Л 3-Н, .5., ,, An. And,). 2, “.:,%, - - Expression (9) can be written in a different form, if we apply the function lL equal to one for ij and zero, otherwise "V 4th% 7№v - iJ.% For the right and downward shifts, we get the same relations. The drawing shows a structural electrical circuit of the device, realizing the proposed method. S1 The device contains a matrix photodetector t from (i, j) elements arranged in rows and columns, respectively, a decisive amplifier 2, a digital-to-analogue converter (DAC) 3, a digital switch 4, a block of 5 memories on P lines and ГП + 1 columns , logic unit 6, comparator 7, reference voltage source 8 and synchronization unit 9, sampling and storage unit 10 and analog switch 11. The device operates as follows. There are two basic modes of operation of the device: calibration and compensation. Calibration is repeated as necessary and is carried out according to the proposed method in three cycles at three spatial positions of the matrix photodetector with respect to the radiation flux of the control illumination, in each of which the electrical connections of the device are switched. In the first calibration cycle, the first (digital) inputs of TsA.P 3 through digital switch 4 are connected to the output of logic unit 6, and its second (reference) input through analog switch 11 is connected to the output of matrix photodetector 1. Resistor 12 through analog switch 11 through It is connected to the output of the decisive amplifier 2. Memory block 5 is set to the recording mode. Simultaneously with scanning the elements for each of them, the binary code N, j on the digital inputs of NAL 3 is determined by the logic block 6 and comparator 7, at which the output voltage of the decisive amplifier 2 is equal to the voltage of the reference source 8 These binary codes are written in the corresponding cells of memory block 5, with the (W + 1) st column being written the same as in and their; 1 partial equivalents are defined as where V0 is the voltage of the reference source} R is the output resistance F-; - radiation intensity distribution of the control 8 illumination at the | j -th element, DIJ - sensitivity of the n-th element; RO is the resistance of the resistor 12. In the second calibration cycle according to the proposed method, the matrix photodetector is manually or using some kind of drive, movement mechanism, etc. is shifted relative to the first position parallel to the columns by a distance equal to the distance between the elements. For signals from each of the elements in the first column, i.e. for j 1, three operations are performed. During the first operation, the first inputs of the D / A converter 3 are connected to the output of memory block 5 via a digital switch 4, and the second input of the D / A converter is connected via an analog switch 11 to the output of a matrix photodetector 1. Resistor 12 via an analog switch 11 is connected to the output of a decisive amplifier 2. Memory block 5 This is set to a non-destructive collision mode, and the readout address must provide when transmitting a signal from the element located in the line of the photodetector i, output the short circuit information of the cell of the memory block 5 located in its lines numbered 1 - 1, i.e. the address must be delayed by one cycle reads vani in the lines. For i 1, no operation is performed. The output voltage of the decisive amplifier in the first operation of the second cycle is 21 U O; V.-F: ..- O;, - NJ. ,,, -.- VO-O: - 4l vM and it is memorized by the sampling and storage unit 10. In the second operation, the first inputs of the D / A switch 3 are switched via digital switch 4 to the output of logical lock 6, on which the binary code obtained during the third operation with the signal of the previous element, i.e. with row number i - t. The delay in the output address of the memory is saved. When operating with the signal of the second element, i.e. J 2, the digital inputs of the D / A converter 3 must remain connected to memory block 5, since the first element is not made for the first element and the result of the third operation is missing. The second turn of the DAC 3 via analog switch71 TOP 11 is connected to the output of decisive amplifier 2, the input of which is connected via the same switch 11 and resistor 12 to the sample and storage block 10. The output voltage of decisive amplifier 2 for the second operation of the second cycle is 1-v-HiiV - .-. ““ D m 2Ro N -.c “0 .1 where the decimal binary code is output from logic block 6, which is saved from the third operation with the signal of the previous element. This voltage is remembered by sampling and storage unit 10, and the previous one is reset. The memory unit 5 is then set to the recording mode. The recording is made with a delay of one cycle per line, i.e. instead of N, the result of the third operation with the signal from the previous element N is stored in the memory, which was previously stored at logic unit 6. In the third operation, the first inputs of the DAC 3 remain connected via digital switch 4 to the output of logic unit 6, and the second input A DAC 3 is connected via analog switch 1 to the output of sampling and storage unit 10. Resistor 12 is connected via the same switch to the output of decisive amplifier 2. Using logic block 6 and comparator 7, binary codes are defined, in which the output voltage of decisive amplifier 2 is equal to the source voltage 8. Equation of voltage comparison is Ni NV, R th 11 O) from here because, then consequently. H -1-D./So, after the first two calibration cycles, the coefficients, which are inversely proportional to the sensitivity of the elements of the first column of the photodetector, are obtained and recorded in the first column of memory block 5. 88 To determine the coefficients that equalize the sensitivity of the remaining elements, according to the proposed method, the third calibration cycle is performed, in which the second photodetector 1 is shifted relative to its first position parallel to the rows by a distance equal to the distance between its columns. Similarly to the second calibration cycle, the same three operations with the signals from each element of the photodetector are performed in the same sequence. The difference is. i that in the first operation, the readout address must ensure, when transmitting the signal from the photodetector elements located in column t, the output of information from cells of the memory block located in column j – 1, i.e. the address must be delayed by one clock cycle in columns, and for signals from elements of the second column (j 2), information output is not from the first, but from the (m + 1) -th column of the memory block. The second and third operations of other differences are not have Operations not performed. are for elements of the first column of the photodetector. The drive is the same reasoning as for the second cycle, we obtain that at the end of the third calibration cycle in the memory block the binary codes are written, the decimal equivalents of which are defined as,. , those. they are inversely proportional to the sensitivity of the corresponding elements of the photodetector and do not depend on the distribution of the radiation intensity of the control backlight. In the compensation mode, the first (digital) inputs of the D / A converter 3 are connected via digital switch 4 to the outputs of memory block 5, which is set to non-destructive auditing mode, and the second input of the D / A converter is connected through analog switch 11 to the output of the matrix photodetector t. Resistor 12 is connected via the same Koky Utator to the output of Tailing amplifier 2. Synchronously with the scanning of the elements, the output and 911 are made.

