Телевизионный автокоррелятор

 

Союз Саеетскиз

Сецнаюктичесиик

PocI5)5IIIIK

<и>807331 (63) Дополиительиое и аат. сеид-ву(22) Заявлено 2б.10.78 (2f) 2677939/18-24

II >2< )(„э с присоедииеиием заявки Ио—

G,0á G 7/19

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.0281, бюллетеиь ИВ 7 (53) УДХ б81.

333 (088 8) Дата опубликования описания 23. 02. 81 (72) Авторы изобретеиия

И.В. Сидорович, М.И. Агафонов и Д.П. Черепенин (71) Заявитель (54 ) ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к автоматическим приборам,.предназначенным для определения характеристик оптических изображений. Оно может. быть использовано в кибернетических устройствах .распознавания .образов, в космической и воздушной навигации, медицинской .диагностике и других отраслях науки . и техники.

Известен автоматический телевизионный коррелятор, обладающий большйми воэможностями (1) .

Однако в нем для сдвига иэображений используется электромеханический привод, ограничивающий возможности коррелятора.

Наиболее .существенными недостатками известных корреляторов .являют« ся конструктивная сложность, киэкиЕ надежность и эксплуатационные ка,чества.

Широко известны более простые одномерные корреляторы, построенные по классической схеме с переменной линией задержки, одним из которых является коррелятор, содержащий телевизионнуюкамеру, выход которой подсоединен . к перемножителю и Иеременной линии задержки, подключенной к второму .аходу перемножителя, перемножитель .соединен с интегратором, за которым 1 следует регистратор )2) .

Недостатком данного коррелятора является ограниченная возможность и низкая точность из-за наличия переменной линии задержки,.предназначенной для сдвига считываемых

1Q участков изображения. Кроме того, он не является автоматическим.

Для устранения отмеченных недостатков в основу предлагаемого авто- коррелятора положен другой принцип сдвига считываемых участков иэображения. Суть этого принципа состоит в том, что фиксируют изображение на фотокатоде передающей трубки и периодически смещают строчную развертку путем изменения .периода сле. дования импульсов .строчной развертки, оставляя неизменной длительность самой развертки, Реализация такого принципа предполагает .некоторую до работку электронной части известного, но зато позволяет использовать линию задержки постоянной .длительности, тем самым удовлетворить. более широким требованиям, предъявляемым к коррелятору И избавиться от вышеизложен807331 ных недостатков. При этом отпадает необходимость в изменении параметров линии задержки.

Цель изобретения — повышение точности.

Эта цель достигается тем, что в телевизионный автокоррелятор,. содержащий телевизионную камеру, оптический вход которой является входом автокоррелятора, управляющий вход камеры соединен с выходом блока строчной развертки, а выход соединен с входом линии задержки и первым входом блока умножения, второй ,вход которого подключен к выходу линии задержки, выход блока умножения соединен с входом .интегратора, выход которого подключен к информационному входу регистратора, управляющие входы интегратора и регистратора соединены с первым выходом синхрогенератора, введены блок Формирования импульсов переменной длительности и блок Формирования сигналов запуска строчкой развертки„ входы блока формирования импульсов переменной длительности соединены с первым и вторым выходами синхронизатора, а выход подключен к входу блока Формирования сигнала запуска строчной развертки, выход которого подключен к входу блока строчной развертки.

Детальное описание устройства и работы предлагаемого автокоррелятора излагаются на примере использования в качестве блока Формирования импуль сов переменной длительности преобразователя с широтно-импульсной модуляцией, а в качестве блока Формирования сигналов запуска строчной раз вертки - дифференцирующей цепнс двухполупериодным выпрямителем на.вы хо,це

На фиг. 1 изображена блок-схема автокоррелятора," на Фиг. 2 - Формы сигналов на выходе отдельных его блоков.

Рвтокоррелятор содержит телевизионную камеру 1 с однострочной разверткой, вход которой подключен к выходу блока 2 строчной разверт:ки, а выход к блоку 3 умножения и постоянной линии 4 задержки, подключенной к второму. входу перемножителя HHTerpaTop 5, включенный между выходом блока 3 и блоком б регистрации, блок 7 Формирования си3." налов запуска строчной развертки, подключенный выходом к блоку 2, а входом к выходу блока 8 Формирования импульсоВ переменной длитель- . ности, входы запуска и управления которого подключены соответственно к первому и второму выходам синхрогенератора 9, первый выход которого подключен одновременно к интегратору 5 и блоку б регистрации.

