Автоматический нормализатор контраста

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в промышленных телевизионных установках, предназначенных для позиционирования деталей в процессе производства, а также в составе многокамерных диспетчерских телевизионных установок. Цель изобретения - повышение быстродействия при смене сюжета изображения. Автоматический нормализатор контраста обеспечивает сохранение коэффициента передачи видеотракта при отработке асимметричных воздействий. Сигнал поступает на блок 1 установления смещения, обеспечивающий рабочий режим первого дифференциального блока 2, который служит исполнительным органом контура аддитивного регулирования, сигнал управления контура вырабатывается регистраторами 5 и 10 уровней белого и черного, первым 6 и вторым 11 распределителями , инвертором 14 и интегросумматором 15. Мультипликативное управление осуществляется управляемым аттенюатором 3, на управляющий вход которого подается сигнал с второго дифференциального блока 8, обеспечивающего обработку выходных интегрированных токов блоков 5 и 10 регистрации уровней белого и черного . 1 ил. Ё

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s Н 04 N 5/202. COCV+APCTBEI%blA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

tw

ЪГ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618223/09 (22) 12 12.88 (46) 07.02.91. Бюл. йэ 5 (72) И.В.Мерецкова, Н.Е.Уваров и Н.Г.Хитрово (53) 621.397(088.8) (56) Патент США М 4318129, кл. Н 04 И 5/52. 1982. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ НОРМАЛИЗАТОР

КОНТРАСТА (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в промышленных телевизионных установках, предназначенных для позиционирования деталей в процессе производства, а тэкже в составе мйогвкэмврных диспетчерских телевизионных установок. Цель изобретения — повышеинв быстродействия при смене сюжета изображения. Автоматический нормализа„„Я2„„1626449 А1 тор контраста обеспечивает сохранение коэффициента передачи видеотракта при отработке асимметричных воздействий.

Сигнал поступает на блок 1 установления смещения, обеспечивающий рабочий режим первого дифференциального блока 2, который служит исполнительным органом контура аддитивного регулирования, сигнал управления контура вырабатывается регистраторами 5 и 10 уровней "белого" и

"черного". первым 6 и вторым 11 распределителями, инвертором 14 и интегросумматором 15, Мультипликативное управление осуществляется управляемым аттенюатором 3, на управляющий вход которого подается сигнал с второго дифференциального блока 8, обеспечивающего обработку выходных интегрированных токов блоков 5 и

10 регистрации уровней "белого" и "черного". ил..

1626449

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в промышленных телевизионных установках, предназначенных для позиционирования деталей в процессе производства, а также в составе многокамврных диспетчерских телевизионных установок.

Цель изобретения — повышение быстродействия при смене сюжета изображения.

Hs чвртеже представлена структурная электричэскэя схвмв автоматического нОр мализаторв контраста.

Автоматический нормализатор контраста содержит блОк 1 установления смещения, первый дифференциальный блок 2, управляемый вттвнаетор 3. усилитель-ограничитель 4, блок 5 регистрации уровня "белого", первый управляемый распределитель

6, первый интегратор Т, второй дифференциальный блок 8, первый ннввртор 9 тока, блок 10 регистрации уровня "черного, второй упрввлявмый распределитель 11, второй интегратор 12, второй инвертор 13 тока, третий инввртор 14 тока и интвгросумматор 15. раста работает следующим Обрезом.

Сигнал поступавт на блО@ 1 установления смвщвния, служащий для Обеспечения рабОчегО режима днффвренцыального бло«а 2. Далее твлевмзнонный смгнал усиливается пврвым дифференциальным блоком 2, который служит исполнительным органом контура аддитивного рвгулироввния. Сигнал аддитивного упрввлвния. подаваемый на вход дифференциального каскада 2, вырабатывается совместным действием блоков контура вддитнвногЬ регулирования, включающвго регистраторы 5 и 10, распредвлитвли 6 и 11, инмртор 14 и интегросумматор 15. так, чтобы фактические положения уровней "белого" и "черного" в видеосигнале были бы симметрично рассовмещены относительно состояния баланса дифференциального каскада 2. С выхода дйфференциального каскада 2 симметричный видеосигнал попадает на управляемый аттвнюатор 3.

С выхода управляемого аттенюатора 3 видеосигнал подается на усилитель-ограничитель 4, в котором пороги Ограничения по

"белому" и по "черному" установлены близкими к номинальным положениям соответствующих уровней "белого" и "черного", но находящимися за пределами рабочего диапазона уровней видеосигнала. Благодаря такому действию усилитель-ограничитель 4 не только компенсирует затухание сигнала в аттенюаторв 3, но и предотвращает грубые нарушения условий уровневой норма5

55 лизации в ходе отработки переходных процессов, Подключаемые к выходу усилителя-ограничителя 4 блоки 5 и 10 регистрации уровней "белого" и "черного" вырабатывают сигналы, выражающие меру приближения экстремальных значений видеосигнала к заданным номинальным положениям уровней

"белого" и "черного".

В контуре аддитивного регулирования выходной ток блока 5 без инвертирования проходит через управляемый распределитель 6 на интегросумматор 15, а выходной ток блока 10 поступает на тот же интегросумматор 15 через аналогичный управляемый распределитель 11 и через инвертор 14 тока. Благодаря двукратному инвертированию тока (в блоках 10 и 14) выходной сигнал интегросумматора 15, подаваемый на дифференциальный каскад 2, не реагирует на изменения размаха телевизионного сигнала на выходе нормализатора.

