SU1665545A1 - Телевизионное устройство селекции изображений объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телевидению. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи . Телевизионное устройство содержит две телевизионные передающие трубки 1 и 2, два видеоусилител  3 и 4, два блока разверток 5 и 6, синхронизатор 7, два аналого-цифровых преобразовател  8 и 9, блок вычитани  10, пороговый блок 11, регистр 12, блок сравнени  13, триггер 14, элемент И 15, ключ 16, цифроаналоговый преобразователь 17 и видеоконтрольный блок 18. Синхронизатор 7 содержит задающий генератор, триггер, счетчик элементов разложени , счетчик строк, два элемента И - НЕ, сдвиговый регистр и мультиплексор. Изобретение позвол ет получить в течение одного кадра два изображени  и одновременно их обработать, а не записывать информацию в течение кадра, что повышает быстродействие и точность и обеспечивает селекцию неподвижных объектов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к телевидению и может быть использовано дл  селекции изображений объектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .

На фиг.1 представлена структурна  схема телевизионного устройства селекции изображений объектов; на фиг.2 - структурна  схема синхронизатора; на фиг.З - оптическа  схема расположени  телевизионных передающих трубок, фона и наблюдаемого объекта; на фиг.4 - временна  диаграмма, по сн юща  принцип формировани  разностного сиг нала и выделени  изображени  объекта.

Телевизионное устройство селекции изображений объектов содержит телевизионные передающие трубки (ТПТ) и 2, видеоусилители 3 и 4, блоки разверток 5 и 6, синхронизатор 7, аналого-цифровые преоб- разователи (АЦП) 8 и 9, блок 10 вычитани , пороговый блок 11, регистр 12, блок 13 сравнени , триггер 14, элемент И 15, ключ 16, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17 и видеоконтрольный блок 18.

ТПТ 1 и 2 осуществл ют преобразование наблюдаемой оптической информации в электрический сигнал под управлением блоков разверток 5 и 6 соответственно. Раз- 1 вертка прогрессивна , частота кадров 50 |Гц, формат изображени  - 512x512) элементов разложени .

Выходы ТПТ 1 и 2 подключены через соответствующие видеоусилители 3 и 4 по входам АЦП 8 и 9 соответственно. Таким (образом, на выходах АЦП присутствует информаци  о видимом трубками участке, представленна  восьми разр дным кодом  ркости.

Работа каждого АЦП стробируетс  так- товыми импульсами Fo, поступающими из синхронизатора 7.

Выход каждого АЦП подключен к соответствующему входу блока 10 вычитани .

Результат вычитани , представленный восьми разр дным кодом, снимаемым с выхода блока 10 вычитани , поступает на первый вход порогового блока 11, на второй вход которого подаетс  код порога д пор, задаваемый оператором. На выходе пороге- вого блока 11 по вл етс  сигнал логической 1 в момент превышени  разностным ко- дйм из блока 10 вычитани  заданного кода порога 5пор .

Регистр 12 предназначен дл  заломи- нани  кода  ркости первой точки изображени  объекта по сигналу НСР (несравнени ) с выхода порогового блока 11, подключенного к тактовому входу регистра 12. К информационным входам регистра 12 подключен выход АЦП 8.

Блок 13 сравнени  осуществл ет сравнение кода  ркости текущего изображени , поступающего с выхода АЦП 9 на один его вход, с кодом  ркости первой точки изображени  объекта, поступающим на второй его вход с выхода регистра 12.

Триггер 14 устанавливаетс  в логическую 1 по сигналу равенства, действующую на тактовый вход триггера 14 с выхода блока 13 сравнени  в момент равенства поступающих на его входы кодов  ркостей. Сброс триггера 14 осуществл етс  в каждой строке строчным синхроимпульсом ССИ из синхронизатора 7, действующим по установочному входу R-триггера. Выход триггера 14 соединен с одним входом элемента И 15, к второму входу которого подключен выход порогового блока 11.

