Устройство для кодирования видеосигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (1 И 6 К 9/ АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ СССР ГОСУДПО ИЗОБПРИ ГН ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ни У 1ов идетельство СССР 6 К 9/36, 1 982тельство СССР К 9/00, 1983. ДЛЯ КОДИРОВАНИЯтва эарования контроля опесигнала,На фиг. 1устройства;ра; на фиг,вания управлсхема формирна фнг. 5ступенчатыхсхема второг аций ко облок-схе - схема блока фо алов; наимпульса с показанна фиг.3 - схемяющих сиг мафильт- рмирофиг.4троба; ований ователясхема блсигналово блока с а форми на фиг. уммиров ан ия; н(57) Изобретение отике и вычислительжет быть использов Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники может быть использовано в с технического зрения автоматизирован ного видеоконтроля пор изоляционных слоев микросборок и является у шенствованием устройства по а св. 9 1238117.Целью изобретения является повышение точности устройс счет нического зрения, например контроля изоляционных слоев микросборок. Целью изобретения является повьппе е точности устройства. Устройство по авт.св.У 1 23811 7 дополнительно содер жит фильтр, счетчик, формирователь уп равляющих сигналов, формирователь импульсов строба, блок суммирования элементы задержки, аналого-цифровой преобразователь и делитель-формирователь. Введение данных элементов позволяет получить дополнительные параметры дефектов контролируемых объектов и тем самым повысить точность контроля. 7 ил. фиг. 7 - диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит телевизионный датчик 1 видеосигнала, пороговый элемент 2, при этом датчик видеосигнала оптически связан с объектом 3, генератор 4 развертки, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6 строк, первый 7 и второй 8 элементы НЕ, первый 9 и второй 1 О элементы И, первый 11, второй 12, третий 13 счетчи - ки тактовых импульсов, первый 14, второй 1 5, третий 16 блоки ключей, первый блок 17 суммирования, фильтр 18, блок 1 9 формирования управляю щих сигналов, формирователь 20 импульса строба, блок 21 формирования ступенчатых сигналов, делитель-Формирователь 22, второй блок 23 сумми, рования, первый 24, второй 25 и тре 1474701тий 26 элементы задержки, аналогоцифровой преобразователь.27, Выходытретьего счетчика 13, аналого-цифрового преобразователя 27, счетчика 6строк, блока 1 5 ключей, блока 1 6 ключей, формирователя 20 импульса стробаявляются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым информационными и стробирующим выходами,10Телевизионный датчик 1 связан свходом порогового элемента 2, выходкоторого соединен с входами элементов НЕ 7 и 8, первым входом элементаИ 10; вторыми входами блоков 14 и 16 15ключей и вторым входом фильтра 18,выход генератора 5 тактов соецинен свторыми входами элементов И 9 и 1 О,входом счетчика 13 тактов и первымвходом фильтра 18. Выход элемента 20И 9 соединен с входом счетчика 11тактов, выход которого соединен спервым входом блока 14 ключей, выходпоследнего соединен с первым входомпервого блока 17 суммирования. Выход 15элемента И 1 0 соединен с входом счетчика 12 тактов, выход которого соединен с входом, блока 15 ключей выходпоследнего соединен с вторым входомпервого блока 17 суммирования, выход 30которого соединен с первым входом блока 16 кгпочей Выход фильтра 18 соединен с первым входом блока 19 формирования управляющих сигналов, спервым входом формирователя 20 импульса строба и первым входом блока21 формирования ступенчатых сигналов.Высод блока 19 формирования управляющих сигналов соединен с вторым входом блока 21 формирования ступенчатых сигналов, первым входом второгоблока 23 суммирования, входом элемента 24 задержки, вторым входом Формирователя 20 импульса строба, Выход элемента 24 задержки соединен свторым входом блока 1 9 формированияуправляющих сигналов. Выход блока 21формирования ступенчатых сигналовсоединен с входом делителя-Формирователя 22 выход которого соединенс вторым входом второго блока 23суммирования, выход последнего соединен с входом элемента 25 задержки,выход которого соединен с третьимвходом второго блока 23 суьщирования и выходом третьего элемента 26задержки, выход последнего соединен1 3входом аналого-цифрового преобразователя 27,Фильтр 18 реализован, например,на Р-триггере (фиг . 