Устройство компенсации темновых составляющих видеосигнала

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН Н 918 ОИИ 142 И ЕТЕПЬСТБУ АВТОРАДИО ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Алтайский политехнический институт им.И,И,Ползунова(56) Акцептованная заявка ФРГИф 2841727, кл. Н 04 И 5/21, 1978, (54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ТЕМНОВЫХ СОС ТАВЛЯЮЩИХ ВИДЕ ОСИ ГНАЛА(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности компенсации темновых составляющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом Фиксированного шума, и увеличение быстродействия устр-ва. Устр-во содержит фотоприемное устр-во 1 со схемами сканирования эл-тов, блоки выборки и хранения 2 и 6, усилители 3 и 4, переключатель 5, АЦП 7, блоки памяти (БП) 8 и 9, адресные счетчики 10 и 11, ЦАП 12, аттенюатор 13, блоки вычитания 14 и 15 и формирователь 1.6 управляющих сигналов, Темповое считывание производится за два цикла, после чего проводятся два цикла темновой коррекции видеосигнала, После проведения коррекции в БП 8 хранится информация о темновом сигнале кажцой ячейки, а в БП 9 хранятся уровни сигналов недокомпенсации, После этого устр-во работает в йФрежиме считывания полезного сигна-, ла. 2 ил,2 на выходе синхронизации формирователя 16 появляется импульс синхронизации ФПУ 1 (фиг. 2 г), выбирающийвторой элемент фотоприемника. Послеснятия. сигнала темнового считывания 5 с входа формирователя 16 с задержкой,определяемой формирователем 16, устанавливается в единичное состояние. триггер формирователя 16, Высокийуровень сигнала на прямом выходе этого триггера через выход формирователя 16 поступает на вход переключателя 5 и подключает выход усилителя3 к входу блока 6, после чего усиленное значение видеосигнала перво го элемента ФПУ 1 записывается в память блока 6. Время записи определяется формирователем 16 и равно временизаписи максимального значения сигналав блоке 6По истечении этого времени 30 на формирователе 16 появляется импульс управления блока 6 (фиг. 2 д),иусиленное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 подключаетсяключами блока 6 к входу АЦП 7, через 35время определяемое элементом задерж"ки формирователя 16, .формируется сиг.нал запуска АЦП 7 (фиг. 2 е), по которому вновь производится переключениеблока 2, а затем и выборка очередногоэлемента ФПУ 1, Таким образом, вовремя преобразования значения видеосигнала первого элемента ФПУ 1 вцифровой код значение видеосигналавторого элемента записывается в под ключенную к входу память блока 6, ав память блока 2 - значение видеосигнала третьего элемента фотоприемника. По истечении времени преобразования АЦП 7, определяемого его быстродействием формируется сигнал конЭца преобразования (фиг. 2 ж) на выходеАЦП 7, который определяет появлениеимпульсов (фиг. 2 и) записи в блок 8на выходе формирователя 16 и на выходе, синхронизации адресного счетчика 10 (фиг2 к), по которым осуществляется запись цифрового кода с выходаАЦП 7 в блок 8 и переключение адреса я блока 8. Одновременно с формированиИзобретение относится к радиотехнике и может быть использованоПри построении телевизионных системповышенным отношением сигнал/шумв компенсированном сигнале.Цель изобретения - повышение точ-:ности компенсации темновых составляющих сигналов, амплитуда которыхсопоставима с размахом фиксированногощума, и увеличение быстродействияустройства,На фиг, 1 представлена структурнаяэлектрическая схема устройства комПенсации темновых составляющих виде-осигнала; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройСтва.Устройство компенсации темновыхсоставляющих видеосигнала содержитфотоприемное устройства (ФПУ) 1 соСхемами сканирования элементов, первый блок 2 выборки и хранения, первыйвторой усилители 3 и 4, переключа-фель 5, второй блок 6 выборки и хранения (БВХ), аналого-цифровой преоб"разователь (АЦП) 7, первый и второйблоки 8 и 9 памяти, первый и второйадресные счетчики 10 и 11, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12,аттенюатор 13, первый и второй блоки14 и 15 вычитания и формирователь 16управляющих сигналов.Устройство компенсации темновыхсоставляющих видеосигнала работаетСледующим образом.Начало работы инициируется положительным сигналом на входе темновогосчитывания формирователя 16 управления при перекрытом входом окне ФПУ 1.По этому сигналу формируется сигналначальной установки на выходе формирователя 16, который приводит всесхемы устройства в исходное состояние. При этом в ФПУ 1 выбирается первый элемент, а в блоках 2 и 6 включаются ключи.