SU1564736A1

SU1564736A1 - Устройство формировани сигнала изображени

Info

Publication number: SU1564736A1
Application number: SU884439258A
Authority: SU
Inventors: Василий Николаевич Гордеев; Борис Николаевич Шпилевой; Александр Кузьмич Якушев
Original assignee: Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1990-05-15

Abstract

Изобретение относитс к технике телевидени . Цель изобретени - повышени качества изображени путем увеличени разрешающей способности и расширение динамического диапазона. Дл этого устройство формировани сигнала изображени содержит объектив 1 с переменным фокусным рассто нием, управл емый оптический фильтр 2, светоделительную пластину 3, матрицу 4 приборов с зар довой св зью, формирователь 5 фазных напр жений секции накоплени , шаговый двигатель 6, блок управлени 7, фотоэлектрический преобразователь 8, усилитель-формирователь 10, формирователь 11 фазных напр жений секции пам ти, реверсивный распределитель 12 импульсов, ЦАП 13, блок формировани 14 синхроимпульсов, блок автоматической регулировки 15 времени накоплени и освещенности, формирователь 16 фазных напр жений выходного регистра, блок блокировки 17 повторного запуска, делитель 18 и 21 частоты импульсов, эл-т И 19, блок формировани 20 импульсов пересветки, счетчик 22 времени переноса, блок синхронизации 23, счетчик 24 времени накоплени , триггер 25 режима работы, задающий г-р 26, эл-т ИЛИ 27, переключатель 28 и блок формировани 29 импульсов. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к технике телевидени и может быть использовано дл регистрации импульсных и непре- рывных световых изображений в стационарных измерительных системах.

Цель изобретени - повышение качества изображени путем увеличени разрешающей способности и расширение динамического диапазона.

На фиг. 1 представлена структурна электрическа схема предлагаемого устройства формировани сигнала изображени , на фиг. 2 - схема блока синхронизации.

Устройство формировани сигнала изображени (фиг. .1) содержит объектив 1 с переменным фокусным рассто нием , управл емый оптический фильтр 2, светоделительную пластину 3, матрицу 4 приборов с зар довой св зью, формирователь 5 фазных напр жений секции накоплени , шаговый двигатель 6, блок 7 управлени оптическим фильтром, фотоэлектрический преобразователь 8, выход 9 устройства формировани сигнала изображени , усилитель-формирователь 10, формирователь 11 фазных напр жений секции пам ти, реверсивный распределитель 12 импульсов , цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13; блок 14 формировани синхроимпульсов, блок 15 автоматической регулировки времени накоплени и освещенности, формирователь 16 фазных напр жений выходного регистра , блок 17 блокировки повторного запуска, первый делитель 18 частоты импульсов, элемент И 19, блок 20 формировани импульсов пересветки, второй делитель 21 частоты импульсов счетчик 22 времени переноса, блок 23 синхронизации, счетчик 24 времени на

5

0

5

0

5

0

5

коплени , триггер 25 режима работы, задающий генератор 26, элемент ИЛИ 27 переключатель 28, блок 29 формировани импульсов, первый и второй входы 30 и 31 сигнала вида режима.

Блок 23 синхронизации (фиг. 2) содержит первый инвертор 32, первый D-триггер 33, элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 34, второй D-триггер 35, элемент И 36, второй инвертор 37, третий D- триггер 38, элемент 39 задержки.

Устройство формировани сигнала изображени работает следующим образом .

Устройство имеет два режима работы - непрерывный (телевизионный) и однократный (импульсный) в зависимости от установленного положени переключател 28.