Телевизионная камера 1 служит для преобразования оптического изобю ражения в электрический сигнал. Блок

2 строчной развертки служит для формирования электрического сигнала пилообразной Формы. Устройство .таких блоков широко известно в телевизионной технике. Блок 3 умножения, линия 4 задержки и интегратор

5 служат для преобразования (a соответствии с их названиемI сигналов, поступающих с выхода телевизионной камеры, в соответствующие значения определяемой корреляционной функции.

Блок б регистрации предназначен для регистрации сдвига изображений и значений корреляционной Функции в соответствующих точках сдцига.

Блок 7 формирования сигналов запуска строчной развертки и блок 8 формирования импульсов переменной длительности служат. для смещения следующих друг за другом моментов

2О запуска строчной развертки на нел которую фиксированную величину д 3, и, Соответственно, сдвига электрического видеосигнала на входах перемножителя на определенный дД шаг, выбираемый Аа основе требований, предъявляемых к автокоррелятору. Такими требованиями могут быть: время

Т определения корреляционной функции, шаг сдвига д 0 считываемых участков изображения при снятии точек корреляционной Функции, количество п снимаемых точек и др.

Рассмотрим .более подробно выбор длительности ь развертки, временных параметров 3е л33нии задержки, периоДа t СЛЕДОВаНИЯ, ВЕЛИЧИНЫ Дл3. ДИСкретного увеличения и максимальной длительности импульсов управления, поступающих с блока 8.

Длительность развертки выбирает40 ся равной длительности времени снятия одной точки корреляционной функции, а длительность задержки Фо сигнала линией задержки, во избежание непреднамеренного, перекрытия считываемых участков иэображения на входе перемножителя, выбирается равной или больше длительности развертки 3,.

n n

Желательно выполнение равенства 3, =3„

В этом случае первйй и следующий за ним без временного интервала второй сигналы считываемых участков иэображения полностью перекрываются на входе блока 3 умножения, что соответствует снятию точки с максимальным значением корреляционной функции.

Для осуществления снятия первой и последующих точек корреляционной

Функции блоком 8 .вырабатывается первоначальный импульс, равный по длительности 3.„ мин (фиг. 2д) дли66 тельности развертки 3. (Фиг. 26), а запуск развертки производится сигналами (фиг. 2г), формируемыми бло- ком 7 по переднему и заднему фронтам импульсов, поступающих с блока 8. б5 далее управляющим сигналом с выхода

807331 синхрогенератора.производится увеличение длительности импульса -блока 8 на величину Ь С . В этом случае сиг- налы считываемых участков изображения на входе перемножителя сдвигаются на величину а 3 выбранного шага сдвига изображения, что соответствует снятию второй точки корреляционной функции и т.д.

Во избежание накладывания задержанного четного и прямого нечетного сигналов считываемых участков изображения на входе перемножителя период следования импульсов с выхода блока

8 и, соответственно, парных сигналов запуска развертки выбирается из условия возможности получения максимального сдвига без повторного накладывания считываемых участков изображения на входе перемножителя.

Это соответствует величине

t>4f,= 4 c . Соответственно,.для получения "нулевого" перекрытия считываемых участков изображения максимальная длительность импульсов блока

9 должна быть равна удвоенному значению длительности развертки л

"n мсiкс

Синхрогенератор 9 служит для запуска блока 8 Формирования импульсов, изменения их длительности в соответствии с выбранным законом снятия.корреляционной Функции, подачи команд на обнуление интегратора 5 после считывания каждой ординаты корреляционной Функции и на регистрац«««о.сдвига и значений корреляционной, функции блоком 6. Причем, синхроимпульсы (Фиг. 2е)на вход запуска блока 8, интегратор 5 и блок 6 регистрации иодаются с одинаковой частотой.