формации из блока 5 пам ти и выходное напр жение решающего усилител 2 при информативной засветке«с распределением Fformations from memory block 5 and output voltage of decisive amplifier 2 with informative illumination with distribution F

устанавливаетс вset to

UljiUlji

соответствии со следующим вьфажением:According to the following statement:

j -24-D j-N jj -24-D j-N j

.-S- 9.Р . I R .-S- 9.P. I r

R R

т.е. различи в чувствительности элементов скомпенсированы.those. differences in the sensitivity of the elements are compensated.

В данной реализации при втором и третьем положени х фотоприемника осуществл етс не определение коэффициентов усилени , N,; и N ,j в вном виде, а вычисление коэффициентов компенсации N- и по за вленному в способе cocTHomeiwro аналогоцифровым методом. Этот прием приводит , с одной стороны, к увеличению точности вычислени коэффициентов компенсации за счет того, что в них исключаютс дополнительные шумы квантовани , которые возникли бы при непосредственном определении коэффициентов усилени и М|, и последующем цифровом вычислении N ,j . С другой стороны, это решение позволило сохранить практически тот же объем блока пам ти; который имелс в прототипе , тогда как при буквальной реализации предлагаемого способа необходимо этот объем увеличить в три раза (дл хранени массивов данных N;j и ). Это вл етс одним из основных достоинств данной реализации, так как блок пам ти вл етс наиболее дорогосто щим (не счита матричного фотоприемника ) и энергоемким узлом подобных устройств.In this implementation, at the second and third positions of the photodetector, the gain is not determined, N ,; and N, j in an explicit form, and the calculation of the N-compensation coefficients and according to the analog-digital method claimed in the cocTHomeiwro method. This technique leads, on the one hand, to an increase in the accuracy of the calculation of the compensation coefficients due to the fact that they exclude the additional quantization noise that would arise if the gain factors were directly determined and M |, and the subsequent numerical calculation of N, j. On the other hand, this solution allowed to keep almost the same volume of the memory block; which was in the prototype, whereas in the literal implementation of the proposed method, this volume should be increased threefold (for storing data sets N; j). This is one of the main advantages of this implementation, since the memory block is the most expensive (apart from the matrix photodetector) and energy-intensive node of such devices.

