Способ измерения характеристик цветоделения оптических каналов камеры цветного телевидения со штриховыми светофильтрами

Способ измерения характеристик цветоделения оптических каналов камеры цветного телевидения со штриховыми светофильтрами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЦВЕТОДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ КАМЕРЫ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ СО ШТРИХОВЫМИ СВЕТОФИЛЬТРАМИ, основанный на последовательном преобразовании монохроматического светового потока в цветокодированньй световой поток и цветокодированного светового потока в видеосигнал, разделении видеосигнала на сигнал постоянной составлякицей и сигналы первых гармоник от структур штриховых светофильтров , детектировании сигналов этих гармоник для получения матрицированного светового видеосигнала, отличающийся тем, что, с целью Ьовьшения оперативности, достоверности измерений и снижения трудоемкости измерений, формируют опорный сигнал постоянной составляющей путем суммирования исходного сигнала постоянной составляющей с детектированными цветовыми сигналами первых гармоник от структур штриховых светофильтров с коэффициентами суммирования, определяемыми по формуле М, k - к-М , oi Ni соответственно коэффигде К, циенты разложения в ряд Фурье для постос 9 янной составляющей и первой гармоники {-го (Л штрихового светофильтра; отношение коэффициенМо м тов передачи электри1i ческого тракта камеры для постоянной составлякщей и первой гарО ) моники от структуры i-ro штрихового свето фильтра, 4ib после чего определяют характеристи4 ки цветоделения оптических каналов О) камеры цветного телевидения со штриховыми светофильтрами путем из . мерения отношения размахов детектированных сигналов первых гармоник от структур штриховых светофильтров и матрицированного цветового сигнала к размаху сформированного опорного сигнала постоянной составляющей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. Я0„„1 167446 (5ц G 01 J 3/46 с

;„:.э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/;,.;,. Q

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3551848/24-25 (22) 15.02.83 (46) 15.07.85; Бюл. Нр 26 (72) О.Г. Коршунов и Н.Н. Беляева (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А. БончБруевича (53) 621.397(088.8) (56) Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений. Под ред. Б. Кейэана, т. 2. М., Мир, 1979.

Техника цветного телевидения.

Под ред. С.В. Новаковского. М., Связь, 1976.

Гдалин В.С. Измерение параметров телевизионных передаюших и приемных трубок. М., Советское радио, 1978. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЦВЕТОДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ КАМЕРЫ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

СО ШТРИХОВЫМИ СВЕТОФИЛЬТРАМИ, основанный на последовательном преобразовании монохроматического светового потока в цветокодированный световой поток и цветокодированного светового потока в видеосигнал, разделении видеосигнала на сигнал постоянной .составляющей и сигналы первых гармоник от структур штриховых светофильтров, детектировании сигналов этих гармоник для получения матрицированного светового видеосигнала, отличающийся тем, что, с целью йовышения оперативности, достоверности измерений и снижения трудоемкости измерений, формируют опорный сигнал постоянной составляющей путем суммирования исходного сигнала постоянной составляющей с детектированными цветовыми сигналами первых гармоник от структур штриховых светофильтров с коэффициентами суммирования, определяемыми по формуле 1-K М

oi o

К. М.

11 где К,, K — соответственно коэффиОi циенты разложения в ряд Фурье для постоянной составляющей и g первой гармоники „-го штрихового оветофииьт- (/) ра;

Mo — отношение коэффициенМ,. тов передачи электрического тракта камеры для постоянной состав- фв ляющей и первой гар- фм моники от структуры

i-го штрихового светофильтра, «Дь после чего определяют хавактеристи- р ки цветоделения оптических каналов камеры цветного- телевидения со штриховыми светофильтрами путем измерения отношения размахов детектированных сигналов первых гармоник от структур штриховых светофильтров фв и матрицированного цветового сигнала к размаху сформированного опорного сигнала постоянной составляющей.

1167446

Изобретение относится к технике цветного телевидения (ЦТ) и может быть использовано при измерении характеристик цветоделения оптических каналов камеры ЦТ со штриховыми светофильтрами.

Целью изобретения является повышение оперативности, достоверности и снижение трудоемкости измерений.

l0

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — структура штрихового светофильтра, На пути монохроматического свето15 вого потока, например красной области видимого спектра, падающего от монохроматора 1, последовательно располагаются полевой объектив 2, блок 3 штриховых светофильтров, состоящий иэ корректирующего светофильт20 ра м, "голубого" штрихового светофильтра 6 и "желтого" штрихового светофильтра 8, преобразователь

4 свет — сигнал, 25

При сканировании потенциального рельефа, образованного цветокодированным световым потоком, прошедшим оптическую систему камеры с установленным в нем, например, только

"голубым" штриховым светофильтром (фиг, 2) возникает цветовая подне( сущая красного цветОделенного иэображения, размах которой на выходе цветного сигнала красного цветоделенного изображения равен 35

V (Л) = K М„„$(Л) $ (Л) (1) где К „- коэффициент, учитывающий преобразование светового 40 потока в электрический сигнал и учитывающий размерность;

