Устройство формирования сигнала изображения

 

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повышение точности формирования сигнала изображения. Устройство содержит фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ПЗС) 1, согласующий и инвертирующий усилители 2 и 3, интеграторы 4 и 5, дифференциальный усилитель 6, блок 7 выборки и хранения, блок 8 управления, преобразователь 9 уровней, ключи 10-23. В данном устройстве цель достигается путем снижения уровня шумов и формирования текущей производной огибающей сигнала изображения. Устройство по п.2 формулы отличается выполнением блока 8 управления, состоящего из г-ра 24 опорных импульсов, счетчика 25 и дешифратора 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СООЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sv 4 Н 04 И 5/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

deut) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259879/24-09 (22) 10.06.87 (46) 07.09,89. Бюл. Р 33 (72) Г,E,Ìàêñèìîâ и А.А.Маслова (53) 621.397,613 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1297259, кл. Н 04 N 5/335, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА

ИЗОБРА)КЕНИЯ (57) Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения — повьппение точности формирования сигнала изображения. Устройство содержит фото„„SU„„1506585 А 1

2 чувствительный прибор с зарядовой связью 1, согласующий и иннертирующий усилители 2 и 3, интеграторы 4 и 5, дифференциальный усилитель 6, блок 7 выборки и хранения, яблок 8 управления, преобразователь 9 уровней, ключи 10-23. В данном устройстве цель достигается путем Снижения уровня шумов и формирования текущей производной огибающей сигнала изображения. Устройство по п. 2 формулы отличается выполнением блока 8 управления, состоящего из г-ра 24 опорных импульсов, счетчика 25 и дешифратора 26. 1 з,д.ф-лы, 2 ил.

1506585

Изобретение относится к телевидению (ТВ) и может быть использовано в Т — системах считывания графической информации, измерения геометрических размеров наблюдаемых объектов с использованием Т — датчика на основе фоточувстнительного прибора с зарядовой связью (ФПЗС) .

Цель изобретения — повышение точ- f P ности формирования сигнала изрбражения, На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные 15 диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит (фиг. 1)

ФПЗС 1, согласующий и инвертирующий усилители 2 и 3, первый и второй интеграторы 4 и 5, дифференциальный 20 усилитель 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 распределение уровней освещенности F.(1) (фиг. 2а) 30 светочувствительной поверхности

ФПЗС 1 эа время интервала накопления Т„ вызывает образование соответствующих зарядовых пакетов, которые под действием последонательностей 35 управляющих импульсов (фиг. 2 б, в, г, д), формируемых блоком 8 и преобразователем 9 уровней, за время интервала считывания Т преобразуются в сигнал иэображения, представляющий 4р собой последовательность импульсов (фиг. 2е) с частотой следования 1/Т, огибающая приращения которых U(t) соответствует Е(1).

Управляющий импульс с второго Вы- 45 хода блока 8 (фиг. 2ж) в момент времени t>, соответствующий началу Т, размыкает перный ключ 10, разрывая цепь обратной связи первого интегратора 4. Импульсы с третьего выхода блока 8 (фиг, 2з) в интервалах

t С- .t, t,<- t 1 „и т,д. открывают второй ключ 11, при этом в интервалах t, — t„ t — с„ t „,— t „,H т.д. (фиг. 2и) импульсы с четвертого вьмода блока 8 открывают третий ключ

12. В результате интегрирования уровней напряжений U,„ и Б,1,, U, z u

Цт,, ..., U, „ и U „ и т.д, (фиг ° ?е), 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 и т.д. образуется напряжение и

U () = — "--(и (t) -U (t)I

3 R С г

1 где — время замкнутого ° состояния ключей 11 и 12;

R — сопротивление резисторов второго входа первого интегратора 4;

С вЂ” емкость конденсатора обрат1 ной связи первого интегратора;

e )ti е t,â, 1i, J

Управляющий импульс с шестого вы-, хода блока 8 (фиг. 2м) в,момент вре-; мени t размыкает девятый ключ 18, разрывая цепь обратной сняэи второго интегратора 5. Импульсы с седьмого выхода блока 8 (фиг, 2к) н интервалах

С З вЂ” t f/ t 1 115,и т.Д. открывают десятый ключ 19 и на вход второго интегратора 5 поступает сигнал U „(t;)i В результате интегрирования в моменты времени t e tt на выходе второго интегратора 5 образуется напряжение где . — время замкнутого состояния ключа 19;

R — сопротивление резистора второго входа второго интегратора 5;

С1 — емкость конденсатора обратной связи второго интегратора 5.

Напряжения U „(t ) и 0„(t,-) поступают на прямой и ийнерсный входы дифференциального усилителя 6, с выхода которого разность U „(t>) и

U „„(t,) поступает на первый вход блока 7 через четырнадцатый ключ 23, замыкающийся в интервалах и т.д, управляющими импульсами с восьмого выхода блока 8 (фиг. 2н). Выходное напряжение блока

8, соответствующее запомненной разности V Ä(t.) и U „(t,), является сигналом обратной связи, поступающим через четвертый ключ 13, замыкающийся

1506 с85 (8) с N, Т в

Т.

