SU1349684A1 - Способ формировани телевизионного сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прикладному телевидению и обеспечивает повышение точности формировани  ТВ-сигнала путем уь еньшени  времени экспоИзобретение относитс  к прикладному телевидению и может быть использовано при реализации телевизионных (ТВ) систем высокого пространственного разрешени , используемых при проведении ТВ-съемок исследрвательс-- кого характера в различных област х науки и техники, например, при космических съемках поверхности земли или других небесных тел. Цель изобретени  - повьшение точности формировани  ТВ-сигнала путем нировани  светового потока. Оптич. изображение объекта формируетс  объективом 1, отклон етс  дефлектором 2, преобразуетс  в ТВ-сигнал матричным преобразователем свет-сигнал (МПСС) 3, преобразуетс  в радиосигнал и передаетс  по каналу св зи блоком 4 передачи информации. Этот процесс повтор етс  М) раз (My - шаги вдоль строк и М 5 - шаги вдоль столбцов МПСС 3) при различных положени х ОПТИЧ. изображени  относительно МПСС, измен емых дефлектором 2 по сигналу блока 5 управлени  и синхронизации . Радиосигнал поступает в блок 6 приема информации и далее в- ЭВМ 7. ЭВМ 7 проводит размещение отсчетов в пам ти в пор дке следовани  координат центров считываемых зл-тов МПСС 3, пр мое преобразование Фурье упор доченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-час- тотную хар-ку эл-та МПСС 3 и обратное преобразование Фурье. 8 ил. О) со 4i со Од уменьшени  времени зкспонировани  светового потока. На фиг. 1. изображена структурна  схема устройства, реализующего способ формировани  телевизионного сигнала; на фиг. 2 - исходна  последовательность разложение оптического изображени  вдоль оси X; на фиг.З - разложение оптического изображени  оси X, получаемое после упор дочени  отсчетов; на фиг. 4 - результирующее разложение оптического, изображени  вдоль оси X; на фиг. 5 - дискретный

Description

спектр упор доченного сигнала по оси v; на фиг, 6 - дискретный спектр результирующего сигнала по оси Vy при за вленном способе ТВ-съемки; на фиг. 7 - аппроксимаци  апертурно-им- пульсной характеристики ТВ-системы; на фиг, 8 - частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров.

Устройство (фиг, I) содержит объектив 1, дефлектор 2, матричный преобразователь свет-сигнал (МИСС) 3, например, на ПЗС-матрице, блок 4 передачи информации, блок 5 управлени  и синхронизации, блок 6 приема информации ЭВМ 7, цифровой магнитофон 8 и полутоновый дисплей 9,

Устройство работает следующим образом .

Оптическое изображение объекта формируетс  объективом 1, отклон ет- .с  дефлектором 2, преобразуетс  в ТВ-сигнал МПСС 3, преобразуетс  в радиосигнал и передаетс  по каналу св зи блоком 4 передач1| информации, причем этот процесс повтор етс  MX My рзз при различных положени х оптического изображени  относительно МПСС, измен емых с помощью дефлектора 2 по сигналу блока 5 уп- правлени  и синхронизации, Радиосиг- нал по каналу св зи поступает в блок 6 приема информации и далее в ЭВМ 7, с помощью которой проводитс  размещение отсчетов в пам ти в пор дке еле- довани  координат центров считываемых МПСС, -пр мое преобразование Фурье упор доченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-ча- стотную характеристику элемента МПСС и обратное преобразование Фурье,

В качестве дефлекторов 2 могут быть использованы, например, акусто- оптические дефлекторы. Возможно также механическое смещение ШСС 3 от- носительно исходного светового поток Остальные компоненты устройства  в- л ютс  стандартными.

Пусть h(x, у) - апертурно-импульс на  характеристика (АИХ) элементар- ного фотоприемника. Значение сигнала изображени , получаемого элементарным фотоприемником в точке с координатами (х, у), равно

а(х, у)а°(х, y)+s(x, у) (1)

.где а(х, .y) S Mx ,y )b(x I . -, -о

-х ,у -y )dx dy - сигнал без шума;

Ь(х, у) - освещенность оптического изображени ; s(x, у) - щумова  компонента.

