Устройство формирования сигналов изображения

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в устройствах обнаружения малоконтрастных локальных объектов на неравномерном фоне, представляющих собой участок водной поверхности со структурными аномалиями. Цель изобретения - расширение динамического диапазона сигналов локальных участков изображения водной поверхности, соответствующих локальным неоднородностям дна. Видеосигнал, соответствующий изображению водной поверхности, полученный со светочувствительной матрицы 1 приборов с зарядовой связью, обрабатывается блоком 6 усреднения таким образом, чтобы получить сигнал, соответствующий расфокусированному изображению поверхности по горизонтали и вертикали. Расфокусировка по горизонтали достигается подачей импульса с генератора 13 прямоугольных импульсов через элемент ИЛИ 14 на затворы регистра 9 сдвига блока 6 усреднения. В блоке 10 вычитания видеосигнал расфокусированного изображения вычитается из исходного видеосигнала, а затем обрабатывается в квадраторе 15 и блоке 16 усреднения, инвертируется в инверторе 22 и преобразуется в двухградационный сигнал в компараторе 24. В сумматоре 25 сигналы с блока 10 вычитания и с компаратора 24 суммируются с соответствующими весами и поступают на видеоконтрольный блок 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 N 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 8

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4656633/09 (22) 09.09.89 (46) 30.06.91. Бюл. М 24 (72) С.И. Мирошниченко, С.К. Блинов, И.С. Аветисян и Н.К. Краснов (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1332561, кл. Н 04 и 5/335, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в устройствах обнаружения малоконтрастных локальных объектов на неравномерном фоне, представляющих собой участок водной поверхности со структурными аномалиями. Цель изобретения — расширение динамического диапазона сигналов локальных участков изображения водной поверхности, соответствующих локальным неоднородностям дна. Видеосигнал, соответствующий изоЯ2 1660205 А1 бражению водной поверхности, полученный со светочувствительной матрицы 1 приборов с зарядовой связью, обрабатывается блоком 6 усреднения таким образом, чтобы получить сигнал, соответствующий расфокусированному изображению поверхности по горизонтали и вертикали. Расфокусировка по горизонтали достигается подачей импульса с генератора 13 прямоугольных им пульсов через элемент ИЛИ 14 на затворы регистра 9 сдвига блока 6 усреднения. В блоке 10 вычитания видеосигнал расфокусированного изображения вычитается из исходного видеосигнала, а затем обрабатывается в квадрэторе 15 и блоке 16 усреднения, инвертируется в инверторе 22 и преобразуется в двухградационный сигнал в компараторе 24, В сумматоре 25 сигналы с блока 10 вычитания и с компаратара . 24 суммируются с соответствующими весами и поступают на видеоконтрольный блок .

11, 1 ил.

1660205

30

Изобретение относится к телевидению и,может быть использовано в устройствах обнаружения малоконтрастных локальных объектов на неравномерном фоне, представляющих собой участки водной поверхности со структурными аномалиями, Цель изобретения -- расширение динамического диапазона сигналов локальных участков изображения водной поверхности, соответствующих локальным неоднородностям дна.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит светочувствительную матрицу 1 приборов с зарядовой связью (ПЗС), состоящую из секции 2 накопления, секции 3 памяти и выходного регистра 4, синхрогенератор 5, первый блок 6 усреднения, содер>кащий затворы 7, объединенные в две фазы, стоп-каналы 8 и пер-. вый регистр 9 сдвига, блок 10 вычитания, видеоконтрольный блок 11, источник 12 постоянного напряжения, первый генератор

13 прямоугольных импульсов, первый элемент ИЛИ 14, квадратор 15, второй блок 16 усреднения, содер>каший затворы 17, объединенные в две фазы, стоп-каналы 18 и второй регистр 19 сдвига, второй элемент ИЛИ

20, второй генератор 21 прямоугольных импульсов, инвертор 22, формирователь 23 импульсов, компаратор 24, сумматор 25, цифровой интегратор 26, регистр 27 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

28 и селектор 29 кадровых импульсов, Устройство работает следующим образом.

Под- действием напряжения с выхода источника 12 постоянного напряжения под затворами 7 первой фазы блока фазы блока

6 усреднения создаются потенциальные ямы, в которых может сохраняться. заряд в течение полукадра телевизионного изображения. Во время очередной строки телевизионного изображения видеосигнал с выхода выходного регистра 4 светочувствительной матрицы 1 ПЗС поступает на вход регистра 9 сдвига и записывается в нем в виде зарядовых пакетов в потенциальных ямах под затворами.

