Устройство формирования сигналов изображения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) ( 5 Н 04 й 5/14 ЕНИЯ линов,1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1332561, кл. Н 04 й 5/335, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к телевидениюи может быть использовано в устройствахобнаружения малоконтрастных локальныхобъектов на неравномерном фоне, представляющих собой участок водной поверхности со структурными аномалиями. Цельизобретения - расширение динамическогодиапазона сигналов локальных участковизображения водной поверхности, соответствующих локальным неоднородностямдна. Видеосигнал, соответствующий изображению водной поверхности, полученный со светочувствительной матрицы 1 приборов с зарядовой связью, обрабатывается блоком 6 усреднения таким образом, чтобы получить сигнал, соответствующий расфокусированному изображению поверхности по горизонтали и вертикали. Расфокусировка по горизонтали достигается подачей импульса с генератора 13 прямоугольных им пульсов через элемент ИЛИ 14 на затворы регистра 9 сдвига блока 6 усреднения. В блоке 10 вычитания видеосигнал расфокусированного изображения вычитается из исходного видеосигнала, а затем обрабатывается в квадрэторе 15 и блоке 16 усреднения, инвертируется в инверторе 22 и преобразуется в двухградационный сигнал в компараторе 24, В сумматоре 25 сигналы с блока 10 вычитания и с компаратара . 24 суммируются с соответствующими весами и поступают на видеоконтрольный блок .11, 1 ил.Изобретение относится к телевидениюи,может быть использовано в устройствахобнаружения малоконтрастных локальныхобъектов на неравномерном фоне, представляющих собой участки водной поверхности со структурными аномалиями,Цель изобретения - . расширение динамического диапазона сигналов локальныхучастков изображения водной поверхности,соответствующих локальным неоднородностям дна,На чертеже изображена структурнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит светочувствительную матрицу 1 приборов с зарядовойсвязью (ПЗС), состоящую из секции 2 накопления, секции 3 памяти и выходного регистра 4, синхрогенератор 5, первый блок 6усреднения, содеркаший затворы 7, объединенные в две фазы, стоп-каналы 8 и пер-.вый регистр 9 сдвига, блок 10 вычитания,видеоконтрольный блок 11, источник 12 постоянного напряжения, первый генератор13 прямоугольных импульсов, первый элемент ИЛИ 14, квадратор 15, второй блок 16усреднения, содеркаший затворы 17, объединенные в две фазы, стоп-каналы 18 и второй регистр 19 сдвига, второй элемент ИЛИ20, второй генератор 21 прямоугольных импульсов, инвертор 22, формирователь 23импульсов, компаратор 24, сумматор 25,цифровой интегратор 26, регистр 27 памяти,цифроаналоговый преобразователь ЦАП)28 и селектор 29 кадровых импульсов,Устройство работает следующим образом.Под. действием напряжения с выходаисточника 12 постоянного напряжения подзатворами 7 первой фазы блока фазы блока6 усреднения создаются потенциальныеямы, в которых может сохраняться. эаряд втечение полукадра телевизионного изображения. Во время очередной строки телевизионного изображения видеосигнал свыхода выходного регистра 4 светочувствительной матрицы 1 ПЗС поступает на входрегистра 9 сдвига и записывается в нем ввиде зарядовых пакетов в потенциальныхямах под затворами.Во время строчного гасящего импульсапервоначально с первого выхода генератора 13 прямоугольный импульс поступает назатворы 7 второй фазы блока 6 усреднения.Образовавшиеся при этом потенциальныеямы под затворами 7 второй фазы служатканалами для направленного обмена зарядами между потенциальными ямами под затворами регистра 9 сдвига ипотенциальными ямами под затворами 7 первой фазы блока 6 усреднения. При этом каждому каналу задержки регистра 9 сдвига соответствуют свои потенциальные ямы под затворами 7, которые отделены от потенци альных ям других каскадов задержки стопканалами 8. В результате 1-й каскад регистра 9 сдвига обменивается только с одноименными (1 с-и) потенциальными ямами под затворами 7, Так происходит локаль ное усреднение сигналов по вертикали. Приуменьшении времени обмена, определяемого длительностью импульса с выхода генератора 13, количество потенциальных ям под затворами 7, успевающих принять уча стие в обмене зарядами, уменьшается. Локальное усреднение производится по меньшему числу строк.Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигает ся подачей импульса с выхода генератора 13через элемент ИЛИ 14 на затворы регистра 9 сдвига. В результате под всеми затворами регистра 9 сдвига образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправлен ное растекание зарядовых пакетов вдольрегистра 9 сдвига, а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала. Степень усреднения по горизонтали регулируется путем изменения длительности импульса на 30 выходе генератора 13 от нулевой (при длительности импульса менее 0,01 мкс) до практически полного усреднения при длительности импульса в нескольк мкс). Импульсы генератора 13 сихронизируются 35 синхрогенератором 5, следуют друг заьдругом и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса, С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного иэображения выво дится из регистра 9 сдвига и на его местозаписывается приходящий видеосигнал. В блоке 10 вычитания видеосигнал локально усредненного изображения вычитается из исходного видеосигнала. В результате до стигается подавление низкочастотной составляющей сигнала изображения, что приводит к повышению контраста малоразмерных объектов, Подчеркивание площадных объектов, характеризующихся малой 50 дисперсией яркости, соответствующих "выглаженным" участкам морской поверхности (аномалиям), производится следующим образом, С выхода блока 10 вычитания видеосигнал с подавленной низкочастотной 55 составляющей поступает на квадратор 15, ас его выхода полученный видиосигнал поступает на вход регистра.19 сдвига и записывается в нем в виде зарядовых пакетов.Блок 16 усреднения работает аналогично блоку 6 усреднения. Под действием напря 166020510 потенциальными ямами под затворами регистра 19 сдвига и потенциальными ямами .под затворами 17 первой фазы блока 16 30 35 40 изменения длительности импульса на выходе генератора 21 прямоугольных импульсов. Импульсы генератора 21 прямоугольных импульсов синхронизиру 55 жения с выхода источника 12 постоянного напряжения под затворами 17 первой фазы блока 16 усреднения создаются потенциальные ямы, в которых может сохраняться заряд в течение полукадра телевизионного изображения. Во время строчного гасящего импульса первоначально с первого выхода генератора 21 прямоугольных импульсов поступает на затворы 17 второй фазы блока 16 усреднения. Образовавшиеся при этом потенциальные ямы под затворами 17 второй фазы служат каналами для ненаправленного обмена зарядами между усреднения, При этом каждому каналу задержки регистра 19 сдвига соответствуют свои потенциальные ямы под затворами 17, которые отделены от потенциальных ям других каскадов задержки стоп-каналами 18. В результате 1-й каскад регистра 19 сдвига обменивается только с одноименными (к-и) потенциальными ямами под затворами 17, Так происходит локальное,усреднение зарядов по вертикали. При уменьшении времени обмена, определяемого длительностью импульса с выхода генератора 21 прямоугольных импульсов, количество потенциальных ям под затворами 17, успевающих принять участие в обмене зарядами, уменьшается. Локальное усреднение производится по меньшему числу строк.Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигается подачей импульса с выхода генератора 21 прямоугольных импульсов через элемент ИЛИ 20 на затворы регистра 19 сдвига. В результате под всеми затворами регистра 19 сдвига образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль регистра 19 сдвига, а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала. Степень усреднения по горизонтали регулируется путем ются синхрогенератором 5, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса. С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного изображения выводится из регистра 19 сдвига и на его место записывается приходящий видеосигнал. В инверторе 22 видеосигнал инвертируется и подается на компаратор 24, на другой вход которого подается сигнал 20 25 регистра 9. В зависимости от сигнала локально усредненного изображения пороговый уровень на входе компаратора 24 будет изменяться, С выхода компаратора 24 видеосигнал, представляющий собой сигнал, проквантованный на два уровня (нижний уровень соответствует участку изображения без аномалии, а верхний - участку с аномалией) поступает на цифровой интегратор 26 и сумматор 25, на другой вход которого поступает исходный видеосигнал с подавленной низкочастотной составляющей с блока 10 вычитания. В сумматоре 25 происходит весовое суммирование, причем