В непрерывном режиме первый вход блока 28 замкнут на второй вход 31 При этом триггер 25 режима работы устанавливаетс в единичное состо ние и сигнал с его пр мого выхода блокирует работу блока 14 Формировани синхроимпульсов и блока 20 формировани импульсов пересветки. Счетчик 24 времени накоплени подсчитывает число периодов выходного сигнала первого делител 18. В течение времени пр мого хода кадровой развертки выходной сигнал счетчика 24 с его инверсного выхода подаетс на первый вход элемента И 19, разреша прохождение импульсов с первого делител 18 18 на выход элемента И 19. Импульсы с выхода элемента И 19 поступают на первый вход счетчика 22 времени переноса , который подсчитывает число периодов выходного сигнала первого делител 18, соответствующее времени переноса (длительности обратного хо

да кадровой развертки). В течение этго времени выходной сигнал счетчика 2k подаетс на формирователи 5 и 11. Матрица Ц переводитс в режим переноса , т,е. осуществл етс перенос накопленных в чейках секции накоплени зар дов в секцию пам ти. По заполнении счетчика 22 сигнал с его инверсного выхода через элемент ИЛИ 27 подаетс на второй (установочный) вход счетчика 2 времени накоплени и устанавливает его в нулевое состо ние. Видеосигнал с выхода матрицы А поступает в усилитель-формирователь 10 и на вход блока 15 автоматической регулировки времени накоплени и освещенности , в котором производитс анализ амплитуды видеосигнала в течение времени считывани зар дов одного кадра. Выход усилител -формировател 10 вл етс выходом 9 устройства формировани сигнала изображени . По включении питани блок 15 автоматической регулировки времени накоплени и освещенности устанавливает максимальное врем накоплени матрицы 4 и максимальный коэффициент пропускани излучени управл емого оптического фильтра 2. Если амплитуда видеосигнала , снимаемого с матрицы 4, лежит в заданных пределах, то блок 15 автоматической регулировки времени накоплени и освещенности отключен . В случае же если амплитуда видеосигнала меньше, либо больше задан- ных пределов, что вл етс следстви- ем соответственно либо недонакоплени полезной информации об изображении , либо насыщени матрицы 4, блок 15 автоматической регулировки времени накоплени и освещенности измен ет врем накоплени матрицы k соответственно в большую, либо меньшую сторону, причем, если при этом не удаетс добитьс нормальной картины воспринимаемого изображени , то осуществл етс регулировка освещенности фотоприемного пол матрицы k путем подачи соответствующего кода на ЦАП 13 и через блок 7 управлени оптическим фильтром на управл ющий вход управл емого оптического фильтра 2. Далее оптимальный режим работы устанавливаетс изменением времени накоплени матрицы Ц при новом значении коэффициента пропускани управл емого оптического фильтра 2. Применение сочетани регулировки времени

156(736

0

5

20

5

0

5

0

5

накоплени с регулировкой освещенности фотоприемного пол матрицы Ц позвол ет значительно расширить диапазон освещенностей, при которых обеспечиваетс нормальное функционирование .

Дл осуществлени однократного (импульсного) режима работы переключатель 28 устанавливаетс в положение- при котором первый вход триггера 25 режима работы замкнут на первый вход 30. При переключении триггера 25 режима работы сигнал с его инверсного выхода, вл ющийс признаком направлени формировани временной диаграммы , поступает на вход реверсивного распределител 12 импульсов. Блок 29 вырабатывает группу импульсов, которые поступают на второй вход реверсивного распределител 12 импульсов, управл ющего работой шагового двигател 6, который измен ет фокусное рассто ние объектива 1.

Назначение операции изменени фокусного рассто ни объектива 1 состоит в сжатии и раст жении изображени одного и того же объекта исследовани с целью его проецировани при непрерывной засветке только на секцию накоплени , а при импульсной - на секции накоплени и пам ти матрицы Ь, используемых в качестве единого фотоприемного пол . При этом кольцо дл изменени фокусного рассто ни объектива 1 может занимать два фиксированных положени . В зависимости от параметров стационарной измерительной системы заранее задаетс число импульсов , которое должен выработать блок 29 формировани импульсов при переходе из одного режима работы в другой. Сигнал с пр мого выхода гера 25 режима работы поступает на вход блока 14 формировани синхроимпульсов , разблокиру его, а также на вход блока 15 автоматической регулировки времени накоплени и освещен- ности, вызывает по вление на входе ЦАП 13 кода, соответствующего максимальному коэффициенту пропускани излучени оптического фильтра 2.

