Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах наблюдения и анализа интерферограмм. Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум путем уменьшения смазэ изображения при вибрациях. Устройство для воспроизведения изображения интерферогрэмм содержит матрицу на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрицу) 1, входной 2 и выходной 3 регистры, предварительный усилитель 4, блок 5 управления , затвор или импульсный источник 6 света, видеоконтрольный блок 7, делитель 8 напряжения и повторитель 9. Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм в составе систем анализа интерферограмм обеспечивает сокращение времени контроля и повышение достоверности контроля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яи H 04 N 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЮЗМ»

ИЬ ".. iLuiЯВ ! о =,л

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4493959/09 (22) 11.10.88 (46) 07.02.91. Бюл. N. 5 (71) Опытно-конструкторское бюро специальных радиотехнических систем при Новгородском политехническом институте (72) K.H.Èââíîâ, Л.В.Мельник, О.О,Попов, А.Т.Трофимов и В.А.Ярмакович (53) 621.397(088.8) (56) Оптико-электронные методы обработки изображений. — Л.: Наука, 1982, с. 160-164. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИЭОБРАЖЕНИЯ ИНТЕРФЕРОГРАММ (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах наблюдения и анализа интерферограмм. Ы,» 1626454 А1

Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум путем уменьшения смаза изображения при вибрациях. Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм содержит матрицу на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрицу) 1, входной 2 и выходной 3 регистры, предварительный усилитель 4, блок 5 управления, затвор или импульсный источник 6 света, видеоконтрольный блок 7, делитель B напряжения и повторитель 9. Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм в составе систем анализа интерферограмм обеспечивает сокращение времени контроля и повышение достоверности контроля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1626454

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах наблюдения и анализа интерферограмм.

Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум путем уменьшения смаза изображения при вибрациях.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для воспроизведения изображения интерферограмм; на фиг,2 структурная схема блока управления; на фиг.3 — циклограмма работы устройства для воспроизведения изображения интерферограмм.

Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм содержит матрицу 1 на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрицу), входной 2 и выходной 3 регистры, предварительный усилитель 4, блок

5 управления, затвор или импульсный источник 6 света, видеоконтрольный блок 7, делитель 8 напряжения и повторитель 9, ПЗС-матрица 1 предназначена для фотоэлектрического преобразования.

Предварительный усилитель 4 предназначен для согласования выхода ПЗС-матрицы с нагрузкой.

Блок 5 управления (фиг.2) содержит формирователь 10 фазных напряжений входного и выходного регистров, делитель

11 частоты, синхрогенератор 12, формирователь 13 фазных напряжений матрицы, первый 14 и второй 15 преобразователи уровней напряжений, одновибратор 16.

Генерируемые в формирователе 10 импульсы тактовой частоты делятся делителем

11 частоты до требуемой частоты и подаются на синхрогенератор 12. Синхрогенератор

12 вырабатывает строчные гасящие импульсы (СГИ), подаваемые на формирователь 13 в на пятый выход блока управления, кадровые гасящие импульсы (КГИ), подаваемые на блоки 13 и 16 и на четвертый выход блока управления, и смесь гасящих импульсов, которая поступает на вход блоков 13 и 10.

Одновибратор 16 по переднему фронту

КГИ вырабатывает импульсы управления экспозицией необходимой длительности.

Блоки 14 и 15 обеспечивают согласование по уровням напряжений сигналов управления фазами. вырабатываемых формирователями 10 и 13. Затвор 6 предназначен для обеспечения короткой экспозиции иэображения на ПЗС-матрице 1, Затвор 6 может быть реализован как электромеханическое устройство, управляемое импульсным сигналом.

Делитель 8 напряжения и повторитель

9 предназначены для поэлементного умножения сигнала иэображения на некоторый регулируемый коэфициент К < 1. Регулиро5

55 вочный вход устройства для воспроизведения изображения интерферограмм может быть выполнен как механическим (ручка управления), так и электрическим (от управляющего сигнала, поступающего извне). 8 первом случае в схеме делителя используется подстроечный резистор, а во втором— управляемый резистор (транзистор, тиристор и т.п.j, Устройство для воспроизведения иэображения интерферограмм работает следующим образом, В интервале кадрового гасящего импульса происходит экспонирование фоточувствительной поверхности ПЗС-матрицы

1 изображением наблюдаемого сюжета, например, интерференционной картины, При этом происходит накопление фотогенерированных зарядов под фазными электродами ПЗС-матрицы 1, которая работает в стандартном режиме включения. Длительность экспозиции определяется временем, на которое открывается затвор 6 или включается импульсный- источник света под действием управляющего импульса, поступающего от устройства 5 управления.