Синхросигналы на вход управления блока 8, подаваемые с второго (левый на блок-схеме Фиг. 1) выхода сикх фогенератора, могут иметь вид линейно изменяющегося или ступенчатого электрического сигнала.. При этом максимальная- амплитуда синхросигналов должна соответствовать увеличению первоначальной длительности импульсов блока 8 в два раза.

При использовании в качестве блока 8 преобразователя. широтно-импульсной модуляции для управления длительностью импульсов. целесообразно использовать электрический сигнал пилообразной формы (фиг. 2ж). Использование такого вида. синхросигнала позволяет легко управлять работой автокоррелятора. Например, для изменения hara ag сдвига или числа

:нимаемых ординат корреляционной

Рункции достаточно изменить. крутизну

«арастания пилообразного синхросигюала. Однако связь между амплитудой

=инхросигналов и длительностью импульсов блока 8 должна быть такой, чтобы первый его импульс был всегда равен длительности развертки.

Работает автокоррелятор следующим образом.

Исследуемое иэображение проектируется на фотокатод. передающей трубки телекамеры 1.,При поступлении с первого выхода синхрогенератора сигнала запуска блок 8 начинает, формировать прямоугольный импульс. Одновременно с формированием переднего фронта этого импульса блок 7 вырабатывает сигнал запуска блока 2 строчной развертки. По окончании импульса с выхода блока 8 по заднему его фронту формируется второй сигнал запуска блока 2 строчной развертки.

Так как длительность первоначальногс 5,импульса блока 8 равна постоянной длительности задержки .линии 4, блок

6 Фиксирует максимальное значение корреляционной функции, соответствующее нулевому сдвигу считываемых участков изображения. Через период t на вход блока 7 .поступает второй импульс блока 8 и одновременно .производится обнуление интегратора. Однако длительность импульса блока 8, за счет изменения амплитуды синхросигнала (фиг. 2ж) блока 5, увеличивается на h.«., что приводит к соответственному временному сдвигу второго (для данного цикла) сигнала запуска блока строчной развертки и, соответственно к сдвигу íà g E видеосигналов считываемых участков исследуемого иэображения на входе блока умножения.

После перемножения видеосигналов блоком 3, интегрирования, результатов перемножения блоком 5, регистратор

6 фиксирует величину первого сдвига

Ии соответствук«щее,этому сдвигу значение корреляционной. функции. Далее, при снятии каждого следующего значения корреляционной. функции, процесс повторяется с увеличением для«тельности импульса с вь«хода блока

8 на величину а«. и, соответственно, смещением считываемых .участков.изображения друг относительно друга на величину ь 8 . При достижении длительнссти импульса блока 8, равной 2 ь,, что соответствует снятию и-ой точки корреляционной функции, производится сброс и, в,зависимости от преследуемых целей,. начинается повторный цикл для снятия корреляционной функции того же участка, или переход на другую строку и снятие .корреляционной функции .новых участков исследуемого изображения.

Изложенный в настоящем описании принцип получения корреляционных

Функций, состав, примеры реализации и детальное описание работы автокоррелятора. на конкретном примере показывает, что изобретение позволяет автоматизировать процесс измерения, повысить точность одно807331

Формула изобретения

Тираж 756 Подписное

Заказ 295/76

ВНИИПИ

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дверных телевизионных автокорреляторов.

Телевизионный автокоррелятор, содержащий телевизионную камеру, оптический вход которой. является входом автокоррелятора, управляющий вход камеры соединен с выходом блока строчной развертки, а выход соединен с входом линии задержки и первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу линии задержки, выход блока умножения соединен с входом интегратора, выход которого подключен к информационному входу регистратора, управляющие входы интегратора и регистратора соединены с первым выходом синхрогенератора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в телевизионный автокоррелятор введены блок формирования импульсов переменной длительности и блок формирования сигналов запуска строчной раэвертки, входы блока формирования импульсов переменной длительности соединены с первым и вторым выходами синхронизатора, а выход подключен к входу блока формирования сигнала запуска строчной развертки, выход которого подключен к входу блока строчной развертки.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 249430, кл. G 06 G 9/00, 1968.

2. Ланге Ф. Корреляционная электроника. Л., Судпромгиз, 1963, с.107.