Потенциал логической единицы с инверсного выхода триггера 25 через элемент ИЛИ 27 поступает на установочный вход счетчика 24 и удерживает его в состо нии логического нул . Блок 17 блокировки повторного запуска удерживает счетчик 22 времени переноса

в положении Максимальное число (в 2 раза большее/ чем в непрерывном режиме) до прихода синхроимпульса и после окончани вывода информации об импульсном изображении. С выхода блока 23 синхронизации сери импульсов с частотой задающего генератора 26, осуществл ет непрерывный вывод фоновых зар дов из фотоприемного по- ю л матрицы k

Когда происходит вспышка света, то больша часть излучени падает на фотоприемное поле матрицы k, а меньша часть ответвл етс светоделительной - 15 пластиной 3 на фотоэлектрический преобразователь 8,, который по своим физическим характеристикам максимально приближен к характеристикам используемой матрицы Ц. Фотоэлектричес- 20 кий преобразователь 8 вырабатывает электрический аналог светового сигнала , поступающий в блоки Ц и 20. Блок 1 Формировани синхроимпульсов

та И 36. Поскольку синхроимпульс заканчиваетс , то и на первом входе элемента И 36 возникает сигнал высокого уровн . Таким образом, если синхроимпульс закончилс где-нибудь посередине тактового импульса задающего генератора 26, то этот неполноценный импульс не пройдет далее за счет того, что Р-триггер 35 транслирует положительный сигнал на вход элемента И 36 по заднему фронту ближайшего тактового импульса. По окончании синхроимпульса блок 23 синхронизации начинает вырабатывать тактовые импульсы, блок 17 блокировки повторного запуска устанавливаетс в состо ние, запрещающее прохождение че рез него следующего синхроимпульса, подает сигнал на закрытие управл емого оптического фильтра 2 блоку 7 и разблокирует счетчик 22 времени переноса . Далее осуществл етс вывод информации с матрицы k через ее выходно

формирует логический сигнал, начинаю-25 регистр и усилитель-формирователь 10

щиис одновременно со световым импульсом и равный ему по длительности. По переднему фронту синхроимпульса в элементе И 36 блокируетс прохождение импульсов задающего генератора 30 26, перенос зар дов прекращаетс и в фотоприемном поле матрицы 4 начинаетс процесс накоплени . По переднему же фронту синхроимпульса D-триггер 33 перебрасываетс в противоположное -js состо ние, и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 по вл ютс разные сигналы , что приводит, в свою очередь, к по влению на выходе сигнала низкого

на выход 9. По окончании вывода информации об импульсном изображении счетчик 22 времени переноса вырабатывает сигнал и разблокирует блок 17 блокировки повторного запуска, который , в свою очередь, дает команду блоку 7 на открытие управл емого оптического фильтра 2 и разрешает воспри тие следующего светового импульса.

Блок 20 формировани импульсов пе- ресветки вырабатывает сигнал в том случае, если сигнал-с фотоэлектрического преобразовател 8 превышает уровень, при котором в матрице Ц про

уровн , который транслируетс D-триг-до перенакопление и растекание

гером 3.5 на вход элемента И 36 по заднему фронту ближайшего тактового импульса с задающего генератора 26. Таким образом, на выходе блока 23

зар дов в фотоприемном поле.

Если сигнал с фотоэлектрического преобразовател 8 превышает некотору величину, говор щую о том, что после

50

синхронизации сери тактовых импуль-дс дующее накопление в фотоприемном поле

матрицы Ц приведет к ее насыщению, то блок 20 вырабатывает сигнал, приход щий в блок 17 блокировки повторного запуска, который подает команду на закрытие управл емого оптического фильтра 2 и вывод информации из матрицы 4, не дожида сь окончани светового импульса.

