SU1626449A1 - Автоматический нормализатор контраста - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телевидению и может быть использовано в промышленных телевизионных установках, предназначенных дл  позиционировани  деталей в процессе производства, а также в составе многокамерных диспетчерских телевизионных установок. Цель изобретени  - повышение быстродействи  при смене сюжета изображени . Автоматический нормализатор контраста обеспечивает сохранение коэффициента передачи видеотракта при отработке асимметричных воздействий. Сигнал поступает на блок 1 установлени  смещени , обеспечивающий рабочий режим первого дифференциального блока 2, который служит исполнительным органом контура аддитивного регулировани , сигнал управлени  контура вырабатываетс  регистраторами 5 и 10 уровней белого и черного, первым 6 и вторым 11 распределител ми , инвертором 14 и интегросуммато- ром 15. Мультипликативное управление осуществл етс  управл емым аттенюатором 3, на управл ющий вход которого подаетс  сигнал с второго дифференциального блока 8, обеспечивающего обработку выходных интегрированных токов блоков 5 и 10 регистрации уровней белого и черного . 1 ил. Ё

Description

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в промышленных телевизионных установках, предназначенных для позиционирования деталей в процессе производства, а также в составе многокамерных диспетчерских телевизионных установок.

Цель изобретения - повышение быстродействия при смене сюжета изображения.

Не чертеже представлена структурная электрическая схема автоматического нормализатора контраста.

Автоматический нормализатор контраста содержит блок 1 установления смещения, первый дифференциальный блок 2, управляемый аттенюатор 3. усилитель-ограничитель 4, блок 5 регистрации уровня белого, первый управляемый распределитель б, первый интегратор 7, второй дифференциальный блок 8, первый инвертор 9 тока, блок 10 регистрации уровня черного, второй управляемый распределитель 11, второй интегратор 12, второй инвертор 13 тока, третий инвертор 14 тока и интегросумматор 15.

Автоматический нормализатор контраста работает следующим образом.

Сигнал поступает иа блок 1 установления смещения, служащий для обеспечения рабочего режима дифференциального блока 2. Далее телевизионный сигнал усиливается первым дифференциальным блоком 2, который служит исполнительным органом контура аддитивного регулирования. Сигнал аддитивного управления, подаваемый на вход дифференциального каскада 2, вырабатывается совместным действием блоков контура аддитивной) регулирования, включающего регистраторы 5 и 10, распределители б и 11, инвертор 14 и интегросумматор 15, т.ак, чтобы фактические положения уровней белого и черного в видеосигнале были бы симметрично рассоамещены относительно состояния баланса дифференциального каскада 2. С выхода дифференциального каскада 2 симметричный видеосигнал попадает на управляемый аттенюатор 3.

С выхода управляемого аттенюатора 3 видеосигнал подается на усилитель-ограничитель 4, в котором пороги ограничения по белому и по черному установлены близкими к номинальным положениям соответствующих уровней белого и черного, но находящимися за пределами рабочего диапазона уровней видеосигнала. Благодаря такому действию усилитель-ограничитель 4 не только компенсирует затухание сигнала в аттенюаторе 3, но и предотвращает грубые нарушения условий уровневой нормализации в ходе отработки переходных процессов.

Подключаемые к выходу усилителя-ограничителя 4 блоки 5 и 10 регистрации уровней белого и черного вырабатывают сигналы, выражающие меру приближения экстремальных значений видеосигнала к заданным номинальным положениям уровней белого и черного.

В контуре аддитивного регулирования выходной ток блока 5 без инвертирования проходит через управляемый распределитель 6 на интегросумматор 15, а выходной ток блока 10 поступает на тот же интегросумматор 15 через аналогичный управляемый распределитель 11 и через инвертор 14 тока. Благодаря двукратному инвертированию тока (в блоках 10 и 14) выходной сигнал интегросумматора 15. подаваемый на дифференциальный каскад 2, не реагирует на изменения размаха телевизионного сигнала на выходе нормализатора.

Чтобы сформировать сигнал мультипликативного управления, не реагирующий на аддитивное смещение уровней выходного видеосигнала нормализатора, в линейной системе достаточно просуммировать выходные токи блоков 5 и 10 на отдельном интегросумматоре. Такое техническое решение не спасает от потерь времени на восстановление коэффициента усиления видеотракта даже после отработки чисто аддитивных входных воздействий, потому что все реальные усилительные элементы видеотракта имеют ограниченный динамический диапазон и проявляют свою нелинейность эффектом ограничения видеосигнала. Когда входное воздействие выбивает видеосигнал за пределы динамического диапазона видеотракта, тогда измерение размаха видеосигнала невозможно осуществить. Поэтому в нормализаторе выходные токи блоков 5 и 10, проходя через распределители 6 и 11, раздельно интегрируются интеграторами 7 и 12, а лотом меньшее из двух сформированных интеграторами напряжений подается на управляемый аттенюатор 3 в качестве сигнала мультипликативного управления.