Элемент И 15 выдел ет результирующий сигнал, в течение которого ключ 16 пропускает на ЦАП 17 код  ркости изображени  отселектированного объекта. Выход элемента И 15 подключен к управл ющему входу ключа 16, информационный вход которого соединен с выходом АЦП 9. Выход ключа 16 соединен с входом ЦАП 17.

ЦАП 17 осуществл ет обратное преобразование кода  ркости изображени  объекта в электрический сигнал, который поступает с выхода ЦАП 17 на иформационный вход вкдеоконтрольного блока 18 дл  отображени . Работа видеокоитрольногс блока 18 сих- ронизируетс  импульсами ССИ и КСИ, поступающими из синхронизатора 7 на управл ющие входы.

В синхронизатор 7 вручную вводитс  величина параллактического смещени  фона дф дл  формировани  из строчных синхроимпульсов ССИз последовательности задержанных строчных синхроимпульсов ССИ дл  первой ТПТ.

Сихронизатор 7 содержит кварцевый задающий генератор 19, триггер 20, счетчик 21 элементов разложени , счетчик 22 строк, элементы И - НЕ 23 и 24, сдвиговый регистр 25 и мультиплексор 26,

Кварцевый задающий генератор 19 вырабатывает импульсы удвоенной тактовой частоты 2F0, которые на делителе, выполненном на триггере 20, преобразуютс  в импульсы тактовой частоты F0 (второй выход синхронизатора 7 - F0), Выход задающего генератора 19 соединен с тактовым входом триггера 20, выход которого подключен к тактовым входам счетчика 21 элементов разложени , счетчика 22 строк и сдвигового регистра 25.

Счетчик 21 элементов разложени  формирует из тактовой частоты F0 последовательность строчных синхроимпульсов ССИ из расчета 512 элеметов разложени  в строке . С этой целью выходы 2°, 21, 24, 25, 26 и 29 счетчика 21 собраны на элементе И - НЕ 23, выход которого подключен к управл ющему V1 входу счетчика 21 элементов разложени  дл  организации его сброса. Выход 29 счетчика 21 элементов разложени  подключен- ны к информационому входу сдвигового регистра 25 и  вл етс  четвертым выходом синхронизатора 7 - ССИ.

Счетчик 22 строк формирует последовательность кадровых синхроимпульсов КСИ. К управл ющему V2 входу Счет/хранение счетчик 22 строк подключен выход элемента И-НЕ 23. Выходы 2, 21, 23, 24 и 29 счетчика 22 строк собраны на элементе ИтНЕ 24 дл  организации сброса счетчика 22 строк по управл ющему входу V1, дл  чего на этот вход подключен выход элемента И-НЕ 24. Выход 2 счетчика 22 строк  вл етс  третьим выходом синхронизатора 7 - КСИ.

Дл  организации последовательности задержанных строчных синхроимпульсов ССИз дл  ТПТ 1 служит сдвиговый регистр 25 и мультиплексор 26.

Строчные синхроимпульсы ССИ годают- с  на Df-вход последовательного занесени  регистра 25, стробируемого по тактовому входу импульсами тактовой частоты FO. На выходах 1,2,3..., N регистра 25 образуетс  последовательность строчных синхроимпульсов ССИз, задержанна  относительно импульсов ССИ на 1,2,3,.., N тактов соответственно .

Выходы регистра 25 подключены к входам мультиплексора 26. В зависимости от значени  дф величины параллактического смещени  фона, поступающего на управл ющие V-входы мультиплексора 26 от оператора , на его выходе будет последовательность задержанных строчных синхроимпульсов ССИз. Выход мультиплексора 26  вл етс  первым выходом синхронизатора 7 - ССИз.

Работа телевизионного устройства селекции изображений объектов основана на  влении бинокул рного параллакса, т.е. смещении какой-либо точки объекта наблю- дени  в изображении в одном фотоприемнике относительно соответствующей точки изображени  в другом.

Дл  по снени  работы устройства селекции рассматривают схему расположе- ни  ТПТ, фона и наблюдаемого объекта (фиг.З).

Из схемы видно, что объект расположен ближе, чем фон, а фон может быть удален от

d -FRu

Ообьекта -

(2)

ТПТ как бесконечно далеко, так и на конечное рассто ние.