Темновое считывание производитсяза два цикла. В первом цикле осуществляется сканирование элементов ФПУ 1и запись темнового сигнала в блок 8памяти с выхода ФПУчерез блок 2,усилитель 3, переключатель 5, блок 6и АЦП 7. При этом усилитель 3 усиливает темновой сигнал до полного диапазона входного сигнала АЦП 7Сканирование элементов ФПУ 1 и запись темнового видеосигнала производится следующим образом. После сняти сигнала с входа темнового считыванияснимается сигнал с выхода формирователя 16 и формируется сигнал на выходе формирователя 16 управления блоком 2 (фиг. 2 в), подключая тем самым записанное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 к выходу блока 2, После перекоммутации ключей в блоке1 О 15 20 30 35 40 45 50 55 3 142ем сигналов записи в блоке 8 переключается блок 6, после чего вновьзапускается АЦП 7, но уже для следующего значения видеосигнала. Дальнейшая работа устройства происходитв циклическом режиме до тех пор, покане завершится опрос всего кадра и непроизойдет выборка первого элементаФПУ 1. При этом на выходе концакадра ФПУ 1 появляется положительныйимпульсный сигнал (фиг, 2 л), поступающий на вход формирователя 16. Записью в блок 8 цифрового кода видеосигнала последнего элемента ОПУ 1завершается первый цикл темновогосчитывания, за которым сразу начинается второй цикл.Во втором цикле темнового считывания в блок 9 записывается усиленныйусилителем 4.разностный сигнал с выхода блока 14, на первый вход которого подается темновой сигнал с фотоприемника 1, а на второй - информация из блока 8 через последовательносоединенные цифроаналоговый преобразователь 12 и аттенюатор 13. Временная диаграмма работы формирователя16 во втором цикле темнового считывания почти аналогична диаграммепервого цикла, с той разницей, чтовыход формирователя 16 (фиг. 2 з) имеет низкий уровень сигнала и соединяетвыход переключателя 5 с выходом усилителя 4. Кроме того, формированиесигналов на выходе синхронизации(фиг. 2 к) адресного счетчика 10 осуществляется не сигналом конца преобразования, как это делалось в пер-вом цикле, а сигналом пуска АЦП 7,Это необходимо для того, чтобы-му значению видеосигнала, поступающего с ФПУ 1, соответствовало д-езначение сигнала с блока 8 нри формировании сигнала недокомпенсации, Еще , одним отличием второго цикла от первого является то, что вместо сигналовзаписи блока 8 вырабатываются сигналы записи блока 9 на выходе формирователя 16 (фиг. 2 и) и соответствующие сигналы на выходе синхронизации(фиг, 2 о) формирователя 16, произ.водящие переключение адресов блока 9.После завершения сканирования всехэлементов по сигналу с выхода ФПУ 1устройство прекращает работу и готовок считыванию полезного видеосигнала,Перед началом считывания необходимооткрыть входное окно ФПУ 1 и подать 75994 на вход формирователя 16 короткий положительный импульс, по которому1производится начальная установка устройства в исходное состояние. Диаграмма работы устройства в режиме счи.тывания полезного сигнала соответствует диаграмме второго цикла темновосо считывания, с той разницей, чтоотсутствуют сигналы записи в блок 9на выходе формирователя 16, вместоних формируются сигналы синхронизациивыходной информации (фиг. 2 н) на вы-.ходе формирователя 16. В режиме считывания полезного видеосигнала происходит последовательное вычитаниеиз полного видеосигнала темновогосигнала блоком 14 вычитания и вычитанке сигнала недокомпенсации иэ первого разностного сигнала блоком 15 вычитания.Разрядность блока 8, а следовательно, и РазРЯдность ЦАП 12 должнысоответствовать разрядности АЦП так как это обеспечивает максимальнуюточность воспроизведения темновогосигнала при вычитании его иэ входного видеосигнала, Иаксимальнаявеличина погрешности компенсации после первого вычитания при малошумящих схемах аналоговой обработкисоставляет один младший разряд цифро"вого кода, но в связи с тем, что полезный оптический сигнал соизмеримс темновым сигналом, разностный сигнал после блока 14 необходимо усилить до величины полного входного сигнала АЦП 7, Если коэффициент усиления усилителя 4 равен К, то число разрядов блока 9 нецелесообразно делать более, чем 1 оя К, потому что дальнейшее увеличение числа разрядов не приведет к улучшению компенсации видеосигнала,Устройство в режиме считывания полезного сигнала работает следующим образом.Работа устройства в режиме считывания полезного сигнала осуществляется после проведения двух циклов темновой коррекции видеосигнала.После проведения коррекции в блоке 8 хранится информация о темновом сигнале каждой ячейки в блоке 9 - уровни сигналов недокомпенсации.Перед началом считывания необходимо открыть входное окно ФПУ 1 и подать на вход формирователя 16 короткий положительный импульс, по которому производится начальная установка5 14275устройства в исходное состояние, Приисходном состоянии нр ФПУ 1 выбран,состоянии (на инверсном выходе -5высокий уровень сигнала, а на пря"мом - низкий), ацресные счетчики 1 Ои 11 обнулены, при этом в блоках 8и 9 выбраны нулевые ячейки с соот,:элементе ФПУ 1.