SU1141589A1 - Телевизионна камера на приборах с зар довой св зью - Google Patents

Abstract

ТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА НА ПРИБОРАХ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ, содержаща  матрицу приборов с зар довой св зью, состо щую из последовательно св занных зар довой св зью секции накоплени , управл ющий вход котброй соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени , секции хранени , управл ющий вход которой соединен с в лсодом блока преобразовани  уровней напр жени  сек-; ции хранени , и выходно о регистра, управл ющий вход которого соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  выходного регистра, причем тактовые входы блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени  и блока преобразовани  уровней напр жени  секхщи хранени  соединены соответственно с первым и вторым выходами синхрогенератора, третий, четвертый и п тый выходы которого подключены к входам формирователей фазного напр жени  (ФФН) соответственно секции накоплени , секции хранени  и выходного регистра, причем выход ФФН секции накоплени  соединён с информационным входом блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени , а выход выходного регистра подключен к входу видеоусилител , отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  оперативного формировани  всего передаваемого изображени  в части растра , введены блок команд и блок S стробировани , первый Ьход которого соединен с шестым выходом синхрогенератора , второй вход - с первым выходом блока команд, третий вход с выходом ФФН секции хранени , четвертый вход - с выходом ФФН выходного регистра, первый выход с информационным входом блока преобразовани  уровней напр жени  секции хранени , выход - с информационным входом блока преобрасл зовани  уровней напр жени  выходсх ного регистра, второй выход блока со команд подключен к первому входу синхрогенератора, седьмой выход которого соединен с первым входом блока команд, . ..

Description

Изобретение относитс  к телевизионной технике и может быть использовано преимущественно в передаюпщх камерах с датчиками изобра-г жени  на матрице приборов с зар Довой св зью.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  телевизионна  камера на приборах с зар довой св зью, содержаща  матрицу приборов с зар довой св зью, состо щую из последовательно св занных зар довой св зью секции накоплени , управл ющий вход которой соединен с выходом блока преоразовани  уровней напр жени  секции накоплени , секции хранени , управл ющий вход которой соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  секции хранени , и выходного регистра, управл ющий вход которого соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  выходного регистра, причем тактовые вхрды блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени  и блока преобразовани  уровней напр жени  секции хранени  соединены,соответственно с первым и вторьтм выходами синхрогенератора, третий, четвертый и п тый выходы которого подключены к входам формирователей фазного напр жени  (ФФН) соответственно секции накоплени , секции хранени  и выходного регистра, причем выход ФФН срответственно секций накоплени  соединен с информационным входом блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени , а выход выходного регистра подключен к входу видеоусилитег. л  to.

Недостатком известной телевизионной камеры  вл етс  возможность формировани  всего передаваемого изображени  только в целом растре, соответствующем растру воспроизвод щего блока. Однако при передаче репортажей с соревнований, конференций и т.п. часто возникает потребность в воспроизведении всего изображени , передаваемого одной телевизионной камерой, лишь на части растра с тем, чтобы на воспроизвод щем блоке в растре могли быть помещены изображени  (целиком) от нес кольких камер.

Целью изобретени   вл етс  распшрение функциональных возможностей телевизионной камеры путем обес печени  оперативного формировани  всего передаваемого изображени  в части растра.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в телевизионную камеру на приборах с зар довой св зью, содержащую матрицу приборов с зар довой св зью, состо щзпо из последовательно св занных зар довой св зью секции накоплени , управл ющий вход которой соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени , секции хранени , управл ющий вход которой соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  секции хранени , и выходного регистра, управл ющий вход которого соединен с выходом блока преобразовани  уровней напр жени  выходного регистра, причем тактовые входы блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени  и блока преобразовани  уровней напр жени  секции хранени  соединены соответственно с первым- и вторым выходами синхрогенератора, третий , четвертый и п тый выходы которого подключены к вход формирователей фазных напр жений (ФФН) соответственно секции накоплени , секции хранени  и выходного регистра , причем выход ФФН секции накоплени  соединен с информационным входом блока преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени , а выход выходного, регистра подключен к входу видеоусилител , введены блок команд и блок стробировани , первый вход которого соединен с шестым выходом синхрогенератора, второй вход - с первым выходом блока команд , третий вход - с выходом ФФН секции хранени , четвертый вход - с выходом ФФН выходного регистра, первый выход - с информационным входом блока преобразовани  уровней напр жени  секции хранени , второй выход - с информационным входом блока преобразовани  уровней напр жени  выходного регистра, второй выход блока команд подключен к первому входу синхрогенератора, седьмой выход которого соединен с первым входом блока команд.

