SU1663778A1 - Телевизионное устройство дл формировани двухградационного сигнала графических изображений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телевидению (ТВ). Цель изобретени  - повышение точности формируемого сигнала. Дл  этого датчиком 1 формируетс  стандартный ТВ сигнал, который поступает на АЦП 2 и синхрогенератор 4. На выходе АЦП 2, управл емом импульсами стробировани  от синхрогенератора 4, образуетс  видеосигнал в цифровой форме, который поступает на один вход компаратора 3. На другой вход компаратора 3 поступают пороговые уровни, формируемые формирователем 5, который управл етс  синхрогенератором 4. В результате на выходе компаратора 3 формируетс  двухградационный сигнал графических изображений. Цель достигаетс  за счет выполнени  формировател  5, состо щего из счетчика 6 адресов, блока 7 хранени  относительных пороговых уровней, сумматора 8 и регистра 9 смещени , с помощью которых вычисление пороговых уровней производитс  в два этапа: сначала определ еютс  их относительные значени , а затем абсолютные значени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике телевидени  и может быть использовано в цифровых телевизионных (ТВ) системах передачи и обработки изображений.

Цель изобретени  - повышение точности формируемого сигнала.

На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема устройства; на фиг.2 - графики, по сн ющие принцип формировани  пороговых уровней.

Устройство содержит (см.фиг.1) датчик 1 ТВ сигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП)2, компаратор 3, синхрогенера- тор 4, формирователь 5 порогового уровн , счетчик б адресов, блок 7 хранени  относительных пороговых уровней, сумматор 8 и регистр 9 смещени .

Устройство работает следующим образом .

Датчик 1 формирует на выходе стандартный ТВ-сигнал, который поступает на вход АЦП 2 и вход синхрогенератора 4. Синхор- генератор 4 выдел ет из видеосигнала синхронизирующие и гас щие импульсы, необходимые дл  синхронизации работы устройства с ТВ-разверткой. На первом выходе синхрогенератора 4 формируетс  последовательность тактовых импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 6. С второго выхода синхрогенераторз 4 на второй вход АЦП 2 приход т импульсы стробировани . В результате на выходе АЦП 2 по вл етс  видеосигнал в цифровой форме, который поступает на первый вход компаратора 3. Формирователь 5 формиру (

О

со

VI

00

ет значение пороговых уровней (ПУ) дл  компаратора. Значени  относительных ПУ дл  отдельных фрагментов кадра хран тс  в блоке 7. Синхронно с телевизионной разверткой работает счетчик 6 адресов, формирующий адрес  чеек блока 7, из которых выбираютс  соответствующие значени  относительных ПУ. На выходе сумматора 8 формируютс  абсолютные значени  ПУ, которые получаютс  после суммировани  значени  относительных ПУ с кодом смещени  с регистра 9 и поступают на компаратор 3. На выходе компаратора 3 формируетс  двухградационный сигнал графических изображений .

В задачах, св занных с измерени ми геометрических характеристик объектов по их двухградационному изображению, критерий выбора порогового уровн  должен обеспечить формирование бинаризации двухградационного изображени  объекта , размеры которого соответствовали бы размерам самого объекта, так как именно по изображению производ тс  измерени . На фиг, 2а представлены теоретические кривые распределени  интенсивности I на краю объекта (полуплоскости) при некогерентном освещении. Крива  10 соответствует резкому изображению, крива  11 - изображению при некоторой расфокусировке. На кривых показана точка 0 относительного уровн  интенсивности, соответствующего истинному краю объекта. Положение точки инвариантно к расфокусировке дл  любого вида освещени , что используетс  дл  вычислени  точки 10. Дл  того, чтобы размеры дву- градационного изображени  соответствовали размерам самого объекта, необходимо пороговый уровень выбирать равным уровню интенсивности 1о. Значение 0 практически не зависит от используемой длины волны излучени , характеристик объектива, а также от расфокусировки. Вли ют на 0 способ и характер освещени . Фактическое значение 1о по полю изображени  измен етс , например из-за неравномерного освещени  объекта, что  вл етс  источником погрешности . Реализаци  измерений размеров объекта по его изображению требует определени  значений в различных точках пол  изображени  и выбора на основе этого пороговых уровней при формировании бинарного изображени . Найденные с учетом вышесказанного значени  lo позвол ют скомпенсировать неравномерность освещени  объекта и повысить точность формировани  двухградационного изображени ,

Рассмотрен один из методов вычислени  значений ПУ в формирователе 5. Телевизионный кадр (поле изображени )

разбиваетс  на п частей по вертикали и m частей по горизонтали, получа  при этом гы .т фрагментов. Включаетс  освещение плоскости , на которой располагаютс  измер емые объекты, при этом на плоскости объекты должны отсутствовать. Наход тс  номера телевизионных строк, соответствующие середине каждого фрагмента в вертикальном направлении. Получают рас0 пределение интенсивности однородного фона дл  каждой из выбранных строк. На фиг,26 приведен возможный вид этого распределени  (крива  12), который зависит от равномерности освещенности объектной

