SU1427599A1 - Устройство компенсации темновых составл ющих видеосигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике . Цель изобретени  - повышение точности компенсации темповых составл ющих сигналов, амплитуда к оторых сопоставима с размахом фиксированного шума, и увеличение быстродействи  устр-ва. Устр-во содержит фотопрнем- ное устр-во 1 со схемами сканировани  эл-тов, блоки выборки и хранени  2 и 6, усилители 3 и 4, переключатель 5, АЦП 7, блоки пам ти (БП) 8 и 9, ад- ресные счетчики 10 и 11, ДАЛ 12, аттенюатор 13, блоки вычитани  14 и 15 и формирователь 1.6 управл ющих сигналов . Темповое считывание производитс  за два цикла, после чего провод тс  два цикла темновой коррекции видеосигнала . После проведени  коррекции в БП 8 хранитс  информаци  о темновом сигнале каж.цой  чейки, а в БП 9 хран тс  уровни сигналов недокомпенса- ции. После этого устр-во работает в режиме считывани  полезного сигна-, ла. 2 ил.

Description

Изобре гение относитс  к радио- texHHKe и может быть использовано rtpH построении телевизионных систем С повышенным отношением сигнал/шум и компенсированном сигнале.

Цель изобретени  - повышение точ- ности компенсации темновых составл ющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума, и увеличение быстродействи  устройства,

На фиг. 1 представлена структурна  ; лектрическа  схема устройства ком- г енсации темновых составл ющих виде- бсигнала; на фиг. 2 - временные ди- граммы, по сн ющие работу устрой- с|тва.

Устройство компенсации темновых вставл ющих видеосигнала содержит фотоприемное устройства (ФПУ) 1 со с|хемами сканировани  элементов, пер- фш блок 2 выборки и хранени , первый 1 второй усилители 3 и 4, переключа- ель 5, второй блок 6 выборки и хра- Чени  БВХ), аналого-цифровой пр.еоб- разователь (АЦП) 7, первый и второй блоки 8 и 9 пам ти, первый и второй адресные счетчики 10 и 11, цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) 12, аттенюатор 13, первый и второй блоки 14 и 15 вычитани  и формирователь 16 управл ющих сигналов.

Устройство компенсации темновых Составл ющих видеосигнала работает Следующим образом.

Начало работы инициируетс  положительным сигналом на входе темнового считывани  формировател  16 управлени  при перекрытом входом окне ФПУ 1. По этому сигналу формируетс  сигнал начальной установки на выходе формировател  16, котоуьш приводит все схемы устройства в исходное состо ние . При этом в ФПУ 1 выбираетс  первый элемент, а в блоках 2 и 6 включаютс  ключи.

Темновое считывание производитс  за два цикла. В первом цикле осуществл етс  сканирование элементов ФПУ 1 и запись темнового сигнала в блок 8 пам ти с выхода ФПУ 1 через блок 2, усилитель 3, переключатель 5, блок 6 и АЦП 7. При этом усилитель 3 усиливает темновой сигнал до полного диапазона входного сигнала АЩ 7. .

Сканирование элементов ФПУ 1 и запись темнового видеосигнала производитс  следующим образом. После сн ти 

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сигнала с входа темнового считывани  снимаетс  сигнал с выхода формировател  16 и формируетс  сигнал на выходе формировател  16 управлени  блоком 2 (фиг. 2в), подключа  тем самьм записанное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 к выходу блока 2. После перекоммутации ключей в блоке

2на выходе синхронизации формировател  16 по вл етс  импульс синхронизации ФПУ 1 (фиг. 2г), выбирающий второй элемент фотоприемника. После сн ти  сигнала темнового считывани 

с входа формировател  16 с задержкой, определ емой формирователем 16, ус°та- навливаетс  в единичное состо ние .триггер формировател  16. Высокий уровень сигнала на пр мом выходе этого триггера через выход формировател  16 поступает на вход переключател  5 и подключает выход усилител 