Эти признаки позвол ют сжать передаваемое изображение путем

сжати  видеосигнала в секции хранени .

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема телевизионной камеры; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу телевизионной камеры; на фиг. 3 временные диаграммы, по сн ющие работу блока стробировани ; на фиг.4.- структурна  электрическа  схема объединени  нескольких устройств Согласно изобретению дл  совмещени  в одном растре воспроизвод щего блока нескольких изображений. I

Телевизионна  камера содержит

матрицу 1 приборов с зар довой св зью (ПЗС), состо щую из секции 2 накоплени , секции 3 хранени  и выходного регистра 4, блок 5 преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени , блок 6 преобразовани  уровней напр жени  секции хранени , блок 7 преобразовани  уровней напр жени  выходного, регистра, ФФН 8 секции накоплени , ФФН 9 секции хранени , ФФН 10 выходного регистра, синхрогенератор 11, видеоусилитель 12, блок 13 команд, блок 14 стробировани . При объединении нескольких таких .телевизионных камер дл  создани  суммарного изображени  использзпотс  селектор 15 синхросигнала и смеситель-формирователь 16.

Телевизионна  камера работает следующим образом.

Изображение формируетс  в одном из квадрантов приемного регистра. При объединении четырех аналогичных телевизионных камер (фиг. 4) на приемном растре формируете, картинка из четырех различных изображений (от каждой телевизионной камеры).

Перестройку растра, обеспечивающа  вывод сигнала изображени  в любом из четырех квадрантов приемного растра, или вывод всего изображени  из четырех квадрантов экрана видеоконтрсльного устройства осуществл етс  путем перестройки режима управлени  секций хранени  и выходным регистром матрицы ПЗС.

По сравнению с известным полноформатным режимом управлени  при выводе изображени  на весь экран видеоконтрольного устройства частот построчного переноса из секции хранени  в выходной регистр и частота поэлементного переноса в выходном

5894

регистре вдвое вьше; момент завершени  построчного переноса совмещен с моментом начала поэлементного переноса или рассовмещен на половину активной части строки в зависимости от квадранта изображени ; момент завершени  покадрового переноса на секции накоплени  в секцию хранени  совмещен с моментом начала построчного переноса или рассовмещени  на половину активной части кадра в зависимости от квадранта изображени .

На фиг. 2а,б изображены временные диаграммы сигналов управлени , подаваемых на электроды соответственно секции хранени  и выходного регистра матрицы ПЗС в полноформатном режиме; на фиг. 2в - полный

0 телевизионный сигнал на выходе

видеоусилител  в полноформатном режиме; на фиг. 2г, 2д, 2е, 2ж, 2з, 2и - сигналы управлени  в режиме с перестройкой растра; на фиг. 2г,д 5 временные диаграммы сигналов при выводе изображени  в лев верхний квадрант видеоконтрольного устройства (обозначение & на фиг. 4); на фиг о 2г,«.- диаграммы сигналов при выводе изображени  в правый верхний квадрант видеоконтрольного устройства (л на фиг. 4); на фиг.2ж,з диаграммы сигналов при выводе изображени  в левый нижний квадрант видеоконтрольного устройства (J на фиг. 4); на фиг. 2ж и 2и - диаграммы сигналов при выводе изображени  в правый квадрант нижнего видеоконтрольного устройства ( А на фиг.4);

jj на фиг. За - сигнал гашени  приемного воспроизвод щего блока. (Показано по одной диаграмме дл  каждой из секций вместо требуемых трех применительно к известной трехфаз , ной системе управлени  матрицы ПЗС).