2) . На егоР-вход, являющийся вторым входомфильтра 18 поступают сигналы с выхода генератора 5. Выходом фильра18 является прямой выход Р в триггера 28.Блок 1 9 формирования управляющихсигналов (фиг. 3) содержит, например,Р-триггер 29, формирователь 30одиночного импульса, элемент ИЛИ 31 .Объединенные первые вход элемента ИЛИ31 и С-вход Р-триггера 29 образуютпервый вход блока 19 формированияуправляющих сигналов. Выход элемента ИЛИ 31 соединен с нулевыми входами формирователя 10 одиночного импуль са, в ыход кото рог о с оединен сК-входом Р-триггера 29. На единичный вход формирователя 30 одиночногоимпульса и Р-вход триггера 29 подается единичный уровень . Вторымвходом блока 1 9 формирования управляющих сигналов является второй вхос 1элемента ИЛИ 31, а выходом - прямойвыход Р-триггера 29,Формирователь 20 импульса строба(фиг . 4) состоит, например, из Р-триг.гера 32, формирователя 33 одиночного импульса, элемента НЕ 34, и элемента И 35. Первым входом формирователя 20 импульса строба являетсявход элемента НЕ 34, выход которогосоединен с первым входом элементаИ 35, выход последнего соединен спервым входом Р-триггера 32. Вторымвходом формирователя 20 импульса строба является С-вход П-триггера 32,объединенный с нулевыми входами формирователя 33 одиночного ипульса,выход которого соединен с вторымвходом элемента И 35 и одновременноявляется выходом формирователя 20импульса строба. На Р-вход триггера32 подается единичный уровень.Блок 21 Формирования ступенчатых сигналов (фиг. 5) содержитоперационные усилители 36-38, транзистор 39, коллектор которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 37, емкостью 40и транзистором 41 . Выход операционного усилителя 36 через цепь смещения, состоящую из резистора 42 истабилитронов 43 и 44, соединен сбазой транзистора 39, который образует источник тока, заряжающий,конденсатор 40 до напряжения, пропор14747 45 ционального времени заряда. Выход операционного усилителя 38 соединен с затвором транзистора 41, через кото рый п ро исходит уп равлен не ра з ря 5 дом емкости 40. Выходное напряжение с емкости 40 через повторитель на операционном усилителе 37 подается на в ыход уп равляемог о блока 21 фо рмирования ступенчатых сигналов, Пер вым входом последнего является инвертирующий вход операционного усилителя 36. Вторым входом является неинвертирующий вход операционного усилителя 38. Выходом блока формиро вания ступенчатых сигналов является выход операционного усилителя 37.Второй блок 23 суммирования (фиг.6) содержит пиковый детектор на операционном усилителе 45, выход которого 20 соединен с неинвертирующим входом усилителя 46 через диод 47, к катоду которого подключен ключ на транзистораз 48 и 49 и накопительный конденсатор 50. Управление ключом идет через базу транзистора 48, связанную через цепь .смещения с выходом операционного усилителя 51 . Выход операционного усилителя 46, включенного по схеме повторителя, подключен к З 0 неинвертирующему входу операционного усилителя 52 и через резистор 53 к инвертирующему входу операционного усилителя 45, Вторым входом блок 23 суммирования соединен с одним выводом ЗБ резистора 54, второй вьвод которого соединен с неинвертирующим входом усилителя 52, включенного в режиме суммирования. Неинвертирующий вход операционного усилителя 45 является 40 третьим входом блока 23 суммирования. Выходом блока 23 суммирования является выход операционного усилителя 52,Блок 19 формирования управляющих сигналов работает следующим образом.При появлении на первом входе блоки формирования управляющих сигналов положительного перепада на выходе Р-триггера 29 появляется единичный уровень, формирователь 30 взво дится, При появлении отрицательного перепада на первом входе блока 1 9 на выходе формирователя 30 появляется нулевой импульс, который сбрасывает выход Э-триггера в нулевой уровень . ВБФормирователь 20 импульса строба работает следующим образом .