Способ выделения сигнала контура изображения и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСецмалмстмческмкРеспублик 19025(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2 Х 12 ЯО (21) 3222 35/18-09с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 301082. Бюллетень М 40Дата опубликования описания 30. 10. 82 11 М. Кп.з Н 04 й 5/14 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий,Я 7 Г Я),0 ТЕХНИКО Красного Энамет сковский электдена Трудовог ехническнй ин) Заявите итут связи ПОСОБ ВЬ)ЦЕЛЕНИЯ СИГНАЛА КОНТУРА ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2ка Формирования.с выход - со входом считанного сигнал лителя исходного щий вход камеры с блока управленияНедостатком из является невоэмож заданной формы ап ти растра на мтш электроннолучевой как реальная степ обычно изменяется стра. Например, в це ры отличается от краю из-эа измене электронного луча Обеспечение зквив апертуры по всей обычно существенн ции и аппаратуру ного сигнала, вар ровкой электронно не позволяет реал чественного выдел сигнала. Недост ляющего д 0 ответствеатком устройства, осущест анный способ, является со нно низкое качество выдеИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки телевизионного сигнала.Известен способ получения раэностного сигнала с непрерывной модуляцией потенциала катода передающей трубки типа видикон напряжением исходного телевизионного сигнала с изотропной дефокусировкой электронного луча, Исходный телевизионный сигнал непрерывно записывается при этом в виде потенциального рельефа на Фотопроводящий слой мишени электроннолучевой трубки. Обраэсзанный в предыдущих циклах записи потенциальный рельеф, соответствующий расФокусированному изображению исходного телевизионного сигнала, электрически вычитается из исходного телевизионного сигнала, прикладываемого в моментах записи к элементам мише" ни. С выхода непрерывно поступает телевизионный сигнал, соответствующий разности дефокусированного и сфокусированного изображений 11,Устройство, осуществляющее данный способ, выполнено на базе передающей камеры с трубкой типа видикон и содержит телевизионную камеру,.вход которой соединен с выходом блоигнала записи, а блока формирования а и с выходом усисигнала, управляюоединен с выходом апертурой луча.вестного способа ность обеспечения ертуры по плоскосени передающей трубки (ЭЛТ), так ень расфокуснровкипо плоскости рантре форма апертуформы апертуры на ния угла паденияна мишени ЭЛТ. алентности формы поверхности растра о усложняет опера- получения разностиант с расфокусиго луча по растру изовать высококаения разностноголенного сигнала разности и сложностьреализации эффективной системы дефокусиравки луча, обусловленная необходимостью обеспечения эквивалентности степени дефокусировки луча повсей плоскости растра. 5Известен способ получения разностного сигнала, основанный на формировании двух отдельных видеосигналов, каждый иэ которых соответствует иэображению с полной четкостью и расфокусированному изобра"жению, последующем вычитании одного сигнала иэ другого 23.Такое способ реализуется комбинированным электроннооптическим устройством, содержащим две телевизионные камеры, дающие два иэображениясцены, блок обработки сигнала, раэностный усилитель. Устройство позволяет производить апертурную коррекцию, подчеркивание границ, выделение контуров и т.д.Недостатком такого способа является сложность обеспечения дефокусировки, что ухудшает качественныепоказатели разностного сигнала: пространственно-частотную характеристику и отношение сигнал/шум.Недостатком устройства, осуществляющего данный способ, является низкое качество выделения сигнала разности, что обусловлено применениемлиний задержки, которые н широкомдиапазоне частот дают сильные искажения. Это не позволяет эффективноосуществить получение разностного 35сигнала, или, например, преобразовать его спектр,Известен также способ выделениясигнала контура изображения, основанный на получении разностного сигнала путем вычитания из основного сигнала изображения сигнала дефокусировки с помощью оптических или электрических средств 3 ,Известно также устройство для выделения сигнала контура изображения,содержащее первую и нторую телевизионные камеры, блок разнерток, первыйи второй выходы которого соединеныс соответствующими входами первой ивторой телевизионных камер, Формирователь синхронизирующих импульсов,выход которого соединен со входомблока формирования управляющих сигналов, блок амплитудной коррекции исмеситель 4 .55Недостатком известного способаявляется то, что видеосигнал, соответствующий расФокусированному изображению, получается путем считывания потенциального рельефа оптичес Оки дефокусированного изображения илипутем управления апертурой считывающего луча при электронной дефокусиронке. В том и другом случаях нельзяполучить равномерную дефокусировку 65 по краям и в центре растра: в первом случае из-за специфических искажений объектива аберрации, дисторсия, кома, во втором из-эа различия радиусов кривизны отклонения луча и мишени. Все это ухудшает качество выделен-ного разностного сигнала: пространственно-частотную характеристику и отношение сигнал/шум и усложняет процесс разностного сигнала. Кроме того, рассмотренный способ не позволяет выделить раэностный сигнал н фиксированном направлении по плоскости растра с одновременным подавлением составляющих других направлений.Недостаток известного устройства заключается в сложности изготовления системы дефокусировки, связанной как с технологическими, так и с конструктивными трудностями, что усложняет процесс получения разностного сигнала.