Временные .диаграммы сигналов управлени , подаваемых на электроды секции накоплени  матрицы ПЗС в полноформатном режиме и в режиме с перестройкой растра (не показаны), не отличаютс  ипредставл ют собой известные четырехуровневые сигналы с уровн ми электрических смещений обогащени , обеднени , накоплени  и

5 переноса. При работе матрицы ПЗС в . режиме черезстрочного разложени  изображени  светогенерированные зар ды в течение нечетных полей накапливаютс  под электродами одной фазы, а в течение четных полей - по электродами другой. На фиг. 2 - обозначены также: Tj - период построчного переноса из секции хранени  в выходной регистр в полноформатном режиме; Т пери од построчного переноса иа секции хранени  в выходной регистр в режиме с перестройкой растра; Т - период поэлементного переноса в выходном регистре в полноформатном режиме; Тд - период поэлементного переноса в выходном регистре в режиме .с перестройкой растра; Тр временное рассовмещение момента завершени  построчного переноса с моментом начала поэлементного переноса; Трц - временное рассовмещение момента завершени  покадрового переноса из секции накоплени  в секцию хранени  с моментом начала построчного переноса. , Привод тс  возможные варианты местоположени  сжатого изображени  . Предположим, что телевизионна  .камера занимает поз. А на фиг. 4 и формирует изображение в квадранте Д растра. В этом случае синхро низатор 11 устанавливаетс  в автономный режим. Коммутационные элеме ты в блоке 13 команд устанавливаютс  в один из п ти вариантов дл  полноформатного режима и каждого и квадрантов растра таким образом, .что с выхода блока 13 на второй вход блока 14 стробировани  поступает команда, например в виде по . тенциала о выборе квадранта л. В с ответствии с этой командой с синхр генератора 11 на первый вход блока 1 стробировани  поступают тактовые импульсы вдвое больше высокой частоты , чем в полноформатном режиме. В блоке 14 формируютс  стробирующи импульсы по кадру и по строке (фиг. Зг,е). I Двухуровневые взаимно перекрывающиес  импульсные последовательности с выхода ФФН 9 секции хранени , следующие на третий вход блок 14 стробировани , и двухуровневые взаимно перекрывающиес  импульсные последовательности с вьпсода ФФН 10 выходного регистра, следующие на четвертый вход блока 14 стробирова ни , на выходе последнего оказываютс  простробированными в соответствии с указанными стробирующими сигналами и поступают далее соответственно на лок 6 преобразовани  уровней напр жени  секции 3 хранени  и блок 7 преобразовани  уровней напр жени  выходного регистра 4, где-преобразуютс  соответственно в трехуровневые сигналы (фиг. 2г) с уровн ми электрических смещений обеднени , хранени  и переноса, и двухуровневые сигналы (фиг. 2д) с уровн ми электрических смещений вывода и переноса, подаваемые затем соответственно на электроды секции хранени  и выходного регистра матрицы ПЗС. Одновременно с третьего выхода синхрогенератора 11 на вход ФФН 8 секции накоплени  подаютс  те же импульсные сигналы, что и в полноформатном режиме, которые преобразуютс  в двухуровневые взаимно перекрывающиес  импульсные последовательности , подаваемые далее непосредственно на вход ,блока 5 преобразовани  уровней напр жени  секции накоплени . На электроды секции 2 накоплени  матрицы 1 ПЗС подаютс  четырехуровневые сигналы с уровн ми электрических смещений обогащени , обеднени , накоплени  и переноса (не показаны), которые не отличаютс  от циклограмм известного устройства и не измен ютс  от позиции, занимаемой телевизионной камерой на фиг. 4 в последующем изложении. В результате зар ды, накопленные в секции 2 накоплени , с удвоенной скоростью перенос тс  внутри секции хранени  и вывод тс  в выходной регистр и из него.. Следовательно, видеосигнал займет лищь четвертую часть времени кадра, занимаемого видеосигналом в полноформатном режиме. Видеосигнал с вьггсода матрицы 1 ПЗС поступает на видеоусилитель 12, где подвергаетс  обработке, например простой фильтрации тактовой помехи при помощи фильтра нижних частот и предварительному усилению. В случае объединени  телевизионных камер ,в систему (фиг. 4) видеосигнал подаетс  на третий вход смесител -формировател  16, на второй вход которого с синхрогенератора 11 приход тс  сигналы гашени  и синхронизации приемника. В результате на