Величина параллакса определ етс  выражением

где Рх - разностый параллекс;

f- рассто ние между центром перспективы и плоскостью изображени ;

В - рассто ние между ос ми ТПТ;

h - рассто ние до рассматриваемой точки от предметной плоскости;

Н - рассто ние до предметной плоскости .

Дл  удаленных предметов f равно фокусному рассто нию объективов.

Фон - это плоское изображение. Фокальна  плоскость расположена на месте расположени  фона. Конечное рассто ние до фона определ етс  разрешающей способностью примен емых ТПТ.

Из формулы (1) следует, что f-B |ф

f-B

где 5фи 50бьекта - параллактическое смещение фона и объекта в элементах разложени .

Если фон удален от ТПТ бесконечно далеко , то параллактическое смещение любой точки фона дф практически равно 0, поэтому проекции изображени  в ТПТ 1 и 2 одинаковы . Если при этом вычесть сигнал от ТПТ 1 из сигнала от ТПТ 2, то получают нуль. Если теперь в поле зрени  одной из ТПТ по витс  объект, он вы влен как возмущение , а в случае вычитани  сигналов - как сигнал, отличный от нул .

В случае, если фон удален от ТПТ на конечное рассто ние, параллактическое смещение д$ фона отлично от нул  и проекции изображени  от ТПТ 1 и 2 имеют вид, представленный на фиг.З и 4а,б

Если втаком случае произвести вычитание сигналов двух ТПТ, то получают несколько возмущений , которые могут идентифицироватьс , как объект. Очевидно, что дл  того, чтобы произвести селекцию объекта, необходимо получить проекции фона, одинаковые дл  двух ТПТ, дл  этого следует исключить параллактическое смещение 5ф фона.

Осуществить это можно путем смещени  формата проекции изображени  ТПТ (фиг.4в) на величину 5ф . Дл  этого необходимо задержать импульсы синхронизации

ТПТ 1 на врем  г , где Vp - скорость развертки в элемент разложени , с.

Задержав сигнал синхронизации ТПТ 1, скомпенсировав таким образом параллактическое смещение фона, и произвед  вычитание сигналов от двух ТПТ, получают сигнал возмущени , в котором присутствует ий- формаци  об объекте (фиг,4г).

Учитыва , что , формула (2) принимает вид

л f B(4)

Ч-FT

Из сопоставлени  (3) и (4) можно сделать ВЫВОД, ЧТО 5ф«50бъекта (фИГ.З).

Телевизионное устройство селекции изображений объектов работает следующим образом.

Перед началом работы в синхронизатор 7 вручную вводитс  величина параллактического смещени  дф фона, известна  дл  кой- кретных случаев наблюдаемой области.

В синхронизаторе 7 из импульсов так- товой частоты F0 вырабатываютс  кадровые синхроимпульсы КСИ и две последовательности строчных синхроимпульсов: строчные синхроимпульсы ССИ дл  ТПТ и строчные синхроимпульсы ССИз дл  ТПТ 1, задержан- ные дл  компенсации параллактического смещени  фона на врем  t.

Полученные от ТПТ 1 и 2 электрические сигналы, несущие информацию о фоне и объекте, проход  по двум идентичным па- раллельным каналам, через видеоусилитель и АЦП, преобразуютс  в восьми разр дные коды  ркости, которые поступают на входы блока 10 вычитани , Результат вычитани  кодов  ркости сравниваетс  с заданным по- рогом бпор на пороговом блоке 11, на выходе (которого формируетс  сигнал несравнени  НСР (фиг.4д), в течение которого ТПТ 2 фиксирует наблюдаемый участок фона и объект.

Дл  выделени  изображени  объекта без фона служат регистр 12, блок 13 сравнени , триггер 14 и элемент И 15.

