Способ формирования телевизионного сигнала

(19) (11)А Б 5/33 й "1;ЯНР 8 АНИЕ И НОМУ СВИ РЕ ЬСТВУ Н АВТ о прикладыть испольвизионных ранственмых при довательс-.областях при космик земли или ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт космических исследований АН СССР(56) Аванесов Г.А. Оперативные средства получения космической видеоинформации оптического:диапазона. В кн. Космические исследования земных ресурсов, М.: Наука, 1976, с. 24-34.Приборы с зарядовой связью. Под Ред. М.Хоувза, М.Моргана, М.: Энергоиздат, 1981, 372 с.Авторское свидетельство СССР 9 1100754, кл. Н 04 0 9/04, 1981. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к прикладному телевидению и обеспечивает повышение точности формирования ТВ-сигнала путем уменьшения времени экспоИзобретение относится кному телевидению и может бзовано при реализации теле(ТВ) систем высокого простного разрешения, использупроведении ТВ-съемок исслкого характера в различныхнауки и техники, напримерческих съемках поверхностдругих небесных тел. Цель изобретения - повышение точ ти формирования ТВ-сигнала путем нирования светового потока. Оптич.изображение объекта формируется объективом 1, отклоняется дефлектором2, преобразуется в ТВ-сигнал матричным преобразователем свет-сигнал(МПСС) 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передачи информации. Этот процесс повторяется МфМ раз (Му - шаги вдоль строк и М у - шаги вдольстолбцов МПСС 3) при различных положе-"ниях оптич. иэображейия относительноМПСС, изменяемых дефлектором 2 посигналу блока 5 управления и синхронизации. Радиосигнал поступает вблок 6 приема информации и далее вЭВМ 7. ЭВМ 7 проводит размещение отсчетов в памяти в порядке следованиякоординат центров считываемых эл-товМПСС 3, прямое преобразование Фурьеупорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-частотную хар-ку эл-та МПСС 3 и обратноепреобразование Фурье. 8 ил,уменьшения времени экспонирования светового потока.На фиг. 1,изображена структурная схема устройства, реализующего способ формирования телевизионного сигнала; на фиг. 2 - исходная последовательность разложение оптического изображения вдоль оси Х; на фиг.З - разложение оптического изображения оси Х, получаемое после упорядочения отсчетов; на фиг. 4 - результирующее разложение оптического. изображения вдоль оси Х; на фиг. 5 - дискретныйспектр упорядоченного сигнала по осик 1 на фиг. 6 - дискретный спектр результирующего сигнала по оси 1 при заявленном способе ТВ-съемки; на фиг, 7 - аппроксимация апертурно-импульсной характеристики ТВ-системы; на фиг. 8 - частотные характеристики инверсного и винеровского Фильтров.Устройство (фиг. 1) содержит 10 объектив 1, дефлектор 2, матричный преобразователь свет-сигнал (ИПСС) 3, например, на ПЗС-матрице, блок 4 передачи информации, блок 5 управления и синхронизации, блок 6 приема информации ЭВМ 7, цифровой магнитофон 8 и полутоновый дисплей 9,Устройство работает следующим образом.Оптическое изображение объекта формируется объективом 1, отклоняет.ся дефлектором 2, преобразуется в ТВ-сигнал МПСС 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передачи инФормации, 25 причем этот процесс повторяется Мч М раз при различных положениях оптического иэображения относительно МПСС, изменяемых с помощью дефлектора 2 по сигналу блока 5 уп:.:равления и синхронизации. Радиосиг,нал по каналу связи поступает в блок 6 приема информации и далее в ЭВМ 7, . с помощью которой проводится размещение отсчетов в памяти в порядке следования координат центров считываемых ИПССпрямое преобразование Фу" рье упорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-частотную характеристику элемента МИСС 40 и обратное преобразование Фурье.В качестве дефлекторов 2 могут быть использованы, например, акустооптические дефлекторы, Возможно также механическое смещение МПСС 3 от носительно исходного светового потока. Остальные компоненты устройства яв.