На второй вход формирователя 20 импульса строба приходит положитель 01 ьный фронт и 0-триггер 32 устанавливается в единичное значение, формирователь 33 взводится (на единячном и нулевых входах - единичный уровень), Когда на второй вход формирователя 20 импульса строба приходит отрицательный фронт, на выходе формирователя 33 формируется импульс, который сбрасывает 0-триггер 32 в нулевое состояние. Импульса нет, если В момент времени, когда .на втором входе формирователя 20 импульса строба присутствует единичный уровень, на первом входе появляется положительный перепад, который сбрасьвает Р-триггер 32 в нулевое состояние.Блок 21 формирования ступенчатых сигналов работает следующим образом.На первый вход блока 21 формирования ступенчатых сигналов подается напряжение с выхода фильтра 18, причем при появлении положительного перепада транзистор 39 открывается, а ири появлении отрицательного сигнала, закрьвается. Ток транзистора 39 заряжает емкость 40 до напряжения, пропорционального длительности импульса, подаваемого на первый вход блока 21, формирования ступенчатых сигналов. Это напряжение подается на выход через повторитель, собранный на операционном усилителе 37Накопление заряда на емкости 40 возможно, если ключ на транзисторе 41 закрыт . Уи равление ключ ом п ро исходит с помощью операционного усилителя 38, на выход которого, являющийся вторьи входом блока 21 формирования ступенчатых сигналов, приходят импульсы с выхода блока 19 формирования управляющих сигналов.Второй блок 23 суммирования работает следующим образом.На управляющий первый вход подаются импульсы с выхода блока 1 9 формирования управляющих сигналов, которые открьвают или закрывают ключ на транзисторах 48 и 49, через который происходит разряд емкости 50. Когда ключ закрыт, напряжение, подаваемое на третий вход блока суммирования, накапливается и удерживается на емкости 50 и через повтори. тель на операционном усилителе 46 подается на вход сумматора, собранного на операционном усилителе 52, и складывается с напряжением, пода 1 4747 01ющемся на второй вход блока суммирования. Когда ключ на транзисторах 48 и 49 открыт, накопление на емкости 50 не происходит, напряжение5 на выходе операционного усилителя 46 равно нулю.Устройство работает следующим образом.Телевизионный датчик 1 преобра О зует световое изображение наблюдаемого объекта 3 в- видеосигнал, который поступает на пороговый элемент 2. Прокантованный на два значения ("О" и "1 ") видеосигнал с 15 порогового элемента 2 поступает на входы элементов НЕ 7 и 8, первый вход элемента И 1 О, на второй вход первого блока 14 ключей, на второй вход третьего блока 16 ключей, навход фильтра 1 8, Дальнейшая работа устройства при определении координатФ и длительностей импульсов осуществляется в два такта, которые рассмотрены на примере видеоимпульсов 25- й строки (фиг.7 в), где Т, - ко - ордината первого импульса 1-строки, Т - координата второго импульса 1-строки, Н - размер первого видео- импульса -строки, Н - размер вто рого видеоимпульса -строки.Нулевой уровень видеосигнала, проинвертированный элементом НЕ 7, открывает элемент И 9 и импульсы сгенератора 5 тактовых импульсов, запущенного в работу синхроимпульсом"Начало кадра" генератора 4 разверт- кР, начинают подсчитываться в первом счетчике 11, при этом ключи 14и 16 закрыты. Таким образом, в пер О вом такте определяется координата первого видеоимпульса строки - Т. При появлении с порогового элемента 2 единичного уровня сигнала элемент И 9 закрывается, а ключи 14 открываются, содержимое счетчика 11 поступает в первый блок 17 суммирования, в котором осуществляется сложение содержимых счетчиков 11 и 12,Одновременно с этим единичный Уровень видеосигнала с порогового эле 1 мента 2 открывает элемент И 1 О, импульсы с генератора 5 тактовых импульсов начинают