Устройство формирования сигнала изображения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 5 ц 4 Н 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСА К АВТОРСК ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ 09 юл. Яф 33в и А,А.Ма(57) Изоб дению. Це точностиражения,тение относится кизобретения - пормирования сигналтройство содержит телев ьппени зобто(21) 4259879/24,ЯО 150658 чувствительный прибор с зарядовойсвязью 1, согласующий и ицнертцрующий усилители 2 и 3, интеграторы 4и 5, дифференциальныц усилитель 6,блок 7 выборки и хранения,яблок 8управления, преобразователь 9 уровней, ключи 10-23. В данном устройстве цель достигается путем Сциженияуровня шумов и формирования текущейпроизводной огибающей сигнала изображения. Устройство по п. 2 формулыотличается выполнением блока 8 управления, состоящего из г-ра 24 опоных импульсов, счетчика 25 и дешифратора 26. 1 з,ц.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к телевидению (ТВ) и может быть использованов ТВ - системах считывания графической информации, измерения геометрических размеров наблюдаемых объектовс использованием ТВ - датчика наоснове фоточувстнительного приборас зарядовой связью (ФПЗС) .Цель изобретения - повышение точ Оности формирования сигнала изрбражения,На фиг, 1 представлена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства; на фиг. 2 - временные 15диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит (фиг, 1)ФПЗС 1, согласующий и инвертирующийусилители 2 и 3, первый и второй интеграторы 4 и 5, дифференциальный 20усилитель 6, блок 7 выборки и хранения, блок 8 управления,преобразователь 9 уровней, первый - четырнадцатый ключи 10-23, генератор 24 опор"ных импулвсов, счетчик 25 и дешифратор 26,Устройство работает следующим образом.Пространственное распределениеуровней освещенности Е(1) (фиг, 2 а) 30светочувствительной поверхностиФПЗС 1 эа время интервала накопления Т вызывает образование соответствующих зарядовых пакетов, которыепод действием последонательностей 35управляющих импульсов (фиг. 2 б, в,г, д), формируемых блоком 8 и преобразователем 9 уровней, за время интервала считывания Тс преобразуютсяв сигнал изображения, представляющий 40собой последовательность импульсов(фиг. 2 е) с частотой следования 1/Т,огибающая приращения которых Ц(с)соответствует Е(1),УпраВляющий импульс с ВТОРОГО Вы 45хода блока 8 (фиг. 2 ж) в момент времени й 1, соответствующий началу Т ,размыкает перный ключ 10, разрываяцепь обратной связи первого интегратора 4. Импульсы с третьего выходаблока 8 (фиг. 2 з) в интервалахТ, и т,д, открываютвторой ключ 11, при этом в интервалах - ф, Ь Г 919 14 ит,д. (фиг, 2 и) импульсы с четвертоговьмода блока 8 открывают третий ключ12. В Результате интегрирования уровней напряжеьп 1 й Ц 1 и 1 У Б,иот , , 1 Л 1и 1)и т.д, (фиге),поступающих соотнетстненно с ньмолов согласующего и иннертирующего усилителей 2 и 3 через нторой и третий ключи 11 и 12, на выходе первого интегратора 4 в моменты времени с,и т.д, образуЬтся напряжение11 (с ) =Ц (Е ) - Ц (С.),В С г, фгде с - время замкнутогосостоянияключей 11 и 12;К 1 - сопротивление резистороввторого входа первого интегратора 4;С - емкость конденсатора обрат 1ной связи первого интегратора;Управляющий импульс с шестого вы-, хода блока 8 (фиг. 2 м) в,момент вре-; мени с размыкает девятый ключ 18, разрывая цепь обратной связи второго интегратора 5. Импульсы с седьмого выхода блока 8 (фиг, 2 к) н интервалахС 9 С 1 11 и и т Д, открывают десятый ключ 19 и на вход второго интегратора 5 поступает сигнал Б (С,). В результате интегрирования в моменты времени С 1 е Т ,на выходе второго интегратора 5 образуется напряжениегде- время замкнутого состоянияключа 19;В - сопротивление резисторавторого Входа второго интегратора 5;С - емкость конденсатора обратной связи второго интегратора 5.Напряжения Ц (с )и 0(т;) поступают на прямой и ийнерсный входы дифференциального усилителя 6, с выхода которого разность 1)(С 1) и О (Т,) поступает на первый вход блока 7 через четырнадцатый ключ 23, замыкающийся в интервалах й т - й В,Т , и т.д, управляющими импульсами с восьмого выхода блока 8 (фиг. 2 н). Выходное напряжение блока 8, соответствующее запомненной разности Б (с.) и Б(1), является сигналом обратной связи, поступающим через четвертый ключ 13, замыкающийся(10) ния,иттп)ттьсами с пятого выхода блока 8 н интервалах С 5 ,то - 11, и т.д. (фиг, 2 л), на вход первого интегратора 4.5Процесс имеет циклический характер с периодом дескретизаттии Т, задаваемым импульсами с восьмого выхода блока 8 (фиг, 2 н).о В результате двукратного интегрирования ца каждом периоде дискретизации То входного ступенчатого сигнала Б, и У.