Способ коррекции искажений телевизионных сигналов и устройство для его осуществления

ОЮЭ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБ ЛИК АНИЕ И ОБРЕТ П К АВТОР У 32 тротехнический птиковблкдения левидения,айаюврЬегхсвегу оГче 17 ЕКЦИИ ОВГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(71) Московский элекинститут связи(56) Селиванов А.С. и др.механические сканеры дляЗемли, - Техника кино и т1978 ф 6 с. 17Согйоп Н.к. Еевкюа 1 оГеГГессв агою ввссе 1 дге иваСЬе осеапв. Арр 1 ед ОрйсВ 10, р. 1631.(54) СПОСОБ КОРР ИСКАЖЕНИЙ ТЕЛЕ ВИЗИОННЫХ СИГНАЛ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение может использоваться для наблюдения объектов с аэрокосмических носителей и позволяет повысить точность коррекции. Спо. соб состоит в том, что принимают оптический сигнал объекта, содержащий информарав о спектральных х"ках 1) ) объектов, разделяют его по спектруна И составляющих со спектральнымиинтервалами Ь; . Одну иэ спектраль"кых составляющих принимают за опорнуо и из нее путем разделения формируют измерительный опорный сигнал.которьп поляриэационно модулируют иразделяют по спектру на И составляющих со спектральными интервалами Ь 1,Каждую составляющую измерительногооптического сигнала преобразуют визмерительный эл. сигнал, по которому по формуле вычисляются коэф. коррекции. Эти коэф. используются длякоррекции в соответствии с формулойостальных спектральных составляющихоптического сигнала, преобразованныхв ТВ-сигналы, НскорректированныхТВ-сигналов преобразуются в видимоеизображение. Устр-во реализующееспособ, обеспечивает повьвпение точности спектроэональных измерений звсчет более точной коррекции атмосферных искажений. 2 с.п. ф-лы 2 э.пф-лы 2 илеИзобретение относится к техникетелевидения и может использоватьсядля наблюдения объектов с аэрокосмических носителей.5Цель изобретения н части способакоррекции атмосферных искажений телевизионных сигналов - повывекие точности коррекции.Цель изобретения в части спектро"зональной телевизионной системы - повышение точности спектроэонадьныхизмерений за счет более точной коррекции атмосферных искажений.На фиг,1 приведена структурная 15электрическая схема спектроэональнойтелевизионной системы; на Фиг.2 "эпюры напряжения, поясняющие работуспектроэональной .телевизионной системы.20Спектрозональная телевизионнаясистема содержит объектив 1, спектрозональные телевизионные каналы (СТВК)2, 3 и 4, блоки 5 и 6 вычитания,фильтры 7 и 8 нижних частот, блок 9 регистрации, распределитель 1 О сигналов,таймер 11, синхрогенератор 12, тактовый генератор 13, формирователь 14сигналов управления разверткой по горизонтали, аттенюаторы 15 и 16, блоки 17 и 18 деления, регистры 19, 20и 21 хранения, платформу 22 измерительных каналов с электромеханическимприводом 23, измерительные каналы24, 25 и 26, оптическую систему 27,35ограничитель 28 поля зрения, входнойкоммутатор 29, олосовой фильтр 30,проходной коммутатор 31, управляемыйинтегратор 32, аналого-цифровой пре,образователь 33, . вращающийся поляризатор 34 с электромеханическим при"водом 35, выходной коммутатор 36,три элемента 37, 38 и 39 памяти, дваблока 40 и 41 сравнения, два датчика4542 и 43 крайнего положения платформы, Формирователь 44 управляющих им" пульсов вращения поляризатора, инвертор 45 импульсов перемещения плат. формы, формирователь 46 управляющих импульсов перемещения платформы и коммутатор 47 памяти.При этом каждый из К спектрозоиальных телевизионных каналов 2, 3 или 4 содержит светофильтр 48, входную диафрагму 49, формирователь 50 телевизионного сигнала и усилитель 51 телевизионного сигнала.Каждый из 0 измерительных каналов 24, 25 и 26 содержит светофильтр 52 измерительного канала, фотоэлектрический преобразователь 53 к усилитель 54 измерительного канала,Способ коррекции искажений телевизионных сигналов осуществляется нспектроэокальной телевизионной системе следующим образом.Каждый из И СТВК 2, Э и 4 состоит из оптически связанных светофильтра 48, входной диафрагмы 49 и формирователя 50 телевизионного сигнала,выход которого подключен к входуусилителя 51. Формирователи 50 управляются сигналом, полученным с формиоонателя 14 сигналов управленияразверткой по горизонтали, Общая синхронизация всех блоков производитсясикхрогенератором 12. Источникомсигнала эталонной частоты являетсятактовый генератор 13,Отраженный от объектов наблюдениясветовой поток, содержащий информацию о спектральных характеристпк объектов, и сигнал, пропорциональный помехе обратного рассеяния, собираютсяв угле поля эренкл СТБК 2, 3 и 4 спомощью объектива 1 к в ограниченномполе зрения измерительных каналов24, 25 и 26 при фиксированном поло-жении в поле зрения СТБК 2, 3 и 4 спомощью оптической системы 27 и огра.