подсчитываться во втором счетчике 12. При этом ключи 15 закрыты нулевым уровнем сигнала с элемента НЕ 8. Таким образом, во втором такте определяется размер видеоимпульса строки Н . Далее следует цикл, аналогичный первому такту, Содержимое счетчика 1 2 подается через открытые единичным уровнем сигнала с элемента 8 ключи 15 в блок 17 суммирования. Наличие последнего необходимо для определения координаты следующего видеоимпульса, например второго, на -строке; Т, так как он осуществляет сложение временных интервалов строк, соответствующих нулевым и единичным уровням сигнала. Таким образом, с выхода блока 16 поступают координаты видеоимпульсов строк сканирования, с выхода блока 15 поступают размеры видеоимпульсов строк сканирования, а с выхода счетчика 6 строк, подсчитывающего количество синхроимпульсов "Начало строки" генератора развертки 4, поступает номер строки.Работа устройства при определении площадей и координат дефектов рассмотрена на примере дефекта (фиг .7 а) и показана на диаграмме (фиг.7 б),Дефект (фиг,7 а) начинается на -строке и заканчивается на строке +2 Напряжения П,в -Псоответствуют напряжениям на выходе блоков 18-26, Стрелка на диаграмме (фиг.7 б) означает, что напряжение с выходов устройства поступает на выход соответствующего элемента задержки через время задержки, где время первого 24 и второго 25 элементов задержки - 1 период строчной развертки, а время третьего элемента 26 задержки - период одного такта, Видеоимпульсы с выхода порогового элемента 2 приходят на вход фильтра 18, где они синхронизируются генератором 5 тактовых импульсов и поступают на первый вход блока 1 9 формирования управляющих сигналов.Первый импульс дефекта 1-строки с выхода фильтра 18 приходит на первые входы блока 1 9 формирования уп - равляющих сигналов, формирователя 20 импульса строба, блока 21 формирования ступенчатых сигналов. На второй вход блока 1 9 формирования управляющих сигналов приходит сигнал нулевого уровня с первого элемента 24 задержки. По переднему фронту импульса на первом входе блока 1 9 формирования управляющих сигналов,. на его выходе появляется единичный УРовень (П фиг. 7 б), который разрешает работу блока 21 формиро1474701 1 О вания ступенчатых сигналов и второго блока 23 суммирования. На выходе управляемого блока 21 формирования ступенчатых сигналов появляется на 5 пряжение (Пгфиг.76 пропорциональное длительности импульса на выходе Фильтра 18. Это напряжение подается на делитель 22, а с его выхода Р , фиг. 76) подается на 1 О первый суммирующий вход второго блока 23 суммирования. На второй суммирующий вход подается нулевое напряжение с выхода второго элемента задержки Щг, фиг, 76) . На выходе 15 второго блока 23 суммирования формируется напряжение- + О,гг,+2 гг + 221 которое подается на вход второго эле мента 25 задержки. Когда импульс дефекта 1-строки кончается, т.е. приходит задний фронт этого импульса, напряжение на выходе блока 23 суммирования становится равным нулю.25При появлении переднего фронта импульсы дефекта следующей (г.+1) -й 1строки на выходе фильтра 18 (У 8, Фиг. 76) на выходе блока 19 формирования управляющих сигналов появляется управляющий сигнал высокого уровня (Б , фиг . 76) . На выходе блока 21 формирования ступенчатых сигналов появляется напряжение, пропорциональное длительности импульса де ; Фекта (1+1) -й строки (Бгфиг. 76) которое через делитель 22 подается на первый суммирующий вход второго блока 23 суммирования, на второй суммирующий вход которого подается 4 О напряжение с выхода второго элемента 25 задержки, равное напряжениюна выходе блока 23 суммирования в-строке, т.е. 025 = 025251 н гьТаким образомна выходе второго 45 блока 23 суммирования в (д+1)-й строке формируется напряжение 23, +1 П 22 +1 П 25-1 Пгг+1 +Пг ,50 22+ . 22,Предлагаемое устройство позволяет определять длину и координаты видеокптульсов и одновременно производить оцифровку площадей пор изоляционньгх слоев, что даст возможность вести программную обработку Это напряжение пропорционально сумме длительностей импульсов дефектов в 1- и (1+1) -й строках.