5 плоскости. Полученные кривые разбиваютс  на m частей по горизонтали (по числу фрагментов вдоль строки), наход тс  путем усреднени  значени  интенсивности в каждом интервале. На фиг.26 в качестве иллю0 страции этого показано усреднение в некотором интервале, так как измерени  проводилось на п строках и на каждой из них найдено m значений, то в результате найдено nxm значений по числу фрагментов

5 в кадре. Полученные значени  интенсивности характеризуют неравномерность осве- щенности, т.е. они определ ют качество осветител  и  вл ютс  его характеристикой . Дл  нахождени  пороговых

0 уровней, соответствующих уровню 1о, на плоскости располагают объект, который представл ет собой фрагмент фотошаблона , имеющий границу черное-белое (см.фиг,2в), котора  должна попасть в

5 центр экрана. На фиг. 2г показано распределение интенсивности (крива  14) по горизонтали (вдоль центральной строки растра) при сфокусированном изображении. Дл  нахождени  точки 10 вводитс  расфокусировка

0 оптической системы телекамеры (крива  15). Точка пересечени  кривой 14 и кривой 15  вл етс  инвариантной к расфокусировке точкой, это и есть точка 0, определ юща  пороговый уровень в центре растра. Дл 

5 получени  пороговых уровней во всех фрагментах растра необходимо полученные значени  распределени  интенсивности привести к значению 10 в центре растра. Дл  этого находитс  разница между значе0 нием 10 и полученным выше значением интенсивности в центральном фрагменте. Полученна  разница вычитаетс  из значений интенсивности во всех фрагментах. В результате дл  каждого фрагмента находит5 с  значение ПУ, соответствующее lo. что гарантирует формирование бинарного изображени  с размерами, соответствующими размерам самого объекта.

Таким образом, вычисление ПУ производитс  в два этапа. На первом этапе определ ютс  относительные значени  ПУ путем сн ти  кривых распределени  освещенности с последующим усреднением. На втором этапе определ ютс  абсолютные значени  ПУ путем приведени  относитель- ных ПУ к значению абсолютного ПУ, измеренного в центральном фрагменте растра с помощью расфокусировки. Значени  ПУ измен ютс  в зависимости от силы света, котора  обычно выбираетс  оператором дл  создани  оптимальных условий измерени . При этом изменение силы света измен ет пороговые уровни во всех фрагментах на одну и ту же величину. Соответственно в блоке 7 хран тс  значени  относительных ПУ, вз тые относительно некоторой пр мой, параллельной оси X (например, пр ма  I1 на фиг.2б). Относительные пороговые уровни завис т от неравномерности освещенности, т.е.  вл ютс  характеристикой осветител . В регистре 9 записан код, который позвол ет относительные ПУ во всех фрагментах увеличить на соответствующую величину, т.е. на выходе сумматора 8 формирутюс  значени  абсолютных ПУ как сумма относитель- ных ПУ и кода смещени . На фиг.2г, например, показана пр ма  4, относительно которой вз ты ПУ, записанные в блок 7. Тогда величина кода смещеи  в регистре 9 должна быть равна I . После суммировани 

на выходе сумматора формируютс  требуемые ПУ (крива  16 на фиг.2г).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Телевизионное устройство дл  форми-; ровани  двухградационного сигнала графических изображений, содержащее последовательно соединенные датчик телевизионного сигнала, аналого-цифровой преобразователь и компаратор,выход которого  вл етс  выходом устройства, последовательно соединенные синхрогенератор и формирователь порогового уровн , выход которого соединен с вторым входом компаратора , второй выход синхрогенератора соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , первый вход которого объединен с входом сикхрогекератора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности формируемого сигнала, формирователь порогового уровн  выполнен в виде последовательно соединенных счетчика адресов, вход которого  вл етс  входом формировател  порогового уровн , блока хранени  относительных пороговых уровней и сумматора, выход которого  вл етс  выходом формировател  порогового уровн , второй вход сумматора соединен с выходом регистра смещени , вход которого  вл етс  входом дл  установки кода смещени .

J

/ П

2

Фиг.2

Claims (1)

1. Телевизионное устройство для формирования двухградационного сигнала графических изображений, содержащее последовательно соединенные датчик телевизионного сигнала, аналого-цифровой преобразователь и компаратор,выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные синхрогенератор и формирователь порогового уровня, выход которого соединен с вторым входом компаратора, второй выход синхрогенератора соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого объединен с входом синхрогенератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формируемого сигнала, формирователь порогового уровня выполнен в виде последовательно соединенных счетчика адресов, вход которого является входом формирователя порогового уровня, блока хранения относительных пороговых уровней и сумматора, выход которого является выходом формирователя порогового уровня, второй вход сумматора соединен с выходом регистра смещения, вход которого является входом для установки кода смещения.