Устройство для формирования видеосигнала

и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я к авторскому свидетельст компенсации темнового геометрического шума Устройство для форл 1 ирования видеосигнала содержит линейку 1 фотоприел)ников, два сдвигающих регистра 2 и 3, видеоусилитель 4, блок 5 фиксации уровня, блок б выборки - хранения, задающий генератор 7, распределитель 8 импульсов делитель 9, блок 10 задержки, элел 1 ент ИЛИ 11 Распределитель 8 импульсов содержит два триггера два элемента НЕ, четыре элемента И и элемент ИЛИ Цель изобретения достигается обеспечением возможности "привязки" к темчовому уровню выходного сигнала каждого фотоприемника линейки 1 (в момент окончания импульса стирания) и тем самым выделения чистого приращения, что соответствует выделению видеосигнала независимо от уровня темпового геометрического шума Результатом является расширение динамического диапазона и повышение чувствительности линейки 1 фотоприемников 1 э. п ф-пы, б ил СОК)3 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ Р 1 СПУГ 1 ЛИКГОСУДАфСТВЕНИ 1)Е ПАЕНТНОЕВЕДОМСТВ 1) СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(71) Уфимский авиационный институт имСергоОрджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР М 1.;"кл Н 04 В 5/30 1987(57) Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано при разработкезрительных сенсоров роботов, оптоэлектронныхизмерителей геометрических размеров. формы ипараметров положения обьектов. а также устройств ввода и обработки символьной информации Целью изобретения является расширениединамического диапазона видеосигнала путем5 10 16 делителя 8 импульсов и информационным ВхОДОм ВторОГО сДВИГающеГО реГистра 3 45 элемент ИЛИ 11, первый, второй входы и выход которого подключены соотввтственИзобретение относится к технике телевидения и может быть использовано при разработке зрительных сенсоров роботов, оптоэлектронных измерителей геометрических размеров, формы и параметров положения объектов, а также устройств ввода и обработки символьной информации.Целью изобретения является расширение динамического диапазона Видеосигнала путем компенсации темнового геометрического шума.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для формирования видеосигнала; нэ фиг, 2 - функциональная схема распределителя импульсов; ма фиг. 3-5 приведены соответственно электрические принципиальные схемы блоков фиксации уровня, выборки-хранения и задержки; на фиг, 6 - временные диаграммы работы устройства. Устройство формирования видеосигнала содержит линейку фотоприемников 1, первый сдвигающий регистр 2, каждый из разрядных выходов которого подключен к соответствующему входу стирания линеИки фотоприемников 1, второИ сдвигающиИ регистр 3, каждый иэ разрядных выходов которого соединен с соответствующим входом считывания линейки фотоприемников 1, видеоусилитель 4, вход которого подключем к выходу линейки фотоприемников 1, блок 5 фиксации уровня, информационный вход которого соединен с выходом видеоусилителя 4. блок 6 выборки-хранения, информационный вход и выход которого подключены соответственно к выходу блока 5 фиксации уровня и выходной шине устроЯ- ства, задвющиИ генератор 7, распределитель 8 импульсов, вход которого, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы совдинены СОотввтСтввннО с выходом задающего генератора 7, первыми тактовыми входами первого и второго сдвигэющих регистров 2 и 3, вторыми тактовыми входами этих регистров и управляющими входами блока 5 фиксации уровня и блока 6 выборки-хранения, делитель 9, вход которого подключен к четвертому выходу распределителя 8 импульсов, блок 10 задержки, имформационный, твктирующиИ входы и выход которого соединены соответственно с выходом делителя 9, выходом распрено к выходу блока 10 задержки, выходу делителя 9 и информационному входу первогосдвигающего регистра 2. 20 25 30 35 40 Линейка фотоприемников 1 служит для преобразования воспринимаемого одномерного распределения яркости оптической энергии в соответствующую совокупность электрических сигналов.Сдвигающие регистры 2 и 3 предназначены для последовательного выбора, стирания и непосредственного считывания информации с линеИки фотоприемников 1,Видеоусилитель 4 предназначен для усиления видеосигналов, считываемых с линейки фотоприемников 1 в соответствующей полосе частот.