3к входу блока 6, после чего усиленное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 записьшаетс  в пам ть блока 6. Врем  записи определ етс  формирователем 16 и равно времени записи максимального значени  сигнала в блоке 6. По истечении этого времени на формирователе 16 по вл етс  импульс управлени  блока 6 (фиг. 2д), и усиленное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 подключаетс  ключами блока 6 к входу АЦП 7, через врем , определ емое элементом задержки формировател  16, формируетс  сиг- .lan запуска АЦП 7 (фиг. 2е), по которому вновь производитс  переключение блока 2, а затем и выборка очередного элемента ФПУ 1. Таким образом, во врем  преобразовани  значени  видеосигнала первого элемента ФПУ 1 в цифровой код значение видеосигнала второго элемента записываетс  в подключенную к входу пам т блока 6, а в пам ть блока 2 - значение видеосигнала третьего элемента фотоприемника . По истечении времени преобразовани  АЦП 7, определ емого его быстродействием , формируетс  сигнал конца преобразовани  (фиг. 2ж) на выходе АЦП 7, который определ ет по вление импульсов (фиг. 2и) записи в блок 8 на выходе формировател  16 и на выходе .синхронизации адресного счетчика 10 (фиг. 2к), по которым осуществл етс  запись цифрового кода с выхода АЦП 7 в блок 8 и переключение адреса блока 8. Одновременно с формированием сигналов записи в блоке 8 переключаетс  блок 6, после чего вновь запускаетс  АЦП 7, но уже дл  следующего значени  видеосигнала. Дальнейша  работа устройства происходит в циклическом режиме до тех пор, пок не завершитс  опрос всего кадра и не произойдет выборка первого элемента ФПУ 1 . При этом на вьсходе конца кадра ФПУ 1 по вл етс  положительный импульсный сигнал (фиг. 2л), поступающий ,иа вход формировател  16. Записью в блок 8 цифрового кода видеосигнала последнего элемента ФПУ 1 завершаемс  первый цикл темнового считывани , за которым сразу начинаетс  второй цикл.

Во втором цикле темнового считы

5

на вход формировател  16 короткий положительный импульс, по которому производитс  начальна  установка устройства в исходное состо ние. Диаграмма работы устройства в режиме счи .тывани  полезного сигнала соответствует диаграмме второго цикла темново- со считывани , с той разницей, что отсутствуют сигналы записи в блок 9 на вьсходе формировател  16, вместо них формируютс  сигналы синхронизации выходной информации (фиг, 2н) на выг ходе формировател  16. В режиме считывани  полезного видеосигнала происходит последовательное вычитание из полного видеосигнала темнового сигнала блоком 14 вычитани  и вычитание сигнала недокомпенсации из пер

вани  в блок 9 записываетс  усиленный 20 вого разностного сигнала блоком 15

усилителем 4.разностный сигнал с выхода блока 14, на первый вход которого подаетс  темновой сигнал с фотоприемника 1, а на второй - информа- ци  из блока 8 через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 12 и аттенюатор 13. Временна  диаграмма работы формировател  16 во втором цикле темнового считывани  почти аналогична диаграмме первого цикла, с той разницей, что выход формировател  16 (фиг. 2з) имеет низкий уровень сигнала и соедин ет выход переключател  5 с выходом усилител  4. Кроме того, формирование сигналов на выходе синхронизации

(фиг. 2к) адресного счетчика 10 осуществл етс  не сигналом конца преобразовани , как это делалось в пер- вом цикле, а сигналом пуска АЦП 7. Это необходимо дл  того, чтобы значению видеосигнала, поступающего с ФПУ 1, соответствовало i-e значение сигнала с блока 8 при формировании сигнала недокомпенсации. Еще одним- отличием второго цикла от первого  вл етс  то, что вместо сигналов записи блока 8 вырабатываютс  сигналы записи блока 9 на выходе формировател  16 (фиг. 2и) и соответству- gQ темновой коррекции видеосигнала.

ющие сигналы на выходе синхронизации (фиг. 2о) формировател  16, произ- .вод щие переключение адресов блока 9. После завершени  сканировани  всех элементов по сигналу с выхода ФПУ 1 устройство прекращает работу и готово к считыванию полезного видеосигнала. Перед началом считывани  необходимо открыть входное окно ФПУ 1 и подать

вычитани .