Во время активной части кадра под действием фазных последовательностей, формируемых преобразователями уровней напряжений, производится построчный и поэлементный сдвиг накопленного зарядового рельефа в выходной регистр 3, а также построчный и поэлементный ввод информации через входной регистр 2 в ПЗСматрицу 1, т.е, заполнение матрицы информацией (зарядовым изображением), вводимой через входной регистр 2. Сигнал изображения поэлементно умножается в делителе 8 на коэффициент К < 1, а результирующий сигнал вводится через входной регистр 2 обратно в ПЗС-матрицу 1. К моменту начала очередного кадрового гасящего импульса e ÏÇÑ-матрицу переписан зарядовый рельеф, причем величина зарядового пакета каждого элемента рельефа в К раз отличается от величины зарядового пакета соответствующего элемента, имевшегося в ПЗС-матрице 1 до переписывания.

В следующем кадровом гасящем импульсе производится новая экспозиция, в результате чего обеспечивается суммирование нового и обработанного изображенийдалее процесс периодически с кадровой частотой повторяется, Как видно из циклограммы, приведенной на фиг.3, процессы последовательного ввода зарядового изображения в

ПЗС-матрицу 1 и формирования (считывания) сигнала иэображения происходят одновременно в активной части кадра. 8 интервале же кадрового гасящего импульса

1626454 осуществляются импульсная экспозиция и суммирование зарядовых пакетов для каждого элемента изображения. Таким образом, для каждого элемента изображения выполняется рекурсивная фильтрация, описываемая следующим разностным уравнением

Yn-Xn+ K Yn-1, (1) где Yn — выходная величина (интенсивность элемента выходного изображения в п-м кадре):

Xn — входная величина (интенсивность элемента входного изображения в и-м кадре);

Уп-1 — выходная величина в предыдущем кадре.

Физическим эквивалентом разностного уравнения (1) является интегрирующее (инерционное) звено, постоянная времени которого определяется коэффициентом К.

При этом 0 < К < 1. Следовательно, в результате рекурсивной фильтрации происходит усреднение случайных колебаний изображения, вызванных, например, вибрациями. Можно показать, что при некоррели-„ованных значениях межкадровых входных величин Х>, в установившемся режиме выполняется оотношение

1 — К

1+К (2) где е» = - -"-, c> = — — нормированные

Д. средние квадратические отклонения;

М», Му — математические ожидания;

О», Оу — дисперсия входной и выходной величин.

Таким образом, происходит снижение овня флуктуаций в (1+ КИ1 — К) раз. Из формулы (2) следует, что при К - 1 уровень флуктуаций выходной величины снижается до нуля, но существует верхний предел для К, который определяется динамическим диапазоном

ПЗС-матрицы и допустимым временем переходного процесса. Имеется соотношение для установившегося режима

Х

М (3) определяющее требуемый динамический диапазон для ПЗС вЂ” матрицы при заданном К.

Формулы (2) и (3) определяют пределы для установки K. Контроль за оптимальным значенивм коэффициента делителя 8 осуществляется flO видеоконтрольному блоку 7.

Теоретические и экспериментальные исследования устройства для воспроизведения изображения интерферограмм в со5

50 ставе системы обработки интерферограмм показывают, что оно обеспечивает существенное улучшение качества изображения интерферограмм благодаря уменьшению смаза изображения. вызываемого вибрациями, и повышению отношения сигнал/шум.

Это, в свою очередь. сокращает время контроля, качества оптических деталей и повышает достоверность контроля.

55 выход формирователя фазных напряжений ре- гистров через делитель частоты соединен с входом синхрогенератора, первый выход которого подключен к входу формирователя фазных напряжений регистров и первому входу формирователя фазных напряжений

ПЗС-матрицы. второй вход которой соединен с входом одновибратора и вторым выходом синхрогенератора, третий выход которого

Формула изобретения

1. Устройство для воспроизведения изображения интерферограмм, содержащее матрицу на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрицу) с входным и выходным регистрами, блок управления, предварительный усилитель, затвор или импульсный источник света и видеоконтрольный блок, при этом первый выход блока управления соединен с

ПЗС вЂ” матрицей, второй выход — с входами входного и вы»о, ного регистров, третий выход — с входом затвора или импульсного источника света, а четвертый и пятый выходы соединены с первым и вторым входами видеоконтрольного блока соответственно, причем выход выходного регистра через предварительный усилитель подключен к третьему входу видеоконтрольного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум путем уменьшения смаза изображения при вибрациях, введены последовательно соединенные делитель напряжения и повторитель, при этом вход делителя напряжения соединен с выходом предварительного усилителя, а выход повторителя соединен с входом управления входного регистра, причем вход управления делителя напряжения является регулировочным входом устройства, а выход предварительного усилителя является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щвес я тем, что блок управления содержит синхронизатор, делитель частоты, одновибратор, последовательно соединенные формирователь фазных напряжений ПЗСматрицы и первый преобразователь уровней напряжений, а также последовательно соединенные формирователь фазных напряжений регистров и второй преобразователь уровней напряжений, при этом второй

1626454 подключен к третьему входу формирователя фазных напряжений ПЗС-матрицы, причем выходы первого и второго преобразователей уровней напряжений являются соответственно первым и вторым выходами блока 5 управления. выход одновибрэтора является третьим выходом блока управления, а второй и третий выходы синхрогенераторв являются четвертым и пятым выходами блока управления соответственно, 1626454

Составитель О. Канатчикова

Редактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 289 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101