M — коэффициент передачи элек1Г трического тракта на час- 45 тоте цветовой поднесущей красного цветоделенного изображения; (Л) Я (Л) — соответственно произведеЪ (Л) S (Л) ние спектральных коэффи- 50 о6 циентов пропускания полевого объектива 2, корректирующего светофильтра а и чувствительности преобразователя 4 свет — сигнал; . 55 (Ъ

$, (Л) (1 - $,.(Я))- з1п// — — (2) характеристика цветоделения оптического канаЛа камеры для красной области спектра. В этом выражении

S (Л) — спектральная характеристика голубой полоски "голубоro" штрихового светофильтра; дг/Тг — отношение ширины к шагу прозрачной полоски "голубого" штрихового светофильтРа, Сомножитель sin а = ь„ /тг

Jf

= К „г — есть коэффициент разложения в ряд Фурье импульсной последовательности для первой гармоники, Постоянная составляющая сигнала от красной области спектра при наличии только "голубого" штрихового светофильтра определяется выражением к(л) =к „м $ (л) r, (л), (3) где Г (Л)= 1-$ (Л)/ —" — + S,(Л) — (4) г спектральный коэффициент пропускания "голубого" штрихового светофильтра для постоянной составляющей. Сомножитель Т„г /Tq — коэффициент разложения в ряд Фурье для постоянной составляющей импульсной последовательности.

При наличии "желтого" светофильтра в оптической системе камеры его пропускание влияет на размах сигналов первой гармоники и постоянной составляющей. его спектральный коэффициент пропускания описывается выражением, аналогичным выражению (4). ж,(л) = (1-я„(л)1 "* - s,Р> (з) где — отношение ширины к ша п

Т

ry прозрачной полоски

"желтого" штрихового светофильтра.

Выражения (1) и (3) с учетом пропускания желтого" штрихового светофильтра будут иметь вид

7 (л) =К М1г$ (Л) Жо(Л) $ р(Л) 1.

V =К(Л)=К М SZ(3) Ж (7I) Г, (А) (7)

Для сигналов "синей", области в„() К,Ми$ (Л) Г (Л) $в(il) (8) чв(Л)=к м,s (л) r,(2I) ж,(л), (9) 1167446 где S (Л) — характеристика цветоделения оптического канала камеры для синей области видимого спектра.

Выражения (7) и (9) идентичны.

Действительно, величина постоянной составляющей исходного сигнала для всех областей видимого спектра пропорциональна произведению спектральных коэффициентов пропускания голу- 10 бого" и "желтого" штриховых светофильтров. Она описывается выражением для всех участков спектра

К Ы,Б (Л) Г (Л) Ж (Л) (10)

При кодировании двух (красной и синей) цветовых составляющих изображения, сигнал, соответствующий третьему цветоделенному изображению, в частности зеленому, выделяется матрици- 20 рованием видеосигналов: исходной постоянной составляющей с детектированными видеосигналами красноro и синего цветоделенных изображений

Ч (Л)=Ч(Л) — Ч= К(Л) — Ч в(Л) При матрицировании видеосигналов необходимо, чтобы

Ч= (Л)=К„Ч „(Л) для Б (Л)=0;Б (Л)=1; (12)

V= 8 (A) = К вЧ,(Л) для S r (Л ) = 1; $„(л) =О, (1 3 ) где К вЂ” "г г

/T Mo а 27=у„,Д, %

K, M, 35 (14)

Кг М1г

l n ° /Т»

2/3 з п Л

Kî» Mo (15)

Ki, И1х

Из формул (6), (8) и (11) следует, что прямое измерение сквозных характеристик чувствительности цветовых 45 каналов камеры и последующий расчет характеристик цветоделения оптических каналов оказывается трудоемким и мое жет привести к большим погрешностям в виду множества входящих переменных 50 величин.

Отношение же цветовых видеосигналов к исходной постоянной составляющей камеры не дает правильных результатов, поскольку вес постоянных 55 составляющих каждого цвета в общем размахе постоянной составляющей различен и определяется пропусканием штриховых светофильтров к каждой области видимого спектра. Это пропускание количественно соответствует коэффициентам разложения в ряд Фурье для постоянной составляющей импульсной последовательности. При этом для

l красной области видимого спектра формирование постоянной составляющей определяется пропусканием "голубого" штрихового светофильтра

"nr

Kor

r (16) И для зеленой области равно 1, для синей области определяется пропусканием "желтого" штрихового светофильтра

"и»

Т Ко».

» (17) Таким образом, "вес" цветовых составляющих в исходном сигнале постоянной составляющей формируется в соотношениях

Ч= (Л):V= (Л) V= (Л) = — " :1: "" .18)

G 6 Т- т

Г х

V (Л)=(1 — ) 1-$ (Л). Ж(Л), RAos Т i Г О

r (.1 9) пля синей области видимого спектра н

V, Л)=(1 — — "",) (1-$„,(Ë))Ã,(