Claims

Формула изобретени

Устройство формировани сигнала изображени , содержащее последовательно соединенные матрицу приборов, с засов отсутствует и в фотоприемном поле матрицы k начинаетс процесс накоплени информационных зар дов под той ее фазой, во врем которой пришел синхроимпульс . По окончании синхроимпульса по его заднему фронту D-триггер 38 перебрасываетс в противоположное состо ние и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 сигналы станов тс одинаковыми , что приводит к по влению на вьгсг ходе сигнала высокого уровн , который по заднему фронту ближайшего тактового импульса задающего генератора 26 транслируетс на второй вход элемензар дов в фотоприемном поле.

Если сигнал с фотоэлектрического преобразовател 8 превышает некоторую величину, говор щую о том, что после9

р дной св зью (ПЗС), к трем управл ющим входам которой подключены выходы формировател фазных напр жений секции накоплени (ФФНСН), формировател фазных напр жений секции пам ти (ФФНСП) и формировател фазных напр жений выходного регистра (ФФНВР), и усилитель-формирователь, к первому управл ющему входу которого подключены объединенные первые входы ФФНСН и ФРНСП и пр мой выход счетчика времени переноса, инверсный выход которого подсоединен через первый вход элемента ИЛИ к установочному входу счетчика времени накоплени , счетный вход которого соединен с выходом первого делител частоты импульсов и с объединенными входами второго делител частоты импульсов, первым входом элемента И, и вторым входом ФФНСП, к третьему входу которого подключен пр мой выход сМетчика времени накоплени , инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, вы- (ход которогосоединен сосчетным входом счетчика времени переноса,а такжепере- ключатель и задающий генератор,при этом пр мой и инверсный выходы второго делител частоты импульсов соединены соответственно с первым входом ФФНВР и с объединенными вторым управл ющим входом усилител -формировател и третьим входом ФФНСП, а выход усилител -формировател вл етс выходом устройства формировани сигнала изображени , отличающеес тем, что, с целью повышени качества изображени путем увеличени разрешающей способности и расширение динамического диапазона, введены блок автоматической регулировки времени накоплени и освещенности, к первому входу которого подключен первый вход усилител -формировател , а выход соединен с четвертым входом ФФНСН,три|- гер режима работы, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами переключател , блок синхронизации, к входу которого подключен выход задающего генератора, последовательно установленные перед матрицей ПЗС объектив с переменным

1S

S6 t736I

фокусным рассто нием, управл емый оптический фильтр и светоделительна пластина, последовательно соединенные фотоэлектрический преобразователь, оптически св занный со светоделитель- ной пластиной, блок формировани синхроимпульсов и блок блокировки повторного запуска, к второму входу

TQ которого подключен пр мой выход счетчика времени переноса, блок формировани импульсов пересветки, к первому входу которого подключен выход фотоэлектрического преобразовател , а вы15 ход соединен с третьим входом блока блокировки повторного запуска, последовательно соединенные цифроаналого- вый преобразователь, входы которого соединены с вторыми выходами блока

20 автоматической регулировки времени накоплени и освещенности, и блок управлени оптическим фильтром, к другому входу которого подключены объединенные вторые входы блока синх25 ронизации и блока формировани импульсов пересветки и пр мой выход блока блокировки повторного запуска, а выход соединен с управл ющим входом управл емого оптического фильт30 рз, а также последовательно соединенные блок формировани импульсов, реверсивный распределитель импульсов, к другому входу которого подключены объединенные второй вход элемента ИЛИ и вход блока формировани импульсов и инверсный выход триггера режима работы, и шаговый двигатель, соединенный с объективом с переменным фокусным рассто нием, при этом пр мой выход триггера режима работы соединен с объединенными третьим входом блока формировани импульсов пересветки, вторым входом блока автоматической регулировки времени накоплени и освещенности и вторым входом блока формировани синхроимпульсов , выход блока синхронизации соединен с входом первого делител частоты импульсов и с вторым входом ФФНВР, а инверсный выход блока блокировки повторного запуска соединен с установочным входом счетчика времени переноса.

35

40

45

50

Редактор Т.Парфенова

Составитель И.Грацианска

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревска

Заказ 1166

Тираж 532

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

Фи&г

Подписное