Способ преобразования оптического изображения в видеосигнал

Номер патента: 1285622

Автор: Галкин

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСАИ ЕСКИХ(д) 4 Н 04 Х 5/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ те 63. 1975омо азо" то- преф ГПР) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРыт(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ВИДЕОСИГНАЛ (57) Изобретение относится к телеви дению. Цель изобретения " расширение светового динамического диап на. Сущность способа заключается в том, что в первых Хкадрах оптическое изображение, содержащее чечные объекты и световой фон, образуют в потенциальный релье.801285622 А 1 мишени. ПР накапливают, одновременносчитывая этот ПР Ираз током луча,пропорциональным значению ПР от светового фона, При этом ток луча является таким, что считывается ПР только от светового фона, но не от точечных объектов, т.е. при потенциалекатода, находящемся на возрастающемучастке вторично-эмиссионной х"ки .мишени. В М-ом кадре считывают ПРизображения объектов при номинальнтоке луча, т.е. при потенциале катда, равном потенциалу приведения мишени. Цель достигается путем считывания одновременно с постоянной ипеременной по растру составляющейПР от светового фона. Дан примерустр"ва для осуществления способа,1 ил.Изобретение относится к промышленности средств связи и может быть использовано при построении телевизионных камер, предназначенных для систем прикладного телевидения, а 5 также при построении высокочувствительных телевизионных камер, предназначенных для астрофизических наблюдений и исследований, например для обнаружения и определенияположения и, яркости слабосветящихся точечных объектов в условиях фоновой засветки. Цель изобретения " расширение све 15;тового динамического диапазона преобразования путем считывания одно"временно с постоянной и переменнойпо растру составляющей потенциального рельефа от светового фона, 20На чертеже изображена структурнаясхема устройства для осуществленияспособа.Способ преобразования оптического изображения в видеосигнал заключается в том, что оптическое изобра-,жение, содержащее изображение звезди световой фон, преобразуют в потенциальный рельеф на мишени передающейтрубки при поддерживаемом на номина"льном уровне максимуме распределенияпо растру накапливаемого за кадр рельефа от фона. В первых Икадрахкаждого цикла накопления считываютпотенциальный рельеф от Фона лучомпри токе, эффективная часть которо. го пропорциональна значению накапливаемого закадр потенциального рельефа от фона в каждой точке растра,и при потенциале катода, пониженномотносительно потенциала приведениядо уровня, при котором считываемыйпотенциальный рельеф находится навозрастающем (в общем случае на неспадающем) участке вторично-эмиссионной характеристики мишени. В пос"еледнем И-ом кадре каждого цикла накопления потенциальный рельеф считы"вают номинальным, достаточным длясчитывания рельефа от фона и от звез,ц,50током луча и при потенциале катода,равном потенциалу приведения мишени.Устройство для осуществления предлагаемого способа (телевизионная ка.мера) содержит передающую трубку 1с фотокатодом 2, ускоряющим электродом 3, мишенью 4, термокатодом 5,модулятором 6, анодом 7 и фокусирующим электродом 8,На секцию считывания передающей трубки 1 установлена фокусирующе-отклоняющая система (ФОС) 9, к которой подключены выходы генератора 10 разверток, К мишени 4 подключен видеоусилитель 11, выход ВС которого является сигнальным выходом камеры, К видеоусилителю 11 подключен блок 12 выделения фоновой составляющей видеосигнала (ФСВС). К выходу блока 12 подключен высоковольтный преобразователь 13 напряжения, минусовой выход которого подключен к фотока" тоду 2, а плюсовой " к ускоряющему электроду 3. К выходу блока 12 подключен корректор 14 с цепями ручной регулировки степени коррекции. К выходу корректора 14 подключен сигнальный вход блока 15 вычисления и управления. К выходу-входу блока 15 подключен вход-выход оперативно-запоминающего устройства 16 (ОЗУ). К выходу блока 15 лодключен вход фильт. ра 17 нижних частот. К выводам моду" лятора 6, термокатода 5 и электрода 8 подключены выходы соответствующих Формирователей 18-20 с цепями раздельной регулировки формируемых уровнейКаждый из формирователей 18 и 19 содержит также сумматор, Первые вхо 4 ды формирователей 18 и 19 и вход формирователя 20 подключены к первому выходу генератора 21 импульсов. Второй вход Формирователя 18 подключен к фильтру 17, а на второй .