Вычисление коэффициентов компенсации осуществл етс синхронно со сканированием соответствующих элементов фотоприемника, а записываютс они в блок пам ти с задержкой на такт, при этом значени N,. попадают в соответствующие чейки блока пам ти с номерами , J за счет того, что адрес считывани и записи во втором и третьем цикле калибровки уменьшен на единицу по строкам и столбцам соответственно . Эта последовательность вычислени и записи посто нна.The compensation coefficients are calculated synchronously with the scanning of the corresponding elements of the photodetector, and they are written into the memory block with a delay per cycle, with the values N ,. get to the corresponding cells of the memory block with numbers, J due to the fact that the read and write address in the second and third calibration cycle is reduced by one in rows and columns, respectively. This computation and writing sequence is constant.

Компенсаци после выполнени всех циклов калибровки может осуществл тьс в любом из трех использованных положений, а также в любом другом возмо ном положении фотоприемника.Compensation after performing all calibration cycles can be carried out at any of the three positions used, as well as at any other possible position of the photodetector.

785810785810

поскольку после окончани калибровки поправочные коэффициенты усилени обратно пропорциональны чувствительности соответствзтощих элементов фотоприемника и не завис т от распределени интеисийности излучени , существующего при калибровке. Режим компенсации вл етс основным режимом работы устройства, при которомsince after the calibration is completed, the correction gains are inversely proportional to the sensitivity of the corresponding elements of the photodetector and do not depend on the distribution of the radiation intensity that exists during calibration. The compensation mode is the main mode of operation of the device in which

О информативное излучение преобразуетс в электрические сигналы, очищаетс от неравномерности, вызьшаемой разбросом чувствительности элементов фотоприемника, и вьщаетс An informative radiation is converted into electrical signals, cleaned of irregularities caused by the spread of the sensitivity of the elements of the photodetector, and

S дл дальнейщего использовани . Поэтому положение фотоприемника в режиме компенсации не имеет значени и определ етс услови ми использовани .S for further use. Therefore, the position of the photodetector in compensation mode is irrelevant and is determined by the conditions of use.

0 Синхронизаци работы устройства0 Sync device operation

и управление всеми коммутаци ми св . зей осуществл етс блоком 9 синхронизации . Блок 10 выборки и хранени и аналоговый коммутатор 11 могутand management of all switches of sv. This unit is carried out by synchronization unit 9. Sample and hold unit 10 and analog switch 11 may

быть выполнены по известным стандартным схемам, например, с использова-ни м двунаправленных ключей на полевых транзисторах с соответствующими схемами управлени , что не имеет существенного значени .be performed according to known standard schemes, for example, using bidirectional keys on field-effect transistors with appropriate control circuits, which is not significant.