1

После упор дочени  отсчетов, последовательно считанных при х М у - положени х МПСС относительно исходного светового потока, получаетс  дискретньй сигнал

a(ilx, jly),

где 1, 1 у - шаги смещени  вдоль

строк и столбцов МПСС 3 i«0,l,2,,,.,M;,Ny-l; j-0,l,2,,,,,M.,N,,-l; i -Ks у число элементов в строках и столбцах МПСС 3, Сигнал а,-- следующим образом св зан с требуемым ТВ-сигналом (без шумов ) , соответствующим разложению оптического изображени  с размерами элемента разложени  1 My/г My/г

jSS - - -

i t

где константы, получаемые при аппроксимации реальной АИХ h(x, у) кусочно-посто ииой АИХ (фиг, 7), причем (ошибки аппроксимации включены в шумовую компоненту s,-:)s

h (x, у) Ь,при lx-ml Ul /2 и . 1у-п1,,(.1,,/23,(3)

Соотношение (2) эквивалентно следующему соотношению спектров Фурье:

Н

Ами+Оо /

tiv OV UV UV

где заглавными буквами обо..начены дискретные спектры сигналов, обозначенных соответствующими строчными буквами. При этом %v (диск;.етный спектр функции h) есть дискретна  апертурно-частотна  характеристика (АЧХ) ТВ-системы.

Поэтому, разделив спектр АЧХ HUV, получим спектр

Аоу Ф1лгА1,, ,

где Sy jj- S|jy- спектр шума,

а выполнив его обратное преобразование Фурье, получим требуемый ТВ-сигнал a,, j +s;j ,

Таким образом, предлагаемый способ съемки эквивалентен съемке нормальной ТВ-системой, имеющей «МуЫ у элементов разложени  размером

5

,. Шумы эквивалентной нор- Мсшьцой ТВ-системы здеис т от харак- теристч исходной ТВ-системы.

При решении узкоцелевых задач, когда, приближенно известен средний спектр мощности |А цу|7сигнала ац , вместо инверсной целесообразно использовать винеровскую фильтрацию, при которой частотна  характеристика корректирующего фильтра имеет вид

Ф.

Huv

UV тй;;;й+ тп7| 77гтА° v

При этом получаетс  минимальна  средн   мощность шумов SM среди всех возможных линейных пространственно- инвариантных преобразований.

Частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров условно показаны на фиг. 8.

Claims (1)

1. Формула из обретени  Способ формировани  телевизионного сигнала, основанш 1й на проецировании исходного светового потока на фоточувствительные элементы матричного преобразовател  свет-сигнал (МПСС), последовательном относительном смещении МПСС и исходного свето49684

   вого потока на М лагов вдоль строк и на М шагов вдоль столбцов МПСС, причем шаги щ бирают в М и M,j раз меньшими расртов  щ мевду центрами элементов МПСС соответственно по направлению строк и столбцов, поэлементном считывании сигнала в каждом положении МПСС, его запомина10 НИИ с размещением отсчетов в пор дке следовани  координат центров счи- тывае1«1х элементов КПСС и последующем преобразовании в телевизион шй сигнал с размерами элемента разложе15 ни , равными шагами смещени , о т- личающийс  тем, что, с целью повьшени  точности фop aIpoвaни  путем уменьшени  времени экспонировани  светового потока, при поэлемент20 ном считывании сигнала в ка одом положении МПСС размеры элемента разложени  выбирают равными размеру элемента МПСС, при преобразовании запомненного сигнала в телевизионный сигнал

   25 последовательно осуществл ют пр мое преобразование Фурье, дел т полученный спектр на апертурно-частотную характеристику элемента МПСС и осуществл ют обратное преобразование Фу30 рье..,

   Фие. 1

   or r

   t . U7 «Й ffxix Я

   ft

   C&tf«.5

   jb

   Яд flxLxihlx (ftut.f

   k.

   Редактор H,Кол да

   Составитель Г.Росаткевич Техред М.Моргентал

   Заказ 6882 Тираж 627Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   Корректор А.Обручар