ничителя 28 поля зрения, представляющего собой в простейшем случаебленду, обеспечивающую угол поля зре"ния, равный десяти элементам разрешения СТВК 2, 3 и 4 ка поверхностиобъектов наблюдения в надиреСигнал одного из СТВК 2, 3 и 4принимается за опорный но условию,что отношение помехи обратного рассеяния (ПОР) к сигналу от объектанаблюдения в этом спектральном интервале максималько. Яз сигнала опорного канала (в данном устройстве этоСТВК 4) формируются корректируюциесигналы для остальных СТВК 2 и 3,равные составляющим ТВ"сигналов, пропорциональных величине ПОР, путемраспределения с помощью распредели"теля 10 сигналов ТВ-сигнапа СТВК 4на ИТВ-сигналов, ослабления их ваттенюаторах 15, 16 до величийы, определяемой коэффициентами коррекцииК; с последующим вычитанием их иэсоответствующих ТВ-сигналов 0-1 СТВК2, 3 в блоках 5 и 6 вычитания,Скорректированные ТВ-сигналы 0"1СТВК 2, 3 ограничиваются по спектруфильтрами 7 н 8 нижних частот для согласования с полосой пропускания блока 9 регистрации, который в зависимости от требований может представ 5лять собой видеомагнитофон, видеоконтрольное устройство или приемный фототелеграфный аппарат.Платформа 22 измерительных каналов 24, 25 и 26 закреплена на оси 1 оэлектромеханического привода 23 платФормы, представляющего собой, напрггмер, ааговый двигатель. Платформа 22перемещается э щели несущей конструкции, на которой закреплен элект- г 5ромеханический привод 23 платформы.Угловые размеры щели определяютсяуглом поля зрения СТВК 2, 3 и 4,На краях щели установлены датчики 42и 43 крайнего положения платформы, 20представляющие собой в простейшемслучае электромеханическне контактыреле.Ограничитель 28 поля зрения, представляющий собой бленду кпгг непрозрачный тубус, закреплен во внутреннем кольце подшипника вращения, внешнее кольцо которого закреплено на лицевой стороне платформы 22 измерительных каналов, Внутри огрангг;,;теля ЗО28 поля зрения закреплен вращающгг:1 сяполяризатор 34. На лггцеэой стороне,.платформы 22 внутри ограничителя 28поля зрения закреплена полая трубкас внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра ограничителя 28 полязрения. Внутри нее установлена оптическая система 27, собирающая световой поток в угле поля зрения ограничителя 28 поля зрения и создающаяна выходе коллимированныйсветовойпучок. За ней располагается светоФильтр 52, являющийся в данной конструкции секционнььг. За каждой сек"цией светофильтра, характеризуемойсобственным спектральным коэффициентом пропускания, располагается фотоэлектрический преобразователь 53.Усилители 54 измерительных каналов24, 25 и 26 располагаются на внутренней поверхности платформы 22,Вращающийся поляризатор 34 приводится в движение с помощью механи.ческой передачи вращающегося момента с оси электромеханического приво-да 35, представляющего собой синхронмьй двигатель переменного тока.При фиксированном положении платформы 22 измерительных каналор световой поток, огранггцеггный;тертурным углом ограничителя 28 поля зрения, модулируетсн вращающимся поляризатором 34 с поггощью злектромеханического привода 35. Электроигханггческггй при- . вод 35 управляется последовательностью импульсоэ напряжения в виде меандра необходимой амщгитуды, сдвинутых относительно друг друга на 90 градусоэ, Формируемых в формирователе 44 управляющих импульсов вращения поляризатора иэ последовательности игпульсов, поступающих на него с вы. хода синхрогенератора 12.Промодулироэанный световой поток собирается оптической системой 27 и спектрально разделяется светофильтрами 52 измерительных каналов 24, 25 или 26 и преобразуется э электрические сигналы э фотоэлектрических преобразователях 53. С выходов фотоэлектрических преобразователей 53 снгналь поступают на вхопы усилителей 54, компенсирующих разброс коэффициентов пропускавия светофильтров 5" в различных спектральных интервалах н не- . ранномервость цуэствитсльностгг фотоэлектрических преобразователей 53, а танюг;е обеспечивающих необходимое ус;гление сигналов для дальнешпей об- . работки.