Алгоритм адресации блока пам ти отличаетс тем, что адрес считывани и записи по строкам в первом цикле запаздывает на один такт по сравнению со сканированием элементов фотоприемника, а во втором цикле на один такт запаздьгоает адрес .считывани и записи по столбцам. Эти простые операции могут вьшслн тьс без введени дополнительных средств путем использовани уже имеющихс элементов синхрогенератора. Например,обычно дл большинства запоминающих цифровых устройств адрес считывани по строкам и столбцам представл ет собой двоичный код, который формируетс с помощью двоичных счетчиков. На каждый такт код адреса соответствующего счетчика увеличиваетс на единицу синхронно со сканированием элементов фотоприемника. По окончании сканировани счетчики снова сбрасываютс в исходное состо ние (в начальный код) и т.д. Дл реали зации необходимого дл работы предлагаемого устройства запаздывани адреса достаточно во втором и третьем цикле калибровки устанавливать 11 1 необходимый начальный код на соответ ствующем счетчике. В большинстве выпускаемых промьшшенностью Двоичных счетчиков такой режим,предусмотрен и широко используетс , В режиме компенсации и в первом цикле калибровки выход блока 10 выборки и хранени неподключен ни к одному из блоков (т.е. коммутатор св зей отключает ее от остальных узлов) и ее функционирование не оказывает никакого вли ни на работу устройства. Поэтому алгоритмы работы блока выборки и хранени может быть посто нен во всех режимах работы. Технико-экономические П1реимущества предлагаемого способа заключаютс в увеличении точности компенсации за счет того, что коэффициенты компенса ции М,: не завис т от неравномернос ти распределени эталонного излучени , причем может быть получена скол угодно высока точность компенсации при соответствующем выборе разр днос ти цифровых элементов, погрешности ЦАП и аналоговых узлов. Кроме того, поскольку при предлагаемом способе неравномерность распр 812 делени контрольной подсветки не имеет существенного значени , за исключением случа , когда имеютс экстремальные точки (полное отсутствие излучени ), то калибровка может производитьс непосредственно на потоке информативного излучени . Это o6ecijeчивает высокую точность компенсации за счет идентичности спектральных характеристик излучени и уровн освещенности при калибровке и коьтенсации . Вследствие этого отпадает необходимость в специальном источнике эталонного излучени , что особенно важно в бортовой аппаратуре и снижает ее стоимость. Не нужны также и Специальные приспособлени .(шторки, жалюзи и т.п.), обычно необходимые дл перекрыти потока информативного излучени при калибровке в известном способе . Дл светового излучени сдвиги пространственного расположени излучени и фотоприемника могут быть легко осуществлены с помощью системы подвижных зеркал и т.д.The addressing algorithm of the memory block is different in that the address of reading and writing in rows in the first cycle is delayed by one cycle compared to scanning elements of the photoreceiver, and in the second cycle the address of reading and writing in columns is delayed. These simple operations can be accomplished without the introduction of additional means by using the already existing elements of the clock generator. For example, for most digital storage devices, the read address in rows and columns is a binary code that is generated using binary counters. For each clock cycle, the address code of the corresponding counter is incremented by one in synchronization with the scanning of the elements of the photodetector. Upon completion of the scan, the counters are again reset to the initial state (to the initial code), etc. To implement the address delay required for operation of the proposed device, it is sufficient in the second and third calibration cycles to set 11 1 the necessary initial code on the corresponding counter. In most Binary meters manufactured by industry, such a mode is provided and widely used. In the compensation mode and in the first calibration cycle, the output of the sampling and storage unit 10 is not connected to any of the blocks (i.e., the communications switch disconnects it from the rest of the nodes) and its functioning has no effect on the operation of the device. Therefore, the algorithms of operation of the sampling and storage unit can be constant in all modes of operation. Technical and economic advantages of the proposed method consist in increasing the accuracy of compensation due to the fact that the compensation coefficients M, do not depend on the uneven distribution of the reference radiation, and any desired accuracy of compensation can be obtained with an appropriate choice of digital element size, errors DAC and analog nodes. In addition, since with the proposed method, the uneven distribution of the dividing of the control backlight is not significant, except for the case when there are extreme points (total absence of radiation), calibration can be performed directly on the informative radiation flux. This is highly accurate compensation due to the identity of the spectral characteristics of the radiation and the level of illumination during calibration and condensation. As a result, there is no need for a special source of reference radiation, which is especially important in onboard equipment and reduces its cost. Special devices (curtains, blinds, etc.), which are usually necessary to block the flow of informative radiation during calibration in a known way, are also not needed. For light emission, shifts in the spatial arrangement of the radiation and the photodetector can be easily implemented using a system of moving mirrors, etc.

Claims

COMPENSATION METHOD IS UNEQUAL

DIMENSIONS OF THE VIDEO SIGNAL OF THE MATRIX Ф0 ^ RECEIVER, based on preliminary calibration, which consists in triple exposure of the matrix photodetector to standard radiation, amplification of the video signal from each (ί, j) element of the matrix photodetector, where a is the serial number of the matrix photodetector (<= 1,

2

3, ....), a j is the serial number of its column (j = 1, 2, 3, ...), to the value of the reference voltage, remembering the corresponding gain N :; , definition of coefficient ”*.

compensation factor for the three filled gains N ;, ',, N'j and the subsequent amplification of the video signal from each (i, j) element · with a compensation coefficient N *', characterized in that, with _(in order to increase the accuracy of compensation ' by reducing the influence of uneven distribution of the reference radiation, during calibration before the second exposure, the matrix photodetector is shifted relative to the first position parallel to its columns by the distance between its rows, and before the third exposure, the matrix photodetector is moved parallel but its rows by the distance between its columns, and determine the compensation coefficient by the formula m _y · p

K = 1 • FOR 02 ·,) - Г, дпя гЗ) j-Ι | ?!

• n - ^^ 2, ^ 2

5-1 ^Ν ί <5

1, 1117858