(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ФОНА ВИДЕОСИГНАЛА
1
Изобретение относитс к. устройствам компенсации неравномерности фона видеосигнала и может быть использовано в телевидении , радиолокации, дефектоскопии, и в измерительной технике.
По основному авт. св. № 794771 известно устройство,содержащее поспедоватепьно соединенные синхронизатор, Первый блок пам ти, интерпол тор, блок введени корректирующего сигнала, первйй блок сравне.-га , реверсивный счетчик, второй блок сравнени , второй блок пам ти , первый сумматор, третий блок сравнени , генератор приращени корректирук шего сигнала и второй сумматор, выход которого подключен ко второму входу перпервого блока пам ти, ко второму входу синхронизатора подключен датчик видеосигнала , эыход которого соединен со вторым входом блока введени корректирук шего сигнала, а второй вход первого блока сравнени соединен с выходом формировател опорного напр жени , ко второму входу второго блока сравнени подкшочен формирователь пороговых уровней, второй выход которого соединен со вторым входом третьего блока сравнени , причем второй выход третьего блока сравнени соединен со вторым входом второго блока пам ти, третий вход которого подключен к выходу первого сумматора второй вход которого соединен со вторым выходом второго.блока сравнени , кроме того, четвертый вход второго блока пам ти подключен к первому выходу синхронизатора , третий выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, установочный вход которого подключен к четвертому выходу синхронизатора , второй выход первого блока пам ти соединен со вторым входом второго сумматора. Данное устройство позвол ет с высокой точностью автом атически компенсировать неравномерность фона иидеосигнапа от различных датчиков.
Недостатком известного устройства $гал етс невозможность автоматического контрол исходной неравномерности 392 фона видеосигнала до её компенсации. На практаке же часто необходимо обеспечить автоматический контроль качества работы датчиков видеосигнала, например , при их отбраковке путем измерени искажений, вносимых датчиками при преобразовании ими информации в видеосигнал . Одним из видов таких искажений вл етс неравномерность фона видеосигнала , котора в насто щее врем измер етс осциллографическим способом. Цель изобретени - обеспечение автоматической регистрации характеристик не равномерности фона видеосигнала. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл автоматической ком пенсации неравномерности фона видеосигнала введены четвертый, п тый и шестой блоки сравнени , регистр минимального отсчета и регистр максимального отсчета, входы которых подключены ко второму выходу первого блока пам ти, последовательно соединенные первый элемент И, регистр адреса минимального отсчета и блок регистрации, послецовательно соединенные второй элемент И и регистр адрюса максимального отсчета, выход которого подкшочен ко второму входу блока регистрации, третий сумматор , первый вход которого соединен с вы выходом регистра минимального отсчета второй вход - с выходом регистра максимального отсчета, а выход - с третьим входом блока регистрации, последователь но соединенные триггер и блок видеокрнт рольного устройства, вход синхронизации которого подключен к первым входам син хронизации регистров минима.льного и ма симального отсчетов, ко входу синхронизации блока регистрации и ко второму выходу синхронизатора, последовательно соединенные регистр и четвертый сумматор , а также формирователь шкалы, вы ход которого подключен ко второму входу четвертого сумматора, выход которого соединен со вторым входом шестого блока сравнени и со входом регистра, вход синхронизации которого подключен к п тому выходу синхронизатора, четвер- тый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с установочными входами регистра и триггера, выход первого элемента И под ключен ко второму входу синхронизации регистра минимального отсчета, выход которого соединен со вторым входом чет вертого блока сравнени , выход которого подключен ко второму входу первого эле мента И, выход второго элемента И сое инен со вторым входом синхронизашти егистра максимального отсчета, выход которого подключен ко второму входу п того блока сравнени , выход которого соеинен со вторым входом второго элемена И, выход шестого блока сравнени одключен ко входу триггера, кроме того, ервый выход синхронизатора соединен с нформационными входами регистров адреса минимального и максимального отсчетов . На чертеже представлена структурна блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит синхронизатор 1, первый блок 2 пам ти, интерпол тор 3, блок 4 введени корректирующего сигнала , первый блок 5 сравнени , реверсивный счетчик 6, второй блок 7 сравнени , второй блок 8 пам ти, пёрвь,1Й сумматор 9, третий блок 10 сравнени , генератор 11 приращени корректирующего сигнала , второй сумматор 12, датчик 13 видеосигнала , формирователь 14 пороговых уровней, формирователь 15 опорного на- пр жени , четвертый блок 16 сравнени , п тый блок 17 сравнени , шестой блок 18 сравнени , регистр 19 минимального отсчета, регистр 20 максимального отсчета, первый элемент И 21, регистр 22адреса минимального отсчета, блок 23регистрации, второй элемент И 24, регистр 25 адреса максимального отсчета , третий сумматор 26, триггер 27, блок 28 видеоконтрольного устройства, регистр 29, четвертый сумматор 30 и формирователь 31 шкалы. Предлагаемое устройство работает следуюш.