Вычисление коэффициентов коррекции К осущестэляетсн в течение нескольгггх периодоэ телевизионной развертки и коррекции ТВ-сигналоэ СТВК 2, 3 и 4 каждой строки при постоянных коэф-. фициентах коррекции.К;, что позволяет значительно упростить электрическую и оптико-механическую схемы устройства, Ошибки коррекции в этом случае, как показывает анализ статистики пространственной изменчивости.величины ПОР, оказываются незначительными.На фиг.2,а графически показаны несколько периодов развертки ТВ-сигнала одного из СТВК 2, 3 или 4. В момент времени йг синхрогенератор 12 формирует импульсы переключения входного и выходного коммутаторов 29 и 36 син хронно таким образом, что на выходе входного коммутатора 29 появляется сигнал, например, опорного измерительного канала 26. Сигнал иа выходе полосового фильтра 30, настроенного на частоту модуляции, представ-, лен на фиг. 2, б. Проходной комму-, татор 31 включен так, что сигнал свыхода паласового фильтра 30 поступает на вход управляемого интегратора 32.В момент времени С синхрагенера 2 5 тор 12 формирует импульсы управления сбросом управляемого интегратора 32, аналого-цифровым преобразователем 33, входным 29 и выходным.36 коммутаторами и регистром 21 хранения. Приблизительный вид этих импульсов представлеп на Фиг. 2, г. По заднему срезу этих импульсов осуществляетсяФаналого"цифровое преобразование сигнала (фиг. 2, в) с управляемого интегратора 32 в аналого-цифровом преобразователе 33. ЦиФровой код, соответствующий усредненному значению сигнала опорного .канала, запоминается в регистре 21 хранения.В моменты времени 1 и 1,. цикл повторяется,и цифровые коды значений сигналов с измерительных каналов 24, 25 записываютсн в соответствующие регистры 19, 20 хранения. Таким образом за время строки заполняютсн все регистры 19, 20 и 21 хранения информацией с соответствующих измерительных каналов 24, 25 и 26.Во время обратного хода ТВ-раз 30 вертки (момент времени) синхрс" генера"гор 12 формирует импульс управления блоками 17 и 18 деления (Фиг. 2,д). В блоках 17 и 18 деления осуществляется вычисление коэффициента коррекции К путем деления значений, записанных в регистры 19 и 20 хранения, на значения, содержащееся в регистре 21 0"го измерительного канала 26. Вычисленные значения 4 коэффициентов К; запоминаются в блоках 17 и 18 деления до следующей операции деления.Цифровой код на выходе блоков 17 и 18 деления определяет необходимое ослабление ТВ"сигнала Ю-го СТВК 2 для Формирования сигналов коррекции в аттенюаторах 15 и 16. Коррекция ТВ-сигналов осуществляется в блоках 5 и 6 вычитания по Формуле50а. а- К а,где 3- 1 р 2 р зр",8-1;а и а - телевизионный сигнал до и1 3после коррекции.И определенные, наперед заданные 55 моменты времени, определяемые иэ предстоящИх условий наблюдения, таймер 11 формирует сигнал прерывания работы синхрсгенератора 12 моментвремени 1), который формирует управляющие импульсы для входного коммутатора 29, к входу которого подключен апорньп нэмерительньп канал 26а вьгхсд входного коммутатора 29 пад"ключен к входам первого элемента 37памяти, первого блока 40 сравненияи коммутатора 47 памяти через последовательно соединенные паласовойфильтр 30 и проходной коммутатор 31.Сигналы управления через инвертср45 импульсов перемещения платформыпоступают на электромеханический привод 23 платформы 22.Платформа 22 измерительных каналов перемещается дс крайнего положения, которое Фиксируется одним издатчиков 42 или 43 крайнего положения ( ), которые вырабатывают сигналы, поступающие на соответствующие входы синхрсгенератсра 12, кнвертсра 45 импульсов перемещенияплатформы и коммутатора 47 памятифиг 2 ж)В соответствии с импульсом датчика 42 крайнего положения иивертср 45импульсся премещення платформы изменяет полярность управляющих импульсов перемещения платформы 22 на противоположную. Платформа 22 приходитв движение и начинается первое сканирование поля зрения СТБК 2, 3 и 4полем зрения измерительных каналов24, 25 и 26. Сигнал на выходе полосового фильтра 30 представлен наФнг, 2 е.