К, R,R,С,С где (9) Та(1 + Rs/R )

К

1 R3C1

T R5

К г 2RRRÑÑ

g„, = и,/6, (10) ния. импульсами с пятого выхода блока 8 н интервалах t+ — t t 1, — t „и т. д. (фиг. 2л), на вход первого интегратора 4.

Процесс имеет циклический характер с периодом дескретизации Та, задаваемым импульсами с восьмого выхода блока 8 (фиг, 2н). В результате двукратного интегрирования на каждом периоде дискретизации Та входного ступенчатого сигнала U „ H U „ и напряжения обратной связи, поступающего с выхода блока 7, на выходе нторого интегратора 5 происходит восстановление 15 сигнала иэображения как непрерывной функции времени, r

При этом выходное напряжение второго интегратора 5 íà m-м периоде диск20 ретизации описывается полиномиальным сплайном 2-ro порядка

U,„(m, E.) = 0,5 tU,"(m-2)- Uz(m-2) +

+ U, (m- 1 ) — U (m- 1 ) 3 +4 U

° (m-2) + 0,5 4 U"(m-2).Е, (3) где E. е ГО 1)

m — - номер периода дискретизации;

4U (m-21 = (U,(m-1) — Uz(m — 1)3 — %U, (т-2 ) — U „(ш-2) 1;

4 U (m-2 3 =4U(m-1) — J U (m-2)= 41Ц(т-17Ф Ф Ф вЂ” П, (и -173 — 4 3 U, Гш-27 — фш-273 ° . (4) з6

U (m ) определяется линейным раэностпым уравнением:

V (m ) = K, J U (m 7 — V (m ) $ — (2-К,-К,) 4О

"(m-1) — U (m-1)) + (1-К,+К,) (11 ш-2 ) — ц, (m-273, (5) Восстановление непрерывной функции по ее дискретным отсчетам имеет место при условии

U, Гт) — Цт) = U,(m) — Щп ), (6) 1

Данное условие выполняется, если

К, = 1, К „ = 3/2, К ., = 1/2, что обеспечивается соответствующим выбором значен пт рези< торов и конденсаторов.

UpH (;1,= С> = С R, = R = R по.пуча ют

R = Та/С; R„= 2 Н ; R,=? R. (7) Так как в предлагаемом устройстве интегрирование значений входного сиг— нала 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 N — количество выборок входного сигнала и сигнала обратной связи за период дискретизации Т

Одновременно на выходе первого интегратора 4 образуется напряжение, представляющее собой первую производную сигнала U(t) (фиг. 2 о, п).

Пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 14 — 17 замыкаются одновременно с соответствующими первым, вторым, третьим и четвертым ключами 10 — 13.

Одиннадцатьш, двенадцатый и тринадцатый ключи 20 — 22 замыкаются одновременно с соответствующими девятым, десятым и четырнадцатым ключами 18, 19 и 23. Формирование 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

J c (Яь/(2 g в )"

J где 51< — .верхняя относительная частота спектра функции V(t).

Погрешность формирования первой производной сигнала U(t) — dU(t) /dt определяется как

Таким образом, устройство обеспечивает снижение уровня шумов и осуществляет формирование текущей производной огибающей сигнала изображе1506585

Формул а изобретения

1. Устройство формирования сигнала изображения, 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 сое5

10 динен с объединенными управляющими входами тринадцатого и четырнадцатого ключей, сигнальные входы которых соединены соответственно с выходами блока выборки-хранения и дифференциального усилителя, инверсный и прямой входы которого соединены с выходами второго и первого интеграторов, которые соответственно являются выходами сигнала изображения и сигнала текущей производной сигнала изображения, причем сигнальные входы девятого и десятого ключей соединены соответственно с выходами второго и первого интеграторов, первый — шестой входы первого интегратора соединены соответственно с выходами, первого, третьего, четвертого, пятого, седьмого и восьмого ключей, а первый — четвертый входы второго интегратора соединены соответственно с выходами девятого— двенадцатого ключей, причеь управляющие входы одиннадцатого и двенадцато25 ro ключей объединены и соединены с общей нулевой шиной, выходы второго и шестого ключей объединены соответственно с выходами третьего и седьмого ключей, а первый и второй входы блока выборки-хранения соединены соответственно с выходами четырнадца.о того и тринадцатого ключей.

2. Устройство по и, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управ35 ления содержит последовательно. соединенные генератор опорных импульсов, счетчик и дешифратор, причем первый— восьмой выходы дешифратора являются

I (соответственно одноименными выходами блока управления.

1506585 б д

C д (Рю2

Составитель В.Землянухин

Техред М.Ходанич

Корректор С.Черни

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 5449/57 Тирал(626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4