Во время строчного гасящего импульса первоначально с первого выхода генератора 13 прямоугольный импульс поступает на затворы 7 второй фазы блока 6 усреднения.

Образовавшиеся при этом потенциальные ямы под затворами 7 второй фазы служат каналами для направленного обмена зарядами между потенциальными ямами под затворами регистра 9 сдвига и потенциальными ямами под затворами 7 первой фазы блока 6 усреднения. При этом каждому каналу задержки регистра 9 сдвига соответствуют свои потенциальные ямы под затворами 7, которые отделены от потенциальных ям других каскадов задержки стопканалами 8. В результате k-й каскад регистра 9 сдвига обменивается только с одноименными (k-и) потенциальными ямами под затворами 7, Так происходит локальное усреднение сигналов по вертикали. При уменьшении времени обмена, определяемого длительностью импульса с выхода генератора 13, количество потенциальных ям под затворами 7, успевающих принять участие в обмене зарядами, уменьшается. Локальное усреднение производится по меньшему числу строк.

Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигается подачей импульса с выхода генератора 13 через элемент ИЛИ 14 на затворы регистра

9 сдвига. В результате под всеми затворами регистра 9 сдвига образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль регистра 9 сдвига, а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала. Степень усреднения по горизонтали регулируется путем изменения длительности импульса на выходе генератора 13 от нулевой (при длительности импульса менее 0,01 мкс) до практически полного усреднения (при длительности импульса в нескольк мкс). Импульсы генератора 13 сихронизируются синхрогенератором 5, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса. С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного иэображения выводится из регистра 9 сдвига и на его место записывается приходящий видеосигнал. В блоке 10 вычитания видеосигнал локально усредненного изображения вычитается из исходного видеосигнала. В результате достигается подавление низкочастотной составляющей сигнала изображения, что приводит к повышению контраста малоразмерных объектов. Подчеркивание площадных объектов, характеризующихся малой дисперсией яркости, соответствующих "выглаженным" участкам морской поверхности (аномалиям), производится следующим образом. С выхода блока 10 вычитания видеосигнал с подавленной низкочастотной составляющей поступает на квадратор 15, а с его выхода полученный видиосигнал поступает на вход регистра.19 сдвига и записывается в нем в виде зарядовых пакетов.

Блок 16 усреднения работает аналогично блоку 6 усреднения. Под действием напря16 60205

10 потенциальными ямами под затворами ре- 15 гистра 19 сдвига и потенциальными ямами под затворами 17 первой фазы блока 16

35

40 изменения длительности импульса на выходе генератора 21 прямоугольных импульсов. Импульсы генератора 21 прямоугольных импульсов синхронизиру- 50

55 жения с выхода источника 12 постоянного напряжения под затворами 17 первой фазы блока 16 усреднения создаются потенциальные ямы, в которых может сохраняться заряд в течение полукэдра телевизионного изображения. Во время строчного гасящего импульса первоначально с первого выхода генератора 21 прямоугольных импульсов поступает на затворы 17 второй фазы блока

16 усреднения. Образовавшиеся при этом потенциальные ямы под затворами 17 второй фазы служат каналами для ненаправленного обмена зарядами между усреднения, При этом каждому каналу задержки регистра 19 сдвига соответствуют свои потенциальные ямы под затворами 17, которые отделены от потенциальных ям других каскадов задержки стоп-каналами

18. В результате Ic-й каскад регистра 19 сдвига обменивается только с одноименными (k-и) потенциальными ямами под затворами 17, Так происходит локальное, усреднение зарядов по вертикали. При уменьшении времени обмена, определяемого длительностью импульса с выхода генератора 21 прямоугольных импульсов, количество потенциальных ям под затворами 17, успевающих принять участие в обмене зарядами, уменьшается. Локальное усреднение производится по меньшему числу строк.

Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигается подачей импульса с выхода генератора

21 прямоугольных импульсов через элемент

ИЛИ 20 на затворы регистра 19 сдвига. В результате под всеми затворами регистра

19 сдвига образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль регистра 19 сдвига, а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала. Степень усреднения по горизонтали регулируется путем ются синхрогенератором 5, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса. С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного изображения выводится из регистра 19 сдвига и на его место записывается приходящий видеосигнал. В инверторе 22 видеосигнал инвертируется и подается на компаратор

24, на другой вход которого подается сигнал

25 регистра 9. В зависимости от сигнала локально усредненного изображения пороговый уровень нэ входе компаратора 24 будет изменяться. С выхода компаратора 24 видеосигнал, представляющий собой сигнал, проквантованный на два уровня (нижний уровень соответствует участку изображения без аномалии, а верхний — участку с аномалией) поступает на цифровой интегратор 26 и сумматор 25, на другой вход которого поступает исходный видеосигнал с подавленной низкочастотной составляющей с блока 10 вычитания. В сумматоре 25 происходит весовое суммирование, причем видеосигнал с выхода компаратора 24 суммируется с большим весом, чем сигнал с выхода блока 10 вычитания, при этом с выхода сумматора

25 смешанный сигнал поступает на видеоконтрольный блок 11, на управляющий вход которого поступают импульсы синхронизации с синхрогенератора 5. При этом изображение на видеоконтрольном блоке 11 будет иметь вид исходного изображения, но с "затемненным" фоном и "освещенной" аномалией, что позволит сразу различить их, Формула изобретения

Устройство формирования сигналов изображения, содержащее светочувствительную матрицу приборов с зарядовой связью (ПЗС), состоящую из секции накопления, секции памяти и выходного регистра, первый регистр сдвига, первый блок усреднения, содержащий затворы, обьединенные в две фазы и стоп-каналы, при этом затворы первой фазы являются первой группой входов первого блока усреднения, затворы второй фазы являются второй группой входов первого блока усреднения, а первый регистр сдвига выполнен в виде ПЗС на подложке, общей с первым блоком усреднения, групповой выход первого блока усреднения подключен к групповому входу первого регистра сдвига, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, а информационный вход первого регистра сдвига соединен с выходом выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС и вторым входом блока вычитания, синхрогенератор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами секции накопления, секции памяти и выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС, четвертый выход соединен с управляющим входом видеоконтрольного блока, а пятый выходсоединен с входом первого генератора прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом

1660205

Составитель A.Öâåòêîâ

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор А,Ревин

Заказ 1857 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 синхрогеиератора, а выход соединен с управляющим входом первого регистра сдвига, первая группа входов первого блока усреднения соединена с выходом источника постоянного напряжения, вторая группа

-входов первого блока усреднения соединена с вторым выходом первого генератора прямоугольных импульсоа, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона сигналов локальных участков изображения водной поверхности, соответствующих локальным неоднородностям дна, в него введены квадратор, второй элемент ИЛИ, второй генератор прямоугольных импульсов второй регистр сдвига, второй блок усреднения, содержащий затворы, объединенные в дае фазы и стоп-каналы, при этом затворы первой фазы являются первой группой входов второго блока усреднения, затворы второй фазы являются второй группой входов второго блока усреднения, а второй регистр сдвига выполнен а виде ПЗС иа подложке, общей со вторым блоком усреднения, групповой выход второго блока усреднения подключен к групповому входу второго регистра сдвига, инвертор, компаратор, цифровой интегратор, регистр памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), селектор кадровых импул ьсов, сумматор и формирователь импульсоа, причем вход каадратора и первый вход сумматора соединены с выходом блока вычитания, а выход квадратора соединен с информационным входом BTopofo регистра сдвига, выход которого соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом первого регистра сдвига, а выход

5 компаратора соединен с вторым входом сумматора и информационным входом цифрового интегратора, выход которого соединен с информационным входом регистра памяти, выход которого соединен с инфор10 мационным входом ЦАП, выход которого соединен с вторым входом второго генератора прямоугольных импульсов, первый вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, первый выход второго

15 генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом второго элемента

ИЛИ., второй вход которого соединен с третьим выходом синхрогенератора, выход второго элемента ИЛИ соединен с управля20 ющим входом второго регистра сдвига, второй выход второго генератора прямоугольных импульсов соединен с второй группой входов второго блока усреднения, первая группа входов которого

25 соединена с выходом источника постоянного напряжения, выход сумматора соединен с сигнальным входом видеоконтрольного блока, вход селектора кадровых импульсов соединен с четвертым выходом синхрогене30 ратора, а выход селектора кадровых импульсов соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом региСтра памяти. а второй выход соединен с управляющим

35 входом цифрового интегратора.