После снятия сигнала с входа Формирователя 16 Формируется сигнал на, блоком 2, по которому информацияс нулевого элемента ФПУ 1 запоминается в блоке 2, после чего черезвремя задержки, определяемое элементом формирователя 16, формируется: синхроимпульс для выборки очередного. элемента ФПУ 1 (Фиг. 2 г), Посколькупосле начальной установки на входе: блока 8 находится код темнового сиг нала нулевого элемента, то его аналоговое значение будет находиться навходе блока 14, на другой вход которого поступает информационный сигналнулевого элемента ФПУ 1. Разностныйсигнал с блока 14 усиливается усилителем 4 и через переключатель 5подается на вход блока 6, которыйчерез время с(фиг, 2 д) фиксируетсяв блоке 6, Этим же сигналом, задержанным на время с (фиг, 2 е), производится запуск АЦП 7, переключениеблока 2 (запись информации с первогоэлемента ФПУ 1) и выборка второгоэлемента матрицы. Одновременно с запуском АЦП 7 на формирователе 16формируется сигнал синхронизацииадресного счетчика 10, Переключениеадресного счетчика 10, а следовательно, выборка второй ячейки памятиобеспечивает подачу информации о темновом аигнале соответствующего элемента матрицы на вход блока 14 кмоменту поступления информации ссоответствующего элемента матрицы навход блока 4,Таким образом, к моменту первогозапуска АЦП 7 информация первого элемента будет находиться на входеАЦП 7, второго элемента - на входеблока 6, а третьего - на входеблока 2 (принцип "пожарной цепочки")По завершении работы АЦП 7 на еговыходе появляется сигнал (Фиг. 2 ж)конца преобразования. После поступления первого сигнала конца преобразования АЦП 7 на входе блока 15 находится цифровой код преобразованного сигнала, на другом входе блока 15 - код сигнала недокомпенсации, а на его выходе - разностный сигнал, сопровождаемый сигналом синхронизации на выходе Формирователя 16. Причем сигнал на выходе Формирователя 16 появляется с задержкой относительно сигнала на выходе АЦП 7 (конца преобразования) на время (фиг. 2, н) для обеспечения завершения работы блока 15. Через время Г относитеотно сигнала на выходе формирователя 16 на его выходе формируется импульс синхронизации адресного, счетчика 10, кроме того, на его выходе формируется импульс синхронизации адресного счетчика 11 (Фиг. 2 о), выбирающий очередной элемент блока 9,Дальнейшая работа устройства происходит в циклическом режиме, где основным тактирующим элементом является АЦП 7, Завершение работы осуществляется после завершения опроса всех элементов матрицы, При повторной выборке первого элемента ФПУ 1 на выходе ФПУ 1 появляется сигнал конца кадра (фиг, 2 л), который через Формирователь 16 дает разрешение на установку по сигналу "Пуск" АЦП 7 (последнего элемента).На этом работа устройства в режимесчитывания полезного сигнала завершается,Формула и з о б р е т енияУстройство компенсации темновых составляющих видеосигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные первый адресный счетчик первый блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, аттенюатор и первый блок вычитания, к второму входу которого подключен вход первого усилителя, выход кото-. рого соединен с первым входом переключателя, к другому входу которого подключен выход первого блока вычитания через второй усилитель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности компенсации 1темновых составляющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума , и уве 7 1 г 75 личения быстродействия устройства, введены последовательно соединенные фотоприемное устройство (ФПУ) и первый блок выборки и хранения, выход которого соединен с входом первого усилителя, второй блок выборки и хранения, к первому входу которого подключен выход переключаеля, а выход соединен с первым входом анало го-цифрового преобразователя (АЦП), второй блок вычитания, выход которого является выходом устройства компенсации темновых составляющих видеосигнала, второй адресный счетчик, выход,15 которого через второй блок памяти соединен с первым входом второго блока вычитания и формирователь управляющих сигналов, к первому и второму входу которого подключен соответст- ;щ венно второй выход ФПУ и первый выход АЦП, первый, второй, третий выходы формирователя управляющих сиг 1 99налов соединены соответственно с первым входом ФПУ, вторым входом первого блока выборки и хранения и управляющим входом переключателя, четвертый выход соединен с вторым входом ФПУ, третьим входом первого блока выборки и хранения, вторым входом второго блока выборки и хранения и первыми входами первого и второго адресных счетчиков с пятого по десятый выходы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно с третьим входом второго блока выборки и хранения, вторым входом АЦП, вторым входом первого счетчика, вторым вХодом первого блока памяти, вторым вхо дом второго счетчика и вторым входом второго блока памяти, к третьему входу которого подключен третий вход первого блока памяти, второй вход, второго блока вычитания и второй выход АЦП.