Цель изобретения - повышение точности и отношения сигнал/шум.Указанная цель достигается тем, что в известном способе выделения сигнала контура иэображения, основанном на разделении входного светового патока от объекта на первую и вторую пространственные световые составляющие, проецировании их на светочувствительНые. поверхности двух датчиков телевизионного сигнала, одновременном формировании первого видеосигнала из первой. световой составляющей, соотнетствующего расфокусироВанному изображению объекта; и второго видеосигнала из второй световой составляющей, соответствующего сфокусированному изображению объекта, вычитании первого видеосигнала.из второго, после разделения входного светового потока изменяют пространственное положение первой световой составляющей по шумоподобному закону относительно оптической оси первого датчика телевизионного сигнала, при этом проецирование первой и второй световых составляющих на соответствующую светочувствительную поверхнасть осуществляют поочередно во времени, первый видеосигнал интегрируют, а нторой видеосигнал задерживают на нремя интегрирования первого.В известное устройство для выделения сигнала контура изображения, содержащее два датчика телевизионного сигнала,. блок, управления, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а первый выход через блок разнерток подключен к первому входу первого датчика телевизионного сигнала, а также последовательно соединенные смеситель и блок амплитудно- частотной коррекции, блок относительной амплитудной коррекции, вход ко10 15 20 25 60 65 торого соединен с выходом второгодатчика телевизионного сигнала, введены оптический коммутатор, дефлектор, блок коррекции геометрическихискажений, усилитель обратной связи,последовательно соединенные модулятор, блок. относительной частотнойи временной коррекции, Фаэоинвертори коммутатор, а также интегратор,при этом первый выход оптическогокоммутатора соединен через дефлектовсо вторым входом первого датчика телевизионного сигнала, второйвыход оптического коммутатора связанс первым входом второго датчика телевизионного сигнала, к второму входу которого через усилитель обратнойсвязи подключен второй выход блокауправления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к электрическому входу дефлектора и электрическому входу оптического коммутатора, первый выход блокакоррекции геометрических искаженийсоединен с третьим входом второгодатчика телевизионного сигнала, второй выход блока коррекции геометрических искажений связан с первым входом модулятора,. вход которого подключен к выходу блока относительнойамплитудной коррекции, первый входблока коррекци геометрических искажений соединен со вторым выходом блока разверток, второй вход блока коррекции геометрических искажений соединен с пятым выходом блока управления, шестой выход которого подключен к второму входу блока относительной частотной и временной коррекции,седьмой выход блока управления соединен с первым входом интегратора,второй вход которого соединен с выходом первого датчика телевизионногосигнала и вторым вхоДом усилителяобратной связи, а выход - с первымвходом смесителя, восьмой выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, соответствующий вход которого соединен с выходом блока относительной частотной и временной коррекции.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устойства.Устройство содержит оптический, коммутатор 1, дефлектор 2, первый и второй датчики 3 и 4 телевизионного сигнала, модулятор 5, блок 6 относительной частотной и временной коррекции, фазоиивертор 7, коммутатор 8, усилитель 9 обратной связи, блок 10 коррекции геометрических искажений, блок 11 относительной амплитудной коррекции, блок 12 разверток, интегратор 13, смеситель 14, блок .15 амплитудно-частотной коррекции, синхронизатор 16 и блок 17 управления.Устройство работает следующим образом. 30 35 40 45 50 55 Изобрахение объекта поочередно во времени проецируется при помощи оптического коммутатора 1 на светочувствительные поверхности д. тчиков 3 и 4 телевизионного сигнала,причем изображение на второй датчик 4 телевизионного сигнала проецируется обычным способом и запомина-ется на период, кратный длительности поля, а на первый 3 датчик телевизионного сигнала - дефлектором 2например, качающимся зеркалом, кварцевым зеркалом и т,д.), работой которого управляет блок 17 управления. Строчные и кадровые синхроимпульсы врабатываются в формирователе 1 б синхронизирующих импульсов и подаются в блок 17 управления, который вырабатывает соответствующие управляющие сигналы для управления оптическим коммутатором 1, дефлектором 2,блоком 12 разверток, коммутатором 8,усилителем 9 обратной связи, интегратором 13, блоком 10 коррекции геометрических искаяений и блоком 6 относительной частотной и временнойкоррекции. В отдельных телевизионных камерах эффективность получения сигнала разности может быть увеличена за счет введения отрицательной обратной связи ООС ), т.е. изменением режима работы камеры при введенной:ООС можно добиться увеличения амплитуды раз" ностного сигнала. Однако введение ООС возможно не во всех типах существую" щих в настоящее время датчиков телевизионного сигнала, Поэтому в предлагаемое устройство введен усилитель 9 обратной связи, что позволяет осуществить выключение ООС и получить раэностный сигнал при выключенной ООС.