На второй вход блока Формирования управляющих сигналов в (д+1) -й строке подается напряжение с выхода первого элемента 24 задержки, равное напряжению на выходе блока 1 9 формирования управляющих сигналов встроке. После этого как на первоми втором входах блока 19 формирования управляющих сигналов появляетсянулевой уровень, на его выходе тожепоявляется нулевой уровень, напряжение на выходах блока 21 формирования ступенчатых сигналов и второгоблока 23 суммирования станет равнымнулю. Импульс на выходе формирователя20 кптульса строба не появляо"ся.То же самое происходит, когд: приходит импульс дефекта последней(12) -й строки, когда на выходе второго блока 23 суммирования сформируется напряжение пропорциональное сумме длительностей юпульсов дефекта, т.е. пропорциональное площади дефекта.При появлении первой нулевой строки, следующей за дефектом (в данном случае это (.+3) -я строка), очередной управляющий импульс не вырабатывается, и нап ряжение на выходе второго блока 23 суммирования П 5,5 равно нулю.Таким образом, первый вход формирователя 20 импульса строба находится в нулевом уровне, а на второй вход п риходит жп уль с с выхода и е рв ог о элемента 24 задержки, соответствующий управляющему импульсу в последней строке дефекта. В это же время напряжение, пропорциональное площади дефекта, с выхода второго элемента 25 задержки приходит на входтретьего элемента 2 б задержки, свыхода которого подается на вход ана.лого-цифрового преобразователя 27,На выходе Формирователя 20 импульсастроба появляется импульс, по которому снимается показание с выходааналого-цифрового преобразователя27, соответствующее площади дефекта, а также запоминаются значенияс выхода счетчика 13 и выхода.счетчика б строки, соответствующие координатам дефекта.только в тех местах, где дефектыимеют площадь больше определеннойвеличины, что также сокращает времяконтроля изоляционного слоя микросборок.Формула изобретения Устройство для кодирования видеосигнала по авт, св. У 1238117, о т личающееся. тем,что, с целью повьпнения его точности за счет контроля операций кодирования видеосигнала, в него введены третий счетчик, фильтр, блок формирования управляющих сигналов, блок формирова- ния ступенчатых сигналов, формирователь импульса строба, второй блок Суммирования, первый, второй и третий элементы задержки, аналого-цифровой преобразователь, делитель-фор" мирователь, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом третьего счетчика и первым входом фильтра, второй вход фильтра соединен с выходом порогового элемента, , выход фильтра соединен с первым входом блока формирования управляющих сигналов, с первым входом блока формирования ступенчатых сигналов, спервым входом формирователя импульсастроба, выход блока формирования 5 управляющих сигналов соединен с вторьм входом блока формирования ступенчатых сигналов, с вторым входом формирователя импульса строба, с первым входом второго блока суммирования, 30 с входом первого элемента задержки,выход которого соединен с вторымвходом блока формирования управляющих сигналов, выход блока формиро 1вания ступенчатых сигналов соединенс входом делителя-формирователя, выход,которого соединен с вторым входомвторого блока суммирования, выходкоторого соединен с входом второгоэлемента задержки, выход которого 20 соединен с третьим входом второгоблока суммирования и входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы третьего счетчика, формирователя импуль-са строба и аналого-цифрового преобразователя являются соответственнопервым, вторым информационньви истробирующим выходами. устройства.1474701 с 3 елрок ока с 7 гюрола С/71 РОК Шекма едактор Н. Бобк аказ 18 НИИПИ Г 49 дарственного комитета 113035, Москва,изводственн у г гг Фге 7 Составитель А. Краснов Техред А.Кравчук Корректо Тираж 667 Подп исное о изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 35, Раушская наб д. 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101