им образом. Видеосигнал с выхода датчика 13 видеосигнала , развертывающего равномерно освещенный белый фон, подаетс на один вход блока 4 введени корректирующего сигнала. Дл компенсации неравномерности фона видеосигнала на другой вход блока 4 введени корректирующего сигнала поступает с интерпол тора 3 корректирующий сигнал, который вычитает- с из видеосигнала дл того, чтобы скорректированный видеосигнал на выходе блока 4 введени корректирующего сигнала имел посто нную амплитуду, равную уровню белого фона в видеосигнале. Скорректированный видеосигнал подаетс на один вход первого блока 5 сравнени , на другой вход которого с выхода формировател 15 опорного напр жени поступает посто нное опорное напр жение,, уровень которого равен амплитуде видеосигнала от белого фона. Первый блок 5 сравнени формирует бинарно-квантованный сиг нал. Если амппитуда скорректированнотхэ видеосигнапа превьппает уровень опор ного напр жени , то на выходе первого блока 5 сравнени формируетс уровень логического нул , в противном случае формируетс уровень логической единицы Значение бинарно-квантованного сигнала определ ет рес льтат компенсации неравномерности фона видеосигнала, а пледовательно, и направление изменени корректирующего сигнала в любой точке развертываемой области Корректирующий сигнал формируетс только в опорных точках развертываемой области и хранитс в цифрювом коде в чейках первого блока 2 пам ти, число которых рав но числу опорных точек. Дл более точной оценки качества компенсации неравномерности фона в каждой опорной точке производитс пространственно-временна обработка результатов компенсации (б нарно-квантованного сигнала) в пределах каждого из элементарных участков, на которые разбиваетс развертываема область и в центре которых наход тс опор ные точки. Эта обработка производитс до тех пор, пока не будет с заданной достоверностью определено направление очередного шага изменени корректирующего сигнала дл данной опорной точки. Дл этого бинарно-квантованный сигнал поступает на управл ющий вход реверсивного счетчика 6, а на его счетш 1й вход с выхода синхронизатора 1 подаютс тактовые импульсы, частота которых определ ет количество выборок, бинарно-квантованного сигнала в пределах элементарного участка вдоль строчного напр жени развертки.. В начале каждого элементарного участ ки вдоль строчного направлени развертки на установочный вход реверсивного счетчика 6 поступают с выхода синхронизатора 1 импульсы начатьной установки , устананавливаюшие на выходе реверсивного счетчика 6 начальный средний код. Реверсивный счетчик 6 после началь ной установки суммирует или вычитает тактовые импупьсы в течение дтттельноста элементарного участка вдоль строки в зависимости от значени бинарно-квантованного сигнала в моменты прихода тактовых импульсов. Второй блок 7 сравнени в конце каждого элементарного участ ка в строчном направлении производит сравнение результата накоплеьш выборок бинарно-квантованного сигнала, выраженного в цифровом коде, снижаемого с ре- версивного счетчика 6, с двум порогами, выраженными в цифровых кодах-и поступающими с первого выхода формировател 14 пороговых уровней. При превьпиении одного из порогов с первого выхода второго блока 7 сравнени форкшруетс число +1 в пр мом двоичном коде, либо число -1 в дополнительном двоичном коде в зависимости от тог-о, какой из двух порогов превышен, и, следовательно, примен етс реиэние, что скорректированный сигнал выше опорного уровн или ниже его дл данной строки данного элементарного участка. Число +1 или -1 поступает на один вход первого сумматора 9, на другюй вход которого с выхода второго блока 8 пам ти с чейки, соответствующей данному элементарному участку, подаетс в пр мом двоичном коде число, отражающее результат накоплени решений , прин тых при анализе предыдущих строк данного элементарного участка. Результат суммировани с выхода первого сумматора 9 поступает на информационный вход второго блока 8 пам ти и запи (заваетс импульсом превышени порога в ту чейку второго 8 пам ти, в которой формируетс ре льтат накоплени решений в направлении кадровой развертки дл данного элементарного участка . При этом смена чеек первого блока 2 пам ти и второго блока 8 пам5гги осуществл етс синхронно с разверткой путем подачи уПравл юш 1х сигналов с выхода синхронизатора 1 на адресные входы блоков 2 и 8 пам ти. Кроме того, с выхода первого сумматора 9 результат накоплени в кадровом направлении решений о значении скорректированного сигнала по строкам дл данного элементарного участка, поступает на вход третьего блока 1О сравнени , где сравниваетс с двум порогами, выраженными в цифровых кодах и подаваемыми со второго выхода формировател 14 пороговых уровней. При превышении одного иг. порогов с первого выхода третьего блока 1О сравнени поступает на вход генератора 11 приращений корректирующего сигнала импульс превышени порога. При этом генератор 11 приращени корректирующего сигнапа формирует число +1 в пр мом двоичном коде либо чиспо -1 в дополнительном двоичном кое в зависимости от того, какой из двух орогов превышен. Таким образом, приимаетс решение об изменении корректирующего сигнала на шаг в соответствущую дл данной опорной точки сторону. 