Разр дность блока 8, а следбва- , тельно, и разр дность ЦАП 12 должны соответствовать разр дности АЦП 7,

5 так как это обеспечивает максимальную точность воспроизведени  темнового сигнала при вычитании его из входного видеосигнала. Максимальна  величина погрешности компенсации

0 после первого вычитани  при малошум щих схемах аналоговой обработки составл ет один младший разр д цифрового кода, но в св зи с тем, что полезный оптический сигнал -соизмерим с темновым сигналом, разностный сигнал после блока 14 необходимо усилить до величины полного входного сигнала АЦП 7. Если коэффициент усилени  усилител  4 равен К, то число разр дов

0 блока 9 нецелесообразно делать более, чем logjK, потому что дальнейшее увеличение числа разр дов не приведет к улучшению компенсации видеосигнала. Устройство в режиме считывани 

5 полезного сигнала работает следующим образом.

Работа устройства в режиме считывани  полезного сигнала осуществл етс  после проведени  двух циклов

5

После проведени  коррекции в блоке 8 хранитс  информаци  о темновом сигнале каждой  чейки в блоке 9 - уровни сигналов недокомпенсации. Перед началом считывани  необходимо открыть входное окно ФПУ 1 и подать на вход формировател  16 короткий положительный импульс, по которому производитс  начальна  установка

устройства в исходное состо ние. При исходном состо нии нр ФПУ 1 выбран первый элемент, формирователь 16, 1БВХ 2 и БВХ 6 наход тс  в нулевом {состо нии (на инверсном выходе - I высокий уровень сигнала, а на пр  |мом - низкий), адресные счетчики 10 ;И 11 обнулены, при этом в блоках 8 I и 9 выбраны нулевые  чейки с соот- 1ветствующей информацией о нулевом i элементе ФПУ 1.

После сн ти  сигнала с входа фор мировател  16 формируетс  сигнал на I выходе формировател  16 управлени  {блоком 2, по которому информаци  с нулевого элемента ФПУ 1 запоми- iнаетс  в блоке 2, после чего через врем  за1держки, определ емое эле- 1 ментом формировател  16, формируетс  i синхроимпульс дл  выборки очередного ; элемента ФПУ 1 (фиг 2г), Поскольку I после начальной уста11овки на входе I блока 8 находитс  код темнового сиг- нала нулевого элемента, то его аналоговое значение будет находитьс  на входе блока 14, на другой вход которого поступает информационный сигнал нулевого элемента ФПУ 1. Разностный сигнал с блока 14 усиливаетс  усилителем 4 и через переключатель 5 подаетс  на вход блока 6, который через врем  (фиг, 2д) фиксируетс  в блоке 6. Этим же сигналом, задер- жанным на врем  Т (фиг, 2е), произ водитс  запуск АЦП 7, переключение блока 2 (запись информации с первого элемента ФПУ 1) и выборка второго элемента матрицы. Одновременно с запуском А1Щ 7 на формирователе 16 формируетс  сигнал синхронизации адресного счетчика 10. Переключение адресного счетчика 10, а следовательно , выборка второй  чейки пам ти обеспечивает подачу информации о тем новом еигнале соответствующего элемента матрицы на вход блока 14 к моменту поступлени  информации с соответствующего элемента матрицы на вход блока 4.

Таким образом, к моменту первого запуска АЦП 7 информаци  первого элемента будет находитьс  на входе АЦП 7, второго элемент:;а - на входе блока 6, а третьего - на блока 2 (принцип пожарной цепочки)

По завершении работы АЦП 7 на его вькоде по вл етс  сигнал (фиг. 2ж) конца преобразовани . После поступлени  первого сигнала конца преобразовани  АЦП 7 на входе блока 15 находитс  цифровой код преобразован- ного сигнала, на другом входе блока

15 - код сигнала недокомпенсации, а на его выходе разностный сигнал, сопровождаемый сигналом синхронизации на выходе формировател  16.

Причем сигнал на выходе формиро- - вател  16 по вл етс  с задержкой относительно сигнала на выходе АЦП 7 .(конца преобразовани ) на врем  - (фиг, 2, н) дл  обеспечени  заверше .ни  работы блока 15. Через врем  относитеотно сигнала на выходе формировател  16 на его выходе формируетс  импульс синхронизации адресного, счетчика 10, кроме того, на его выхоД6 формируетс  импульс синхронизации адресного счетчика 11 .(фиг. 2о) , выбирающий очередной элемент блока 9 .