Распределитель 8 импульсов предназначен для формирования последовательности импульсов нэ своих выходах, управляющих работой остальных блоков устройства. Он содержит первый и второИ триггеры 12 и 13, счетные входы которых подключены соответственно к входу распределителя 8 импульсов и прямому выходу первого триггере 12, первый элемемт НЕ 14, вход которого соединен с входом распределителя 8 импульсов, первый и второй элементы И 15 и 16, первые входы которых подключены к прямому выходу первого триггера 12, а вторые входы - соответственно к прямому и инверсному выходам второго триггера 13, третиИ и четвертый элементы 17 и 18, первые входы которых соединены выходом первого элемента НЕ 14, в вторые входы - соответственно с выходами первого и второго элементов И 15 и 16, элемент ИЛИ 19, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам третьего и четвертого элементов И 17 и 18, и второй элемент НЕ 20, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 19, причем выходы третьего, первого, четвертого и второго элементов И 17, 15, 18 и 16 и выходы второго элемента НЕ 20 и элемента ИЛИ 19 подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам распределителя 8 импульсов.Блок 5 фиксации уровня предназначен для формирования приращения ЬОсв уровня сигнала линейки фотоприемников 1. Он содержит запоминающий конденсатор 21, управляемый ключ на транзисторе 22 и операционный усилитель 23, В процессе работы происходит запоминание уровня Оя" 01 емн нв конденсаторе 21 в момент окончания очередного импульса стирания с первого сдвигающего регистра 2 (на фиг. 6 индексы уровней при 0 соответствуют номерам позиций нэ фиг. 1).Блок 6 Выборки-хранения предназначен ; чя выборки и хранения сигналов, сформированных блоком 5 фиксации уровня и содержит управляемый ключ, выполненный нвтранзисторе 24, запоминающий конденсатор 25 и операционный усилитель 26.Блок 10 задержки предназначен для тактируемой задержки импульсов, поступающих на его вход, и может быть выполнен, например, по схеме одновибратора - формирователя временного интервала, состоящего из двух элементов И 27 и 28, диода 29. резисторов 30-32, конденсаторов 33, 34 и триггеров 35, 36.Делитель 9 предназначен для формирования импульса на выходе с длительностью, равной суммарной длительности импульсов на входе. Он может быть реализован на основе счетчика с фазоимпульсным представлением информации.Устройство. для формирования видеосигнала работает следующим образом,Перед началом работы элементы устанавливаются в исходное состояние "0" (схема установки "0" на чертеже не показана), а иэображение анализируемого объекта проецируется на светочувствительную поверхность линейки фотоприемников 1,С включением питания задающий генератор 7 начинает вырабатывать импульсы прямоугольной формы, поступающие на вход распределителя 8 импульсов, При этом на его выходах появляется последовательность импульсов согласно временной диаграмме на фиг. б.С поступлением на вход делителя 9 М/2 импульсов (где й - число фотоприемников в линейке) на выходе делителя 9 формируется сигнал "1", поступающий через элемент ИЛИ 11 на информационный вход первого сдвигающего регистра 2. С поступлением тактового импульса на первый тактовый вход в первый разряд первого сдвигающего регистра 2 записывается "1", продвигаемая в нем последующими импульсами на втором тактовом входе. Импульс с выхода делителя 9, задержанный в блоке 10 задержки на интервал накопления Тяек. поступает одновременно на информационные входы двух регистров 3 и 2. В результате очередными тактовыми импульсами на первых тактовых входах в первые разряды сдвигающих регистров 2, 3 записывается "1". Последующие тактовые импульсы на первых и вторых тактовых входах продвигают эти "1" по сдвигающим регистрам 2 и 3.