В тст же момент времени 1 коммутатар 47 памяти подключает выход проходного коммутатора 31 к информационному входу второго элемента памяти,а синхрогенератар Формирует импульсысинхронизации элементов 37, 38 и 39памяти,С момента начала синхранизирующихимпульсов т первый элемент 37 памяти осуществляет задержку изменяю"щегося в процессе сканирования сигнала опорнога измерительного канала 26фиг. 2,з) на один такт на первомвходе первого блока 40 сравнения,представляющего собой компаратор.В первом блоке 40 сравнения текущее значение сигнала спорного измерительного канала 26 сравнивается сзадержанным на один такт. Иомент превошения задержанного сигнала над текуции определяет максимальное значе 1429917ние сигнала при сканировании. В этот момент первый блок 40 сравнения вырабатывает импульс управления второго .элемента 38 памяти, работавшего доэтого момента аналогично первому элементу 37 памяти (фиг. 2, н), по которому прекращается перезаписывание информации и сохраняется максимальноезначение на первом входе второго Облока 41 сравнения./Платформа 22 измерительных каналов продолжает перемещаться до противоположного крайнего положения,фиксируемого одним иэ датчиков 43крайнего положения (г. ). По сигналу, вырабатываемому датчиком 43 крайнего положения инвертируются управляющие импульсы перемещения платформы в инверторе 45 импульсов перемещения платформы и начинается второе сканирование в противоположном направлении. При этом коммутатор 47 памяти переключает выход полосового фильтра 30 на информационный вход третьего элемента 39 памяти.Сигнал на выходе третьего элемента 39 памяти показан на фнг. 2, к. Как и при первом сканировании, момент совладения задержанного счгнала и .екущего (Г. ) определяет положение30Ополя зрения измерительных каналов 24, 25 и 26 при максимальном сигнале опорного измерительного какала 26. Совладение максимальных значений сигналов при первом и втором скани ровании фиксируется во втором блоке 41 сравнения, выполненном аналогично первому. По сигналу, вырабатываемому вторым блоком 41 сравнения и поступающему на вход синхрогенерато ра 12 (фиг. 2,л), прекращается формирование импуль.ов перемещения платформы в формирователе 46 управляющих импульсов перемещения платформы и подача синхроимпульсов на элементы 37, 38 и 39 памяти. Проходной коммутатор 31 подключает выход полосового фильтра 30 к входу управляемого интегратора 32. Вычисление коэффициентов коррекции начинается в начале 50 очередной строки ТВ-сигнала и продолжается до последукщего цикла перемещения платформы 22 измерительныхканаловЪФормула изобретения55 1Способ коррекции искажений телевизионных сигналов, включающий приек оптического сигнала объекта, разделение его по .спектру на И составляющих со спектральными интерваламиЛ, где" 1 23И преобразование Каждой 1-й составляющей вх-йтелевизионный сигнал а;, коррекцию Хтелевизионных сигналов поформулеа. - а-К ангде 3 1, 2, 3 И;К - коэффициент коррекции,И преобразование скорректированныхтелевизионных сигналов в видимоеиэображение,о т л и ч а ю щ и й с ятек, что, с целью ловьппения точности коррекции, после приема оптического сигнала объекта формируютпутем раэделения иэ него измерительный оптический сигнал, поляризациокно кодулируют,разделяют ло спектру на Н составляющих со спектральными интерваллки 4 ; и преобразуюткаждую составляющую измерительногооптического сш нала в измерительныйэлектрический сигнал Б; по которымвычисляют,Икоэффициентов коррекЦци;,; К -2.3 Ц2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что угол поля зренияизмерительного оптического сигналаформируют меньше угла поля зренияоптического сигнала объекта,3. Способ ло и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что производят сканирование полем зрения измерительногооптического сигнала в поле зренияоптического сигнала объекта, определяют максимальное значение электрического измерительного сигналамаси фиксируют лоле зрения измерительного оптического сигнала вположении, соответствующем достижению максимального значения Бнмакс4. Устройство для осуществленияспособа по п. 1, содержащее В спектрозональных телевизионных каналов,каждый из которых включает оптическисвязанные светофильтр, входную диафрагму и формирователь гелевизионного сигнала, выход которого подключенк входу усилителя телевизионного сигнала, выход которого является выхо-дом спектрозонального телевизионногоканала, объектив, оптически связан-ный со светофильтрами всех спектрозональных телевизионных каналов, Я9фильтров нижних частот, входы которых соединены через соответствующиеблоки вычитания с выходами соответствукзцих спектроэональных телевизион 5 ных каналов, распределитель сигналов, вход которого соединен с выходом И-го спектрозонального телевизионного канала, а выходы - с входами соответственно И"1 аттенюаторов, выходы которых соединены с вторыми вхо,. дами соответствующих блоков вычитания, тактовый генератор, формирователь сигналов управления разверткой по горизонтали, выход которого сое, :динен.