При по влении сигнала НСР в регистре

12запоминаетс  код  ркости точки А изображени  объекта, сканируемого в данный моментТПТ 1. С выхода регистра 12 этот код  ркости поступает на один вход блока 13 сравнени , на другой вход которого поступает текущий код  ркости изображени  от ТПТ 2. В момент, когда в поле зрени  ТПТ 2 попадет точка А изображени  объекта, блок

13сравнени  выдает сигнал, который устанавливает триггер 14 в состо ние 1. Собранные на элементе И 15 сигнал НСР и сигнал с выхода триггера 14 дают результи- рующий сигнал (фиг.4е), который открывает ключ 16 только на врем  сканировани  ТПТ объекта (фиг,4ж).

С выхода ключа 16 код  ркости изображени  объекта поступает в ЦАП 17 дл  npepjb

разован л  в видеосигнал который поступает в видеоконтрольный блок 18 дп  отображени  Видеоконтрольный блок работает синхронно с ТПТ 2

Дл  сброса трип ера 14 исг.льз етс  строчный синхроимпульс ССИ, который ппоступает на R-вход триггера

В телевизионном устройстве селекции изображени  объекта селекци  осуществл етс  в каждом кадре Результатом селекции  вл етс  отображение отселектированно- го объекта на экране видеоконтрольного блока без потери первого  адра.

Из сказанного следует, что быстродействие возрастает.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 Телевизионное устройство селекции изображений объектов, содержащее после доватепьчо соединенные синхронизатор, первый блок разверток, первую телевизион ную передающую трубку и первый видеоу силитель, 2 также зидеокочтполььый блок ч последовательно соединенные блок вычитани  и пороговый блок, второй вход которого  вл етс  входом опорного кодового сигнала , при этенч первый строчный выход синхронизатора соединен со СТРОЧНЫМ входом видеокоитфольного блока, а кадровый выход синхронизатора соединен с кадровым входом п-рчого р5 вертсж и вмдео- контрольг- oro 5 :ока, отличающеес  тем, что, с цэлсЮ повышени  быстродействи , введенч два апало-о-иигЬргзых г раоб- разоватеч  (АЦП), последовательно соеди 1енные второй б/юк разверток, втора  телевизионна  перед С изч фубкз и ато- оой видеоусилитель, а тйкхе . тельно соединенные регчстр бло.. сравнени , триггер, элемент И, кл оч w циф- роаналоговый преобразователь, г р,ч этом второй строчный выход синхронизатора соединен со строчным входом второ с блока разверток, кадровый РХОД которгг подключен к кадровому заходу CHW/C -н.затора, тактовый выход которого соедмчен с тактовыми входами первого и второго АЦП, выход второго видеоусилител  подключен к информационному входу второго АЦП, выход которого соединен с первым входом блока вычитани , вторым входом блока сравнени  и вторым входом ключа, выход первого видеоусилител  соединен с информационным входом первого АЦП, выход которого подключен к второму входу блока вычитани  и информационному входу регистра, выход порогового блока подключен к установочному входу регистра и к второму входу элемента И, причем вход сброса триггера соединен с первым строчным выходом синхронизатора .
2. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что синхронизатор содержит задающий генератор , триггер, счетчик элементов разложени , счетчик строк, два элемента И - НЕ, сдвиговый регистр и мультиплексор, при этом выход задающего генератора через триггер соединен с тактовыми входами сдвигового регистра, счетчика элементов разложени  и счетчика строк и  вл етс  тактовым выходом синхронизатора, установочный вход счетчика элементов разложени  соединен с первым установочным входом счетчика строк и выходом первого элемента И - НЕ, входы которого соединены соответственно с выходами счетчика элеметов разло0

   5

   жени , последний выход которого подключен к информационному входу сдвигового регистра и  вл етс  первым строчным выхо дом синхронизатора, входы второго элемента И - НЕ соединены соответственно с выходами счетчика строк, последний выход которого  вл етс  кадровым выходом синхронизатора , выход второго элемента И - НЕ подключен к второму установочному входу счетчика строк, выходы сдвигового регистра соединены соответственно с информационными входами мультиплексора, выход которого  вл етс  вторым строчным выходом синхронизатора, а установочный вход  вл етс  входом опорного кодового сигнала.

   Фиг.1

   Ж