его выходе формируетс  полный телевизионный сигнал,занимающий квадрант Д воспроизвод щего блока (фиг. 2к).

Предположим, что телевизионна  камера занимает поз. В на фиг. 4 и формирует изображение в квадранте Д. В этом случае на её входе присутствует внешний полный телевизионный сигнал с телевизионной ка- . меры поз. А Селектор 15 синхросигналов выдел ет из полного телевизионного сигнала от телевизионной камеры поз. А строчные и кадровые синхроимпульсы, поступающие на соответствующие входы синхронизатора 11, на второй вход блока 13 команд гюступают импульсы синхронизации приемника. Благодар  этому на второ выходе блока 13 команд по вл етс  сигнал, который, поступа  на третий вход синхрогенератора 11, устанавливает последний в ведомый режим. Предположим, что телевизионна  камера , включенна  в поз. В (фиг. 4), должна обеспечивать вывод изображени  в квадрант приемного воспро-. извод щего блока. Дл  этого коммутационные элементы в блоке 13 команд устанавливаютс  в положение, при котором соответствующа  команда на блок 14 стробировани  приводит к формированию в последнем стробирукнцих импульсов по кадру и по строке (соответственно фиг. Зг,3ж) а на его вход поступают с синхрогенератора 11 синхроимпульсы удвоенной частоты. На электроды секции хранени  и выходного регистра матрицы 1 ПЗС подаютс  сигналы управлени  (фиг. 2г,е). Одновременно, благодар  по влению на первом входе блока 13 команд сигнала с выхода синхрогенератора 11 блок 13 формирует на управл ющем входе смесител -формировател  16 команду, раз ,решающую прохождение на выход всего устройства видеосигнала,, подаваемого на информационный вход смесител -формировател  16. На выходе смесител -формировател  16 при этом формируетс  суммарный полный телевизионный сигнал (фиг. 2м), представл ющий собой сумму сигналов входного, т.е. от телевизионной камеры на поз 4 (фиг. 2к), и вырабатываемого предлагаемой телевизионной камерой, включенной в поз. В (фиг. 2л),

Работа телевизионных камер, установленных в системе (фиг. 4) в поз.С и поз. D в предположении, что вывод изображений с этих телевизионных камер осуществл етс  соответственно в квадранты 4, А приемного воспроизвод щего блока, аналогична рассмотренной вьше в поз. А и поз. В и может быть легко пон та из фиг. Зд,

е,ж, 2ж,з,и, 2н,о,п. Очевидно, что с выхода телевизионной камеры, включенной в поз. Р , при работе всех четырех телевизионных камер, включенных по схеме на фиг. 4, снимаетс  полный телевизионный сигнал

(фиг. 2р), лредставл ющий собой сумму четырех сжатых видеосигналов, вьфабатываемых каждой телевизионной камерой в-отдельнтэсти, и занимающей

все четьфе квадранта Д , 4 , А , Л на экране воспроизвод щего блока 5.