Дальнейша  работа устройства , происходит в циклическом режиме,

где основным тактирующим элементом  вл етс  АЦП 7« Завершение работы осуществл етс  после завершени  опроса всех элементов матрицы. При повторной выборке первого элемента

ФПУ 1 на выходе ФПУ 1 по вл етс  сигнал конца кадра (фиг. 2л), который через формирователь 16 дает разрешение на установку по сигналу Пуск АЦП 7 (последнего элемента).

На этом.работа устройства в режиме считывани  полезного сигнала завершаетс  .

Фор м-у ла изобретени 

Устройство компенсации темновых составл ющих видеосигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные первый адресный счетчик, первый блок пам ти, цифроаналоговый преобразователь, аттенюатор и -первый блок вычитани , к второму входу которого подключен вход первого усилител , выход которого соединен с первым входом переключател , к другому входу которого подключен выход первого блока вычитани  через второй усилитель, о т- л и чающеес  тем, что, с целью повышени  точности компенсации темновых составл ющш; сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума , и увеличени  быстродействи  устройства, введены последовательно соединенные фотоприемное устройство (ФПУ) и первый блок выборки и хранени , выход которого соединен с входом первого усилител , второй блок выборки и хранени , к первому входу которого подключен выход переключател , а вы- ход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП), второй блок вычитани , выход которого  вл етс  выходом устройства компенсации темновых составл ющих видеосигнала , второй адресный счетчик, выход. |5 хранени , вторым входом АЦП, вторым

которого через второй блок пам ти соединен с первым входом второго блока вычитани ,, и формирователь управл ющих сигналов, к первому и второму входу которого подключен соответственно второй выход ФПУ и первый выход АЦП, первый, второй, третий выходы формировател  управл юпщх сигп/ п п П.--П

и7/ 1

(I i

V

rft n П| fl

л п

П- --П

/

налов соединены соответственно с первым входом ФПУ, вторым входом первого блока выборки и хранени  и управл ющим входом переключател , четвертый выход соединен с вторым входом ФПУ, третьим входом первого блока выборки и хранени , вторым входом вто рого блока выборки и хранени  и первыми входами первого и второго адресных счетчиков, с п того по дес тый выходь формировател  управл ющих сигналов соединены соответственно с третьим входом второго блока выборки и

входбМ первого счетчика, вторым входом первого блока пам ти, вторым вхол дом второго счетчика и вторым входом второго блока пам ти, к третьему входу которого подключен третий вход первого блока пам ти, второй вход второго блока вычитани  и второй выход АЦП.

л п

П- --П П

П п

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство компенсации темновых составляющих видеосигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь 45 и последовательно соединенные первый адресный счетчик, первый блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, аттенюатор и первый блок вычитания, к второму входу которого “подключен вход первого усилителя, выход кото50 рого соединен с первым входом переключателя, к другому входу которого подключен выход первого блока вычитания через второй усилитель, о тл и чающееся тем, что, с

   55 целью повышения точности компенсации 'темновых составляющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума , и увеΊ личения быстродействия устройства, введены последовательно соединенные фотоприемное устройство (ФПУ) и первый блок выборки и хранения, выход которого соединен с входом первого усилителя, второй блок выборки и хранения, к первому входу которого подключен выход переключателя, а выход соединен с первым входом анало- Ю го-цифрового преобразователя (АЦП), второй блок вычитания, выход которого является выходом устройства компенсации темновых составляющих видеосигнала, второй адресный счетчик, выход, эд которого' через второй блок памяти соединен с первым входом второго блока вычитания,, и формирователь управляющих сигналов, к первому и второму входу которого подключен соответственно второй выход ФПУ и первый выход АЦП, первый, второй, третий выходы формирователя управляющих сиг1427599 налов соединены соответственно с первым входом ФПУ, вторым входом первого блока выборки и хранения и управ5 ляющим входом переключателя, четвертый выход соединен с вторым входом ФПУ, третьим входом первого блока выборки и хранения, вторым входом второго блока выборки и хранения и первыми входами первого и второго адресных счетчиков, с пятого по десятый выходы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно с третьим входом второго блока выборки и хранения, вторым входом АЦП, вторым входбй первого счетчика, вторым входом первого блока памяти, вторым вхот, дом второго счетчика и вторым входом второго блока памяти* к третьему

   20 входу которого подключен третий вход первого блока памяти, второй вход второго блока вычитания и второй выход АЦП.