ти напряжения обратной снязи, поступающего с выхода блока 7, на выходе нторого интегратора 5 происходит восстановление 1 сигнала иэображения как непрерывной функции времени,УПри этом выходное напряжение второго интегратора 5 на в-м периоде диск 20 ретизации описывается полиномиальным сплайном 2-го порядка У цв,е 7 = 0,5 У,"тп)- У тп+(3) где Е е О, 11 1в - номер периода дискретизации;30т 10 тп= Б,в) - Пгв - 11- О;в) - 1 ве Д Ув=аБв)- Л У в)= тт Цв)-- Б,в) дУ,"в- Щв., (4) 35 Б в 7 определяется линейным раэностцым уравнением: ц Гв 3 = К, 0, Гв 7 - отв )- (2-К,-К)" 40 ОЪп- 0 в)3 + (1-К,+К,)11,в) - в, (5) Восстановление непрерывной функции по ее дискретным отсчетам имеет место при условии 1 Данное условие выполняется, если К, = 1, К= 3/2, К = 1/2, что обеспечинается соотнетствующтттт выборомзцачецттй резисторов и конденсаторов.ютК = Т,/С; Р= 2 К,; К, = 2 К. (7) Так как н предлагаемом устройстве интегрирование значений входного сигнала и сигнала обратной связи осуществляется в течение дискретных временных интервалов, определяемых временем замкнутого состояний, второго, третьего, четвертого и десятого ключей 11, 12, 13 и 19, то в выражениях (5) и (7) где М - количество выборок входногосигнала и сигнала обратной связи за период дискретизации ТОдновременно на выходе первого интегратора 4 образуется напряжение, представляющее собой первую производную сигнала У(й) (фиг, 2 о, п),Пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 14 - 17 замыкаются одновременно с соответствующими первым, вторым, третьим и четвертым ключами 10 - 13, Одиннадцатьттт, двенадцатьпт и тринадцатый ключи 20 - 22 замыкаются одновременно с соответствующими девятым, десятым и четырнадцатым ключами 18, 19 и 23. Формиронание управляющих импульсных сигналов в блоке 8 (фиг, 2 б-д, ж-и) обеспечивается совместным функционированием генератора 24, счетчика 25 и дешифратора 26.Среднеквадратическая погрешность восстановления (Р) приближенно оценивается как где Я 8 - верхняя относительная частота спектра функции Б(С),Погрешность формирования первой производной сигнала 0(с) - дУ(й) /д определяется как Таким образом, устройство обеспечивает снижение уровня шумов и осуществляет формирование текущей производной огибающей сигнала изображе 1506585Формула изобретения 1. Устройство формирования сигнала иэображения, содержащее, последовательно соединенные блок управления, преобразователь уровней и фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ФПЗС), а также дифференциальный усилитель, первый и второй ключи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования сигнала изображения, введены согласующий и инвертирующий усилители, первый и второй интеграторы, блок выборки-хранения и третий-четырнадцатый ключи, при этом выход ФПЗС соединен с входом согласующего усилителя, выход которого соединен с входом инвертирующего усилителя, сигнальные входы первого - четвертого ключей соединены соответственно с выходами первого интегратора, согласующего и инвертирующего усилителей и блока выборки и хранения, сигнальные входы, пятого - восьмого ключей объединены и соединены с общей нулевой шиной, при этом управляющие входы первого - четвертого ключей объединены соответственно с управляющими входами пятого - восьмого ключей, которые соответственно соединены с вторым - пятым выходами блока управления, а управляющие входы девятого и десятого ключей объединены соответственно с управляющими входами одиннадцатого и двенадцатого ключей, которые соответственно соединены с шестым и седьмым выходами блока управления, восьмой выход которого сое 5 1 О динен с объединенными управляющимивходами тринадцатого и четырнадцатого ключей, сигнальные входы которыхсоединены соответственно с выходамиблока выборки-хранения и дифференциального усилителя, инверсный и прямойвходы которого соединены с выходамивторого и первого интеграторов, которые соответственно являются выходамисигнала изображения и сигнала текущей производной сигнала изображения,причем сигнальные входы девятого идесятого ключей соединены соответственно с выходами второго и первогоинтеграторов, первый - шестой входыпервого интегратора соединены соответственно с выходами, первого, третьего,четвертого, пятого, седьмого и восьмого ключей, а первый - четвертыйвходы второго интегратора соединенысоответственно с выходами девятого -двенадцатого ключей, причеь управляющие входы одиннадцатого и двенадцато го ключей объединены и соединены собщей нулевой шиной, выходы второгои шестого ключей объединены соответственно с выходами третьего и седьмого ключей, а первый и второй входы 30 блока выборки-хранения соединены соответственно с выходами четырнадца.отого и тринадцатого ключей.2. Устройство по и, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные генератор опорных импульсов,счетчик и дешифратор, причем первый -восьмой выходы дешифратора являютсясоответственно одноименными выходамиблока управления.1506585 Корректор С.Черн овецкая дактор Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель В.ЗемлянухинТехред М.Ходанич Заказ 5449/57 Тирал 626ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от113035, Москва, Ж, Раушская наб Подписноетиям при ГКНТ С 4/5