Выбор меньшего из двух напряжений производится вторым дифференциальным каскадом 8. Когда входное воздействие, обусловленное сменой позиционируемого образца, выбивает видеосигнал выше уровня белого или ниже уровня “черного, тогда резко увеличивается выходной ток одного из блоков 5 и 10 регистрации и, соответственно, повышается потенциал на одном из интеграторов 7 или 12. Однако на другом интеграторе 12 или 7 потенциал сохраняет свое значение, и выбор именно его в качестве сигнала мультипликативного управления предотвращает снижение коэффициента передачи видеотракта. Вместе с тем сокращаются потери времени на восстановление режима работы нормализатора, особенно если в каждом следующем цикле позиционирования условия освещенности и контраст образца сохраняются такими же, как в предшествовавшем цикле. Если возмущающее воздействие по величине мало, то оно не приводит к существенному разбалансу дифференциального каскада Θ.

Когда сильные возмущающие входные воздействия приводят к увеличению потенциала на одном из интеграторов 7 или 12, возникающий разбаланс дифференциального каскада 8 изменяет распределение тока так, что дальнейшее возрастание потенциала на соответствующем интеграторе 7 или 12 полностью прекращается. Ограничение степени разбаланса способствует ускорению достижения состояния баланса после окончания дестабилизирующего входного воздействия. В состоянии разбаланса дифференциального каскада 8 весь ток блока 5 или 10 регистрации направляется соответствующим управляемым распределителем 6 или 11 к интегросумматору 15 контура аддитивного регулирования. Тем самым процесс отработки интенсивных аддаптивных возмущающих воздействий удается форсировать во столько раз, во сколько в стационарном состоянии ток, направляемый управляемыми распределителями 6 и 11 в контур аддитивного регулирования, меньше среднего исходного выходного тока блоков 5 и 10 регистрации.

Если смена сюжета изображения привела к увеличению контраста, то ток второго блока 10 регистрации появляется раньше, чем будет завершена форсированная отработка аддитивной составляющей возмущающего воздействия, причем в этот момент второй управляемый распределитель 11 разбалансирован в сторону, противоположную направлению разбаланса первого управляемого распределителя 6. Поэтому весь ток второго блока 10 регистрации будет сразу же направлен на форсированное увеличение потенциала в том интеграторе 12, где он в данный момент меньше. А поскольку дифференциальный каскад 8 выбирает для выдачи на аттенюатор 3 меньшее из двух напряжений на интеграторах 7 и 12, поскольку коэффициент передачи управляемого аттенюатора 3 также будет понижаться форсировано. Значит, установившееся состояние будет достигнуто быстрее, чем в известных нормализаторах, где форсирование посредством управляемого распределения выходных сигналов измерительных блоков не производится.

Таким образом, автоматический нормализатор контраста обеспечивает ускоренное установление требуемого коэффициента передачи видеотракта при всех вариантах изменений контраста изображения. Это обстоятельство вместе с показанным выше ускорением процесса отработки аддитивной составляющей интенсивных возмущающих воздействий позволяют констатировать достижение общего ускорения восстановления рабочего режима после смены сюжета изображения.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Автоматический нормализатор контраста, содержащий блок регистрации уровня белого, блок регистрации уровня черного, иьтегросумматор, выход которого подключен к первому входу первого дифференциального блока, первый интегратор, управляемый аттенюатор и второй дифференциальный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при смене сюжета изображения, введен блок установления смещения, вход которого является входом автоматического нормализатора контраста, а выход подключен к второму входу первого дифференциального блока, усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом управляемого аттенюатора, а выход параллельно подключен к входу блока регистрации уровня белого, к входу блока регистрации уровня черного и является выходом автоматического нормализатора контраста, первый управляемый распределитель, первый вход которого соединен с выходом блоха регистрации уровня белого, первый выход - с первым входом интегросумматора, а второй выход - с входом первого интегратора, первый инвертор тока, выход которого соединен с вторым входом пепвого управляемого распределителя, а вход - с первым выходом второго дифференциального блока, второй интегратор, выход которого соединен с первым входом второго дифференциального блока, второй управляемый распределитель, первый вход которого подключен к выходу блока регистрации уровня черного, а первый выход - к входу второго интегратора, второй инвертор тока, выход которого соединен с вторым входом второго управляемого распределителя, а вход - с вторым выходом второго дифференичального блока и третий инвертор тока; вход которого соединен с вторым выходом второго управляеΊ мого распределителя, а выход - с вторым входом интегросумматора, причем выход первого интегратора подключен к второму входу второго дифференциального блока, выход первого дифференциального блока подключен к первому входу управляемого аттенюатора, второй вход которого подключен к третьему выходу второго дифференциального блока.