792 На втором выходе третьего блока 10 сравнени формируетс начальный средний код, который подаетс на информационный вход второго блока 8 пам ти и записываетс в чейку naMHTHj соответствующую тому элементарному участку, дл которого произошло превышение порога . При этом подготавливаетс данна чейка второго блока 8 пам ти дл анализа скорректированного сигнала в кадровом направлении в пределах данного эдементарного участка с применением измененного на шаг корректирующего сигнала . Число +1 или -1 с выхода генератора 11Приращени корректирующего сиг нала поступает на первый вход второго сумматора 12, на второй вход которого подаетс с соответствующей чейки первого блока 2 пам ти в цифровом коде ко ректирующий сигнал дл данной опорной точки. Измененный на единицу корректирующий сигнал с выхода второго сумматора 12 записываетс в данную чейку первого блока 2 пам ти. Как ранее указывалось, корректирующий сигнал формируетс , лишь в опорных точках развертываемой области и хранитс в цифровом коде в чейках первого блока пам ти. Дл воспроизведевш корректирующего сигнала в промежуточных точках используетс интерпол тор 3. Дл этого с первого блока 2 пам ти счи тываютс корректирующие сигналы одновременно дл четырех опорных точек, внутри которых расположен развертыва ющий луч. Считываемые такими группами - корректирующие сигналы подаютс на вхо интерпол тора 3. Интерпол тор 3 форми- рует объединенный аналоговый корректи- рующий сигнал дл каждой точки развертываемой области, который представл ет собой взвещенную сумму корректирующих сигналов от четырех соседних опорных точек с весами, пропорциональными рассто ни м от данной точки до этих опорных точек. Объединенный корректирующи сигнал поступает на вход блока 4 введе ни корректирующего сигнала, где вычитаетс из видеосигнала. Подобным образом предлагаемое устройство , как и известное производит фор мирование (калибровку) корректир ующег сигнала по видеосигналу от равномерно освещенного белого фона. Отсчеты сформированного корректирующего сигнала дл опорных точек запоминаютс и хран тс в двоичном коде в чейках первог блока 2 пам ти. Эти отсчеты исполбзую с в дальнейшем при формировании объединенного корректирующего сигнала дл автоматической компенсации неравномерности фона видеосигнала при передаче датчиком 13 видеосигнала видеоинформации до момента следующей калибровки корректирующего сигнала. В предлагаемом устройстве, кроме то го, предлагаетс использовать запомнен - кые отсчеты корректирующего сигнала дл визуального контрол исходной неравномерности фона видеосигнала датчика 3, Дл этого отсчеты корректирующего сигнала, считываемые на втором выходе первого блока 2 пам ти в реальноммасштабе времени, поступают на первые входы регистров 19 и 20 минимального и максимального отсчетов, а также четвертого и п того блоков 16 и 17 сравнени . В регистрах 19 и 2О минимального и максимального отсчетов записываетс в двоичном коде отсчёт корректирующего сигнала дл первой (начальной) опорной точки с приходом импульса записи , поступающим в начале кадровой развертки со второго выхода синхронизатора 1 на первые входы синхронизации регистров 19 и 2О минимального и максимального отсчетов. Этот отсчет подаетс с выходов регистров 19 и 2О, минимального и максимального отсчетов на вторые входы четвертого и п того блоков 16, 17 сравнени соответственно . Четвертый и п тый блоки 16, 17 сравнени сравнивают отсчеты корректирующего сигнала дл текущих опорных точек развертываемой области с отсчетом , корректирующего сигнала дл начальной опорной точки. На выходе четвертого блока 16 сравнени формируетс разрещающий сигнал только в том случае, если отсчет корректирующего сигнала дл текущей опорной точки не превышает отсчета корректирующего сигнала дл начальной опорной точки. Разрешающий сигнал с выхода четвертого блока 16 сравнени подаетс на ВХОД первого элемента И 21, на другой вход которого с выхода синхронизатора i поступают импульсы начальной установки в начале каждого элементарного участ-i ка вдоль строчного направлени развертки. При наличии разрешающего сигнала на выходе четвертого блока 16 сравнени импульсы начальной установки поступают через первый элемент И 21 на второй вход синхронизации регистра 19 минимального отсчета и на вход