В процессе движения "1" на входах сдвигающих регистров 2 и 3 формируются импульсы, поступающие на входы стирания и считывания линейки фотоприемников 1, При этом на выходе линейки фотоприемников 1 появляются тактовые сигналы, представляющие собой смесь видеосигналов и темнового геометрического шума, Они поступают на видеоусилитель 4, который преобразует их в соответствующие нап ряжения электрического тока.5 С выхода видеоусилителя 4 усиленныйсигнал 04 поступает на вход блока 5 фиксации уровня 5. Если транзистор 22 открыт, то в результате протекания через него тока на конденсаторе 21 формируется некоторый потенциал 021 = 0 темн, При запирании транзистора 22 в момент окончания импульса стирания на конденсаторе 21 Осуществляется запоминание уровня сигнала 04 соответствующего указанному моменту времени, В результате в последующие моменты времени (когда транзистор 22 закрыт), на конден саторе 21 происходит вычитаниезапомненного уровня 021 из текущего уровня Сигнала 04:Ж 3 св = 04 021 = 04 0 темнВыделенное при закрывании транзистора 22 значение Л 0 се поступает на вход блока б выборки-хранения.С поступлением импульса происходитоткрывание транзистора 24, э результате чего на конденсаторе 25 происходит запоминание в блоке 5 фиксации уровня напряжения на время, равное периоду считывания сигналов с ячеек линейки фотоприемников 1.На последующих периодах считыванияпроизводится перезапись приращений сигналов на конденсаторе 25 с соответствующих фотоячеек линейки фотоприемников 1.Таким образом, появляется возмож ность "привязки" к темновому уровню выходного сигнала каждой фотоячейки линейки фотоприемников 1 (в момент окончания импульса стирания) и тем самым выделения его "чистого" приращения, что соответствует выделению видеосигнала независимо от уровня темнового геометрического шума. Результатом является расширение динамического диапазона и повышение чувствительности линейки фотоприемников 1,40 Кроме ТОГО, если В исходных тОкОВыхсигналах линейки фотоприемников 1 неисправные элементы имеют уровни сигнала, превосходящие максимальный информационный уровень, то после выделения сигналы с этих элементов отсутствуют (так как приращения сигналов в них равны нулю, что облегчает дополнительную обработку видеосигналов, 1635880Формула изобретения1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА, содержащее линейку фотоприемников, два сдвигающих регистра, последовательно соединенные видеоусилитель, блок фиксации уровня и блок выборки-хранения, выход которого является выходом устройства, а также последовательно соединенные задающий генератор и распределитель импульсов, при этом выход линейки фотоприемников соединен с входом видеоусилителя, М выходов первого сдвигающего регистра соединены с М-входами стирания линейки фотоприемников, а М выходов второго сдвига ющего регистра соединены с И входами считывания линейки фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона видеосигнала путем компенсации темнового геометрического шума, в него введены делитель, блок задержки и элемент ИЛИ, при этом первый и второй выходы распределителя импульсов подключены к первому тактовоглу входу первого и второго сдвигающих регистров соответственно, третий выход распределителя импульсов подключен к второму тактовому входу первого сдвигающего регистра, четвертый выход распределителя игл пульсов соединен с вторым тактовым входом второго сдвигающего регистра, тактовым входом блока задержки и входом делителя, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, а чзрез блок задержки - к информационному входу второго сдвигающего регистра и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом первого сдвигающего регистра, пятый и шестой выходы распределителя импульсов подключены соответственно к управляющим входам блока фиксации 5 уровня и блока выборки-хранения.2, Устройство по п.1, отличающеесятем, что распределитель импульсов содержит два триггера, два элемента НЕ, четыре элемента И и элемент ИЛИ, при этом вход первого триггера соеди нен с входом первого элемента НЕ иявляется входом распределителя импульсов, выход первого триггера соединен с входом второго триггера и первыми входами первого и второго элементов И, прямой выход второго 1 триггера подключен к второму входупервого элемента И, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, второй 20 вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, выход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элеглента НЕ, выход третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ, причем первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами распределителя импульсов являются соответственно выход третьего элемента И, выход первого элемента И, выход четвертого элемента И, выход второго элемента И, выход второго элемента НЕ и выход элемента ИЛИ.