видеосигнал с выхода компаратора 24 суммируется с большим весом, чем сигнал с выхода блока10 вычитания, при этом с выхода сумматора 25 смешанный сигнал поступает на видео- контрольный блок 11, на управляющий вход которого поступают импульсы синхронизации с синхрогенератора 5. При этом изображение на видеоконтрольном блоке 11 будет иметь вид исходного изображения, но с "затемненным" фоном и "освещенной" аномалией, что позволит сразу различить их,Формула изобретения Устройство формирования сигналов изображения, содержащее светочувствительную матрицу приборов с зарядовой связью (ПЗС), состоящую из секции накопления, секции памяти и выходного регистра, первый регистр сдвига, первый блок усреднения, содержащий затворы, обьединенные в две фазы и стоп-каналы, при этом затворы первой фазы являются первой группой входов первого блока усреднения, затворы второй фазы являются второй группой входов первого блока усреднения, а первый регистр сдвига выполнен в виде ПЗС на подложке, общей с первым блоком усреднения, групповой выход первого блока усреднения подключен к групповому входу первого регистра сдвига, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, а информационный вход первого регистра сдвига соединен с выходом выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС и вторым входом блока вычитания, синхрогенератор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами секции накопления, секции памяти и выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС, четвертый выход соединен с управляющим входом видеоконтрольного блока, а пятый выходсоединен с входом первого генератора прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом1660205 Составитель А.ЦветковТехред М.Моргентал Корректор Т.Палий Редактор А,Ревин Заказ 1857 Тираж 410 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 синхрогеиератора, а выход соединен с управляющим входом первого регистра сдвига, первая группа входов первого блока усреднения соединена с выходом источника постоянного напряжения, вторая группа -входов первого блока усреднения соединена с вторым выходом первого генератора прямоугольных импульсов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона сигналов локальных участков изображения водной поверхности, соответствующих локальным неоднородностям дна, в него введены квадратор, второй элемент ИЛИ, второй генератор прямоугольных импульсов второй регистр сдвига, второй блок усреднения, содержащий затворы, объединенные в две фазы и стоп-каналы, при этом затворы первой фазы являются первой группой входов второго блока усреднения, затворы второй фазы являются второй группой входов второго блока усреднения, а второй регистр сдвига выполнен в виде ПЗС иа подложке, общей со вторым блоком усреднения, групповой выход второго блока усреднения подключен к групповому входу второго регистра сдвига, инвертор, компаратор, цифровой интегратор, регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), селектор кадровых импул ьсов, сумматор и формирователь импульсов, причем вход квадратора и первый вход сумматора соединены с выходом блока вычитания, а выход квадратора соединен с информационным входом второго регистра сдвига, выход которого соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а выход 5 компаратора соединен с вторым входомсумматора и информационным входом цифрового интегратора, выход которого соединен с информационным входом регистра памяти, выход которого соединен с инфор мационным входом ЦАП, выход которогосоединен с вторым входом второго генератора прямоугольных импульсов, первый вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, первый выход второго 15 генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ., второй вход которого соединен с третьим выходом синхрогенератора, выход второго элемента ИЛИ соединен с управля ющим входом второго регистра сдвига, второй выход второго генератора прямоугольных импульсов соединен с второй группой входов второго блока усреднения, первая группа входов которого 25 соединена с выходом источника постоянного напряжения, выход сумматора соединен с сигнальным входом видеоконтрольного блока, вход селектора кадровых импульсов соединен с четвертым выходом синхрогене ратора, а выход селектора кадровых импульсов соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом региСтра памяти, а второй выход соединен с управляющим 35 входом цифрового интегратора,