регистра 22 адреса минимального отсчета. В результате в регистр 19 минимального от:счета записываетс в двоичном коце бли жайший в направпенни развертки отсчет корректирующего сигнала, меньший oivсчета корректирующего сигнала дл начальной опорной точки. При этом в регистр 22 адреса минимального отсчета записываетс в двоичном коде адрес, соответствующий этому отсчету опорной точки в направлении строчной и кадровой разверток, так как на информационный вход этого регистра приход т коды адресов текущих опорных точек с выхода син хронизатора 1, В дальнейшем четвертый блок 16 сравнени производит аналогичным образом сравнение отсчета корректирующего сигнала, записанного IB регист 19 минимального отсчета, с отсчетами корректирующего сигнала дл следующих текущих опорных точек. Таким образом, по окончании кадро- вой развертки в регистр 19 минимального отсчета записываетс минимальный ртсчет корректирующего сигнала дл всей развертываемой области, а в ре -Гистр 22 адреса минимального отсчета адрес , соответствующий этому отсчетуопорной точки в направлении строчкой и кадровой разверток. Аналогичным образом работают вместе п тый блок 17 сравнени , регистр 20 максимального отсчета, второй элемент И 24 и регистр 25 адреса максимального отсчета. Отличие состоит в том, что на выходе п того блока 17 сравнени фо мируетс разрешающий сигнал только в случае, если отсчет корректирующего сиг нала дл текущей опорной точки превыша ет отсчет корректирующего сигнала дл начальной опорной точки. В результате по окончании кадровой развертки в регистр 20 максимального отсчета записываетс максимальный отсчет. корректирующего сигнала дл всей разверты ваемой области, а в регистр 25-адреса максимального отсчета - адрес, соответствующий этому отсчету опорной, точки. Минимальный urnin максимальный Вгпа отсчеты корректирующего сигнала поступа ют на входы третьего сумматора 26. На вы ход третьего сумматор 2 6 формируетс раз ность ,-e);|yj, .котора поступает на вход блока . 23 регистрации. В св зи с тем, что на этапе калибровки корректирующего сигнала (получение отсчетов корректирующего сигнала) производитс , по сути, аналого- цифровое преобразование с точностью до посто нной составл ющей сигнала неравномерности фона видеосигна ла в опорных точках развертываемой рбласти , то разность Bmoi-В („характеризует размах сигнала неравномерности фона по полю изображени . Так как динамический диапазон корректирующего сигнапа согласован (равен) динамическому диапазону видеосигнала, то величина .т где N - число уровней квантовани корректирующего сигнала, характеризует величину неравномерности фона видеосигнала в процентах. Блок 23 регистрации нормирует разность, В n,, по коэффициенту и индицирует величину неравномерности фоне видеосигнала 1 на табло. того, значение может записыватьс на любой другой носитель информации, используемый, например,дп дат&нейшей машинной обработки. Помимо этого, на другие входы блока 23 регистрации поступают с выходов регистра 22 адреса минимального отсчета и регистра 25 адреса максимального отсчета коды адресов критических опорных точек, в которых достигаетс соответственно минимальное и максимальное значени сигнала неравномерности фона. В момент прихода импульса, записанного в начале кадровой развертки, с выхода синхронизатора 1 на вход синхронизации блока 23 регистрации этот блок преобразует двочиный код адресов критических опорных точек в дес тичный и индицирует на табло номера этих точек вдоль строчной и кадровой разверток. Кроме того, эти данные могут записыватьс на любой другой носитель информации дл машинной обработки, например дл про-ведени критического сечени по полю изображени . Устройство -позвол ет также производить автоматическое воспроизведение распределени неравномерности фона датчика 13 видеосигнала по полю изображени . Дл этого импульсы начальной установки в начале каждого элементарного участка вдоль строчного направлени развертки подаютс на установочные входы регист- , ра 29 и триггеры 27. При этом в регистре 29 записы етс начальный нулевой код. Этот код с выхода регистра 29 по- ступает на первый вход четвертого сумматора ЗО, на другой вход которого подаетс с формировател 31 шкашз код дискретизации распределени , определ юший (задающий) дискрет контролируемого распределени неравномерности фона видеосигнала. Результат суммировани с четвертого сумматора ЗО поступает на 11924 вход регистра 29, на вход синхронизации которого Г1одаютс с п того выхода син- хронизатора 1 тактовые импульсы. Та1ШМ образом, четвертый сумматор 30 производит динамическое суммирование, в резупьтате которого на выходе четвертого сумматора 30 код измен етс дискретно с частотой следовани тактовых импупь - сов. Частота тактовых т мпульсов достаточна дл того, чтобы за врем , равное длительности элементарного участка вдоль строчного направлени разверти, код на выходе четвертого сумматора ЗО изменилс в пределах всего динамического диапазона корректирующего сигнала. Дискрет-is