Чтобы сформировать сигнал мультипликативного управления. не реагирующий на аддитивное смещение уровней выходного видеосигнала нормализатора, в линейной системе достаточно просуммировать выходные токи блоков 5 и 10 на отдельном интегросумматоре. Такое техническое решение не спасает от потерь времени на восстановление коэффициента усиления видеотракта даже после отработки чисто аддитивных входных воздействий, потому что все реальные усилительные элементы видеотракта имеют ограниченный динамический диапазон и проявляют свою нелинейность эффектом ограничения видеосигнала. Когда входное воздействие выбивает видеосигнал за пределы динамического диапазона видеОтракта, тогда измерение размаха видеосигнала невозможно осуществить. Поэтому в нормализаторе выходные токи блоков 5 и

10, проходя. через распределители 6 и 11, раздельно интегрируются интеграторами 7 и 12, а потом меньшее иэ двух сформированных интеграторами напряжений подается на управляемый аттенюатор 3 в качестве сигнала мультипликативного управления.

Выбор меньшего иэ двух напряжений производится вторым дифференциальным каскадом 8. Когда входное воздействие, обусловленное сменой поэиционируемого образца, выбивает видеосигнал выше уровня "белого" или ниже уровня "черного", тогда резко увеличивается выходной ток одного иэ блоков 5 и 10 регистрации и, соответственноо, повышается потенциал на одном из интеграторов 7 или 12. Однако на другом интеграторе 12 или 7 потенциал сохраняет свое значение, и выбор именно его

1626449

15 в качестве сигнала мультипликативного управления предотвращает снижение коэффициента передачи видеотракта. Вместе с тем сокращаются потери времени на восстановление режима работы нормалиэатора, особенно если в каждом следующем цикле позиционирования условия освещенности и контраст образца сохраняются такими же, как в предшествовавшем цикле.

Если возмущающее воздействие по величине мало, то оно не приводит к существенному разбалансу дифференциального каскада 8.

Когда сильные возмущающие входные воздействия приводят к увеличению потенциала на одном из интеграторов 7 или 12, возникающий разбаланс дифференциального каскада 8 изменяет распределение тока так, что дальнейшее возрастание потенциала на соответствующем интеграторе 7 или 12 полностью прекращается. Ограничение степени раэбаланса способствует ускорению достижения состояния баланса после окончания дестабилизирующего входного воздействия. В состоянии раэбааанса дифференциального каскада 8 весь ток блока 5 или 10 регистрации направляется соответствующим управляемым распределителем 6 или 11 к интегросумматору 15 контура аддитивного регулирования. Тем самым процесс отработки интенсивных аддаптивных возмущающих воздействий удается форсировать во столько раэ, во сколько в стационарном состоянии ток, направляемый управляемыми распределителями 6 и

11 s контур аддитивного регулирования, меньше среднего исходного выходного тока блоков 5 и 10 регистрации.

Если смена сюжета иэображения привела к увеличению контраста, то ток второго блока 10 регистрации появляется раньше, чем будет завершена форсированная отработка аддитивной составляющей возмущающего воздействия, причем в этот момент второй управляемый распределитель 11 разбалансирован в сторону, противоположную направлению разбаланса первого управляемого распределителя 6, Поэтому весь ток второго блока 10 регистрации будет сразу же направлен на форсированное увеличение потенциала в том интеграторе 12, где он в данный момент меньше. А поскольку дифференциальный каскад 8 выбирает для выдачи на аттенюатор 3 меньшее из двух напряжений на интеграторах 7 и 12, поскольку коэффициент передачи управляемого вттенюатора 3 также будет понижаться форсировано. Значит, установившееся состояние будет достигнуто быстрее, чем в известных нормализаторах, где форсирова20

55 ние посредством управляемого распределения выходных сигналов измерительных блоков не производится.

Таким образом, автоматический нормализатор контраста обеспечивает ускоренное установление требуемого коэффициента передачи видеотракта при всех вариантах изменений контраста изображения. Это обстоятельство вместе с показанным выше ускорением процесса отработки аддитивной составляющей интенсивных возмущающих воздействий позволяют констатировать достижение общего ускорения восстановления рабочего режима после смены сюжета изображения.

Формула изобретения

Автоматический нормалиэатор контраста, содержащий блок регистрации уровня "белого", блок регистрации уровня "черного", илтегросумматор, выход которого подключен к первому входу первого дифференциального блока, первый интегратор, управляемый аттенюатор и второй дифференциальный блок, о т л и ч à lo шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при смене сюжета изображения, введен блок установления смещения, вход которого являетСя входом автомэтического нормализатора контраста, а выход подключен к второму входу первого дифференциального блока, усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом управляемого аттенюатора. а выход параллельно подключен к входу блока регистрации уровня "белого", к входу блока регистрации уровня

"черного" и является выходом автоматического нормализатора контраста, первыи управляемый распределитель, первый вход которого соединен с выходом блока регистрации уровня "белого", первый выход — с первым входом интегросумматора, а второй выход — с входом первого интегратора, первый инвертор тока, выход которого соединен с вторым входом пепвого управляемого распределителя, а вход — с первым выходом второго дифференциального блока, второй интегратор, выход которого соединен с первым входом второго дифференциального блока, второй управляемый распределитель, первый вход которого подключен к выходу блока регистрации уровня "черного", а первый выход — к входу второго интегратора, второй инвертор тока. выход которого соединен с вторым входом второго управляемого распределителя, а вход — с вторым выходом второго дифференциального блока и третий инвертор тока, вход которого соединен с вторым выходом второго управляе7 1626449 8

Составитель А. Цветков

Техред M.Моргентэл Корректор Л. Пэтэй

Редэктор H. Тупице

Заказ 289 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Госудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушскэя нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пэтент", г. Ужгород, ул. Гэгэринэ; 101 мого рэспределителя, э выход-с вторым вхо- дифференциального блока подключен к дом, причем выход первого первому входу управляемого эттенюэторэ, интегратора подключен к второму входу вторв второй вход которого подключен к третьему

OO