Модулятор 5 обеспечивает сохранение амплитуды сигнала, считанного со второго датчика 4 телевизионного сигнала, при осуществлении коррекции геометрических искажений. Амплитуда сигнала на выходе модулятора 5 изменяется в соответствии с сигналом от блока 10 коррекции геометрических искажений. Коррекция относительных, амплитудных, частотных, временных искажений и геометрических искажений процесса проецирования от одной камеры к другой осуществляется соответственно в блоке 11 относительной амплитудной коррекции, в блоке б относительной частотной и временной коррекций и в блоке 10 коррекции геометрических искажений. Фазоинвертор 7 изменяет фазу сигнала, задержанного вторым датчиком 4 телевизионного сигнала на 180" . Для получения суммарного сигнала коммутатор 8 подключает выход модулятора 5 непосредственно на вход смеси970725 10 7теля 14, а для получения раэностно" го сигнала через фазоинвертор 7В предлагаемом устройстве возможно получение телевизионного сигнала пространственной разности путем од" новременного проецирования светового воздействия на светочувствительнью поверхности датчиков 3 и 4 телевизионного сигнала. В этом случае оптический коммутатор 1 отключается. Кроме того, возможно получение телевизионного сигнала межкадровой.разности, которую осуществляют отключением дефлектора,нал интегрируют, а второй видеосигнал задерживают на время интегрирования первого. 2. Устройство для выделения сигнала контура иэображения, содержащее два датчика телевизионного сигнала, блок управления, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а первый выход через блок разверток подключен к первому входу первого датчика телевизионного сигнала, а также последовательно соединенные смеситель и блок амплитудночастотной коррекции, блок относи Предлагаемые способ и устройствовыгодно отличаются от указанныхпрототипов, так как выделенный сигнал контура изображения, получаемыйсогласно этому способу, имеет болеевысокое качество: улучшенные прост-,ранственно-частотную характеристику и отношение сигнал/шум, крометого, оба датчика 3 и 4 телевизионного сигнала могут быть как запоминающими, так и на приборах с зарядовой связью,Устройство выделения сигнала контура иэображения менее сложно по техническому решению и позволяет 36 осуществить высококачественное выделение разностного сигнала в любом заданном по растру направлении.35Формула изобретения1, Способ выделения сигнала контура иэображения, основанный на разделении входного светового потока от объекта на первую и вторую пространственные световые составляющие, проецировании их на светочувствительные поверхности двух датчиков телевизионного сигнала, одновремен ном формировании первого видеосигнала из первой световой составляющей, соответствующего расфокусированному изображению объекта, и второго видеосигнализ второй световой составляю О ,щей, соответствующего сфокусированному изображению объекта, вычитании первого видеосигнала иэ второго, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, с целью повышения точности и отношения сигнал/шум, после разделения входного светового потока изменяют пространственное положение первой световой составляющей по шумоподобному закону относительно оптической оси первого датчика телевизионного сигнала приэтом проецирование первой н второй световых составляющих на соответствующую светочувствитель- ную поверхность осуществляют поочередно во времени, первый видеосиг тельной амплитудной коррекции, вход которого соединен,с вьйсодом второго датчика телевизионного сигнала, о т -личающееся тем, что, с целью повышения точности и отношения сигнал/шум, введены оптический коммутатор, дефлектор, блок коррекции геометрических искажений, усилитель обратной связи, последовательносоединенные модулятор, блок относительной частотнойи временной коррекции, фаэоинвертор и коммутатор, а также интегратор, при этом первыйвыход оптического коммутатора соединен через дефлектор со вторым вхохом первого датчика телевизионного сигнала, второй выход оптического коммутатора соединен с первым входом датчика телевизионного сигнала, к второму входу которого через усилитель обратной связи подключен второй выход блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к электрическому входу дефлектора и электрическому входу оптического коммутатора, первый выход блока коррекции геометрических искажений соединен с третьим входом второго датчика телевизионного сигнала, второй выход блока коррекции геометрических искажений соединен с первым входом модулятора, вход которого подключен к выходу блока относительной амплитудной коррекции, первый вход блока коррекции геометрических искажений соединен с вторым выходом блокараэверток, второй вход блока коррекции геометрических искажений соединен с пятым выходом блока управления,шестой выход которого подключен к второму входу блока относительной частотной и временной коррекции, седьмой выход блока управления соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого датчика телевизионного сигнала и вторым входом усилителя обратной связи, а выход - с первым входом смесителя, восьмой вы.- ход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, соответствующий вход. которого соединен970725 10 атчикова Составитель С, Кдная Техред С.Мигунов мар актор Н орректор С Тираж 688 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушскааказ 8429/78 одписно тета крыт 5ф д. лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная с выходом блока относительной частотной и временной коррекции.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Великобритании Р 1128855,кл. Н 4 Г, 1968,2. Патент США В 3987243,кл. 118-6.8, 1976.З.Патент Великобритании й 985518,кл,. Н 4 Г, 1965 (прототип),4.Патент Великобритании В 1087298,кл. Н 4 Г, 1967 1 прототип),