с управляющими входами каждогоформирователя телевизионного сигнала, 1 и блок регистрации, входы которогосоединены с выходами соответствующих фильтров нижних частот, о т л и- що 1 ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности спектрозональныхизмерений за счет более точной кор. рекции атмосферных искажений, в него ., введены вращающийся поляризатор с 1 электромеханическим приводом, огра- :. ничитель поля зрения, оптическая сис, тема, И идентично выполненных измерительных каналов, остоящих из последовательно .оптически связанных светофильтра измерительного канала. фотоэлектрического преобразователя и соединенного с ним усилителя измерительного канала, входной, проходной, выходной коммутаторы и коммутатор памяти, полосовой Фильтр, управляемый интегратор, аналого-цифровой преобразователь, Иблоков деления, И регистров хранения, платформа измерительных каналов с электромеханическим приводом, два датчика крайнего положения платформы, инвер-. тор импульсов перемещения платформы, формирователь управляющих импульсов вращения поляризатора и формирователь управляющих импульсов перемещения платформы, таймер, синхрогене" ратор, первый, второй и третий элементы памяти, первый и второй блок сравнения, причем ограничитель поля зрения оптически связан по входу 50 с объективом, а по выходу через вращающийся поляризатор с электромеха- ническим приводом и оптическую систему оптически связан с входами И измерительных каналов, выходы ко торьк соединены с соответствующими входами входного коммутатора, при этом ограничитель поля. зрения, вращающийся поляризатор с электромеханическим приводом, оптическая система и И измерительных каналов закреплены на платфОрме измерительных каналов с электромеханическимприводом, выход входного коммутатора соединен через последовательновключенные полосовой Фильтр, проходной коммутатор, управляемьй интегратор, аналого-цифровой преобразователь с входом выходного коммутатора, И выходов которого соединен свходами соответствующих регистровхранения, выходы Ирегистров хранения соединены с первыми входамисоответствующих блоков деления, вторые входы которых соединены с выходом И-го регистра хранения, а нхвыходы - с управляющими входами соответствующих аттенюаторов, второй выход проходного коммутатора соединенс инФормационным входом первого элемента памяти, с вторым входом перво"го блока сравнения и с входом коммутатора памяти, вькод первого элемента памяти соединен с первым входомпервого блока сравнения, выход которого соединен со стробирующими входами второго и третьего элементов памяти, информационные входы которыхсоединены с .соответствующими вьыодами коммутатора памяти, а выходы - ссоответствующими входами второго блока сравнения, выход которого соединен с соответсгвующим входом синхрогенератора, выход формирователя управляющих импульсов перемещения платФормы соединен через последовательновключенный иивертор импульсов перемещения платформы с входом электромеханического привода платформы,датчики крайнего положения платформы механически саединень; с платформой измерительных каналов, а асс выходы соединены с соответстаующюал управляющими входами инвертора импульсов перемещения платформы и коммутатора памяти, вход электромеханнческого приводавращающегося поляризатора соединен свыходом формирователя управляющих импульсов вращения поляризатора, выходытаймера и тактового генератора соединены с соответствующими входами синхрогенератора, соответствующие выходы которого соединены с синхрониэирующими входами формирователей сигналов управления разверткой по горизонтали, вращения поляризатора и переме-.Составитель А.Прозоровскийактор Т.Зубкова Техред Л.Сердюкова ектор И.Демчик каэ 34 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 379 ВПИИПИ Государств по делам изобр13035, Иосква, Ж"35 Подписиета СССРрйийаб., д, 4/ иного коми еиий и о Раущская