и третий входы формирователя 19 подают соответственно КСИ и ССИ. На первый вход генератора 2,1 поступают КСИ, на второй - код установки числа И, Третий вход генератора 21 подключен к выходу блока 12 через блок 22 сравнения, Выход сигналов управления генератора.21 подключен к соответствующему входу блока 15. При стыковке телевизионной камеры с телескопом 23 оптический вход суперкремникона располагается в фокаль" ной плоскости телескопа 23. Устройство фотоэлектрического преобразования работает следующим образом.При проецировании оптического изображения участка звездного неба телескопом 23 на оптический вход передающей трубки 1 световой поток непрерывно преобразуется в потенциальный рельеф, накапливаемый на ми 1285622шени 4. Интенсивность накопленияопределяется уровнем светового потока и величиной докоммутационногоусиления, определяемой разностьюнапряжений на фотокатоде 2 и электроде 3. При изменении напряжения навыходе высоковольтного преобразователя, например, от 12 до 4 кВ докоммутационное усиление уменьшаетсяпримерно в 80 раз. Накопление потенциального (зарядного) рельефа на мишени 4 разделяют на циклы (интервалы накопления) длительностью в И кадров (число И изменяется, например,от 1 до 30). Длительность цикла вИ кадров задается периодически повторяющимися прямоугольными импульсами длительностью в Икадр с интервалом между ними в один кадр(формируются генератором 21 на первом выходе под воздействием внешнего сигнала "Установка М"). Электронный луч, эмиттируемый термокатодом,5 и формируемый модулятором б, анодом 7 и электродом 8 совместно сФОС 9, в И-м кадре каждого циклапострочно (например, при 575 активных строках) коммутирует элементымишени 4, доводя потенциалы элементов мишени до потенциала катода, на- З 0пример, равного нулю, при номинальном, например, в 3 мкА токе луча ипри номинальном, например, в 400 Внапряжении на электроде 8 (соответствует оптимальной фокусировке луча), 35Номинальный ток луча определяетсянапряжением, например, 30 В на модуляторе б относительно термокатода 5, задаваемым формирователями18 и 19, Отклонение луча, непрерывное по строкам, непрерывное или дискретное по кадру, обеспечиваетсяФОС 9 и генератором 10, синхронизируемым КСИ и ССИ с частотой следования, например, 25 Гц и 15625 Гц 45соответственно, Считывание на обратном ходу по кадру (при любомчисле И) и по строке (при 1=1) прерывается повышением потенциала термокатода 5; например, до 20 В на время 50действия КСИ и ССИ на входах формирователя 19, в котором зти импульсыусиливаются, например, в 6 раз,В подготовительном режиме работыкамеры (при И=1), задаваемым гене 55ратором 21 при воздействии внешнейкоманды "Установка И=1" или запреща-ющего сигнала (например, логической"1") с блока 22, считывание всего потенциального рельефа, накапливаемого за кадр, осуществляется в каждом кадре. При этом во входной цепи видеусилителя 11 протекает ток сигнала размахом, например, в 1000 нА, состоящий из видеоимпульсов от изображений эвезд размахом, например, до 750 нА и фоновой составляющей размахом, например, в 250 нА (при постоянной составляющей, например, в 100 нА и переменной по кадру, например, в 150 нА).В видеоусилителе 11 сигнал усиливается, например, до 2 В (0,5 В от фоновой составляющей). В блоке 12 фиксируется нулевой уровень сигнала во время ССИ, затем сигнал ограничивают сверху до уровня, например, 0,6 В и фильтруют в полосе, например, до 50 кГц (обеспечивается повышенная точность выделения фоновой составляющей), В высоковольтном преобразователе 13 выделенная фоновая составляющая сравнивается с выставленным при настройке камеры уровнем, например, в 0,5 В. При отклонении размаха фоновой составляющей от 0,5 В образуется напряжение рассогласования, которое изменяет напряжение на выходе высоковольного преобразователя 13 до тех пор, пока изменение докоммутационного усиления не скомпенсирует изменение уровня фоновой засветки. При этом на выходе блока 22 сравнения будет разрешающий сигнал (логический "0") и камера готова к переходу в основной режим работы (М )1).При поступлении на генератор 2 1 сигнала "Установка И" (И ) 1) в генераторе 21 формируется импульс запи- си, поступающий в блок 15. Под его воздействием в ОЗУ 16 записывается матрица чисел, например, состоящаяиз 26 отсчетов по строке и 57 отсчетов по кадру, равномерно распределенных по строке и по кадру, Величина чисел определяется значением фоновой составляющей видеосигнала в момент его аналого-цифрового преобразования, Перед этим преобразованием в корректоре 14 фоновую составляющую изменяют по амплитуде с учетом коэффициента передачи всего контура управления током луча и корректируют по установленной при настройке камеры нелинейной зависимости выходного напряжения от входного (подбирается при настройке камеры по от 1285622сутствию считывания потенциальногорельефа в Якадрах от имитируемых1 изображений звезд во всем диапазонезначений переменной по растру составляющей видеосигнала от фоновой засветки),В основном режиме работы камеры(И ) 1) под действием импульсов спервого выхода генератора 21 ССИ иКСИ в Якадрах потенциал на катоде во время прямого хода по строками во время обратного хода по кадруустанавливается равным 20 В (прерыва"ется считывание), а во время обратного хода по строкам - пониженным,например, равным -15 В, Этот потенциал определяется при настройке камеры по отсутствию в Якадрах сигналов от изображений звезд различной яркости, что соответствует невозрастающему характеру зависимостиэффективности считывания от величины потенциального рельефа. В каждом из Икадров в блоке15 записанную в устройстве 16 матрицу значений скорректированной фоновой составляющей преобразуют в поле мгновенных значений напряжения, управляющего током луча, При этом преобразовании изменяют порядок следования отсчетов по срокам на обратный(соответствует изменению направления развертки по строке при считывании на обратном ходу), уменьшают временной масштаб по строке, например, в 4 раза (при 203-ном обратном ходе по строке), интерполируют значения матрицы чисел линейно в двух направлениях (по строке и по кадру) и преобразуют интерполированное поле значений в аналоговый сигнал (сигналуправления током луча) . В фильтре17 этот сигнал ограничивают по спект"ру в полосе 50 кГц, сглаживая скачки напряжения вдоль строки, В формирователе 18 во время обратного хода по строке в Якадрах формируются постоянные уровни, например, -50 В, соответствующие току луча (например, в 2,5 мкА), необходимому для считывания максимального уровня потенциального рельефа. С этими постоянными уровнями суммируется сигнал, поступающий с выхода фильтра 17, так, что меньшему значению по полю потенциального рельефа от фона соответствует и меньший ток луча. Под действием управляющего напряжения на мо дуляторе 6, изменяющегося в соответствии с изменениями потенциальногорельефа от светового фона, в Я кадрах осуществляется считываниекакпостоянной, так и переменной по раст"ру составляющих потенциального релье"фа от фона. Тем самым обеспечивается расширение светового динамического диапазона фотоэлектрического преобразования. В Икадрах на прямомходу по строке потенциал на выходеформирователя 19 (термо катода 5)повышается до 20 В и считывание потенциального рельефа отсутствует.В И кадрах во время прямого хода построке и по кадру напряжение на выходе формирователя 19 устанавливается равным потенциалу приведения мишени (нулевым), а напряжение на модуляторе 6 - номинальным (-30 В).,ВЯ-м кадре считывается потенциальныйрельеф обычным образом и на выходекамеры ВС формируется видеосигнал,При изменении уровня фоновой засветки или темнового тока мишени 4 вЯ-м кадре размах фоновой составляющей видеосигнала выйдет за верхний(при увеличении фона) или за нижний(при уменьшении фона) пороги срабатывания, установленные в блоке 22,и на ее выходе сформируется сигнал"Запрещение" (логическая " 1"), и вкамере с помощью генератора 21 вновьустановится подготовительный режимработы. При этом под действием соответствующего сигнала с генератора 21в ОЗУ 16 записанные ранее значенияматрицы чисел стираются,. 5 15 20 25 Способ преобразования оптического изображения в видеосигнал, при котором оптическое изображение в И кадрах каждого цикла накопления преобразуют в потенциальный рельеф, считывая этот рельеф в первые Якадры лучом при потенциале катода, пониженном относительно потенциала приведения мишени до уровня, при котором считываемый потенциальный ре 1 льеф находится на неспадающем участке вторично-эмиссионной характеристики и считывая в последнем Я-м кад 7Ре цикла потенциальный рельеф номинальным током луча и при потенциале катода, равном потенциалу приведения мишени, о т л и ч а ю ш и й с я 4550 551285622 вляют током луча, эффиктивная частькоторого пропорциональна значениямнакапливаемого на кадр потенциального рельефа от фона. оставитель А.Ивановехред Л.Сердюкова Корректор Т.Кол едактор Л,Гратил одписное Тираж 63 НИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раказ 751 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 тем, что, с целью расширения светового динамического диапазона преобразования, в первых Мкадрах считывание потенциального рельефа осущестмитета СССРоткрытийшская наб., д. 4/5

Смотреть

Заявка

3787446, 01.09.1984

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1772

ГАЛКИН ЛЕОНИД НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H04N 5/30

Метки: видеосигнал, изображения, оптического, преобразования

Опубликовано: 23.01.1987

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1285622-sposob-preobrazovaniya-opticheskogo-izobrazheniya-v-videosignal.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ преобразования оптического изображения в видеосигнал</a>

Похожие патенты