Кроме рассмотренных режимов работы со сжатием изображени  телевизионна  камера может работать в

полноформатном режиме. Тогда надобность в системе, вьтолненной по фиг..4, отпадает. Б этом случае сйнхрогенератор 11 работает либо в автономном режиме, либо в ведомом режиме , если на входе селектора 15 присутствует внещний сигнал. Однако при этом с блока 13 команд на управл ющий вход смесител -формировател  16 подаетс  команда, запрещающа  прохождение на его выход внешнего сигнала, а в блок 14 стробировани  поступает команда на формирование стробирующих импульсов по кадру и по строке (фиг. Зб,в). При

этом на электроды секции хранени  и выходного регистра матрицы 1 приборов с зар довой св зью подаютс  сигналы управлени , (фиг. 2а,б), Т.е. те же, что и в известном устройстве . Телевизионна  камера работает также, а на ее выходе формируетс  полный телевизионный сигнал, видеосигнал в котором следует с периодом Тг, равным двум строкам растРа воспроизвод щего приемного блока, например видеоконтрольного устройства , работающего в стандартном режиме разложени  (фиг. 2в).

Таким образом, предлагаема  телевизионна  камера позвол ет формировать сжатый видеосигнал, при воспроизведении которого полное изображение передаваемого кадра отобра 1 жаетс  в выбранной части растра например в. одном из его квадрантов. При этом качество изображени  в этом участке растра выше, чем при полноформатном изобраькении, так как обычно при работе с матрицей ПЗС воспроизведение 288 активных строк чередуетс  с передачей 288 черных строк (фиг..2к), необходимых дл  организации режима разложени , совместимого с отечественным стандартом 625 строк при 23 кадрах в секунду, в каждом же из четырех изображен), формируемых в режиме с перестройкой растра, черна  строка отсутствует . Объединение предложенных телевизионных камер в систему (фиг. 4), позвол ющую совмещать изображени . 9 передаваемые ими, со.здает дополнительный положительный эффект, так как функции совмещени  изображений во многом осуществл ютс  непосредственно в телевизионной камере. При этом схемотехнические затраты в предлагаемом устройстве по сравнению с известными незначительны, а количество линий св зи в системе (фиг. 4) сокращаетс  вдвое по сравнению с обычной лучевой схемой объединени  телевизионных камер, в которой между каждой телевизионной камерой и приемной частью имеютс  2 линии св зи: дл  видеосигнала и синхросигнала . Предлагаемые телекамеры можно объединить, использу  одну линию св зи и дл  видеосигнала и дл  синхросигнала.

Purl

Обедне.ни& . - и r

ууууу1

:гФиг .2 V- t /n-V- t-/- тг- Л-Пг--«/yVWWM IXOSOV MMVtAAMVfl .,..,.... 1 I I | I LirUlILj тг-Пг-П;Г а б

-fh

4tТр .к

fTiff

-ftъ

1

4h

-ff t

-ffL

t

UTLTL .

ff

Claims (1)

1. ТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА НА ПРИБОРАХ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ, содержащая матрицу приборов с зарядовой связью, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью секции накопления, управляющий вход котброй соединен с выходом блока преобразования уровней напряжения секции накопления, секции хранения, управляющий вход которой соединен с выходом блока преобразования уровней напряжения сек-: ции хранения, и выходного регистра, управляющий вход которого соединен с выходом блока преобразования уровней напряжения выходного регистра, причем тактовые входы блока преобразования уровней напряжения секции накопления и блока преобразования уровней напряжения секции хранения соединены соответственно с первым и вторым выходами синхрогенератора, третий, четвертый и пятый выходы которого подключены к входам формирователей фазного напряжения (ФФН) соответственно секции накопления, секции хранения и выходного регистра, причем выход ФФН секции накопления соединен с информационным входом блока преобразования уровней напряжения секции накопления, а выход выходного регистра подключен к входу видеоусилителя, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения оперативного формирования всего передаваемого изображения в части растра, введены блок команд и блок стробирования, первый вход которого соединен с шестым выходом синхрогенератора, второй вход - с первым выходом блока команд, третий вход с выходом ФФН секции хранения, четвертый вход - с выходом ФФН выходного регистра, первый выход с информационным входом блока преобразования уровней напряжения секции хранения, второй выход - с информационным входом блока преобразования уровней напряжения выходного регистра, второй выход блока команд подключен к первому входу синхрогенератора, седьмой выход которого соединен с первым входом блока команд.