ляются стандартными.Пусть Ь(х, у) - апертурно-импульс" ная характеристика (АИХ) элементарного фотоприемника, Значение сигнала изображения, получаемого элементарным фотоприемником в точке с координатами (х, у), равноа(х, у) а(х, у) +з(х, у) (1) 55, где аф (х ,у)Ь(х,у ) Ь(х- -х,у -у)Йхду - сигнал беэ шума; Ь(х, у) - освещенность оптического изображения;з(х, у) - шумовая компонента,После упорядочения отсчетов, последовательно считанных при М ч М у - положениях МПСС относительно исходного светового потока, получается дискретный сигнала; =а(1, 11 у),где 1 , 1- шаги смещения вдольстрок и столбцов МПСС 3;ьО, 1,2,Фх 1 х 111 0,1,2МНу Н, Н у - число элементов в строках и столбцах ИПСС 3.Сигнал а следующим образом свя 1зан с требуемым ТВ-сигналом (беэ шумов) а,;, соответствующим разложению оптического изображения с размерами элемента разложения 1 х 1 :м И мч/йгде Ь - константы, получаемые приаппроксимации реальной АИХЬ(х, у) кусочно-постояннойАИХ (Фиг. 7), причем (ошибки аппроксимации включены вшумовую компоненту з;): Ь(х, у) Ь,при 1 х-ш 1141 х/2 и ) у-п 11 1/2(3)Соотношение (2) эквивалентно следующему соотношению спектров фурье:ЦАоч НОч Аоч+8 очгде заглавными буквами обо.".начены дискретные спектры сигналов, обозначенных соответствующими строчными буквами, При этом Но(диск:.,етный спектр функции Ь) есть дискретнаяапертурно-частотная характеристика (АЧХ) ТВ-системы,Поэтому, разделив спектр А на АЧХ Нч, .получим спектрл фЪАучфучАоч Аич+8 оч е1где 8 эч= и, 8 оч спектр шума а выполнив его обратное преобразование Фурье, получим требуемый ТВ-сигм ммнал а =а,1 +з;Таким образом, предлагаемый способ съемки эквивалентен съемке нормальной ТВ-системой, имеющей ИЕх Мч 11 элементов разложения размером511 . Шумы з эквивалентной нор"3мальцай ТВ-системы зависят от характеристцк исходной ТВ-системы.При решении узкоцелевых задач, когда приближенно известен средний спектр мощности (1 А 1 тсигнала а , вместо инверсной целесообразно использовать винеровскую фильтрацию, при которой частотная характеристика корректирующего фильтра имеет видф сНочцч 1 Я 1 ф+( 8Р/(1 АучбПри этом получается мицнмальная средняя мощность шумов в; среди всех возможных линейных пространственноинвариантных преобразований.Частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров условно показаны на фиг. 8. формула изобретенияСпособ формирования телевизионного сигнала, основанный на проецировании исходною светового потока на фоточувствительные элементы матричного преобразователя свет-сигнал (ИПСС), последовательном относительном смещении ИПСС и исходного свето 349684 6ваго потока на Илагов вдоль строки на Ишагов вдоль столбцов ИПСС,причем шаги смещещщ вЫбцрают в И и 5И, раз меньшнии расстоЯФЧЩ Междуцентрами элементов ИПСС соответственно по направлению строк и столбцов,поэлементном считывании сигнала вкаждом положении МАСС, его запоминании с размещением отсчетов в порядке следования координат центров считываемых элементов ИПСС и последующем преобразовании в телевизионныйсигнал с размерами элемента разложения, равными шагами смещения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности форьщраванцяпутем уменьшения времени экспонирования светового потока, при поэлементном считывании сигнала в каждом положении ИПСС размеры элемента разложения выбирают равными размеру элемента ИПСС, при преобразовании запомненного сигнала в телевнзионньй сигнал 25 последовательно осуществляют прямоепреобразование Фурье, делят полученный спектр на апертурно-частотнуюхарактеристику элемента МПСС и осуществляют обратное преобразование Фу" ЗО рье."РМ Составитель Г,РосаткевТехред М,Моргентал Корректор А,Обр ктор Н.Коляд аказ 688 одписи Госуда В ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 роизводственно-изд Тираж б 27венного комитета и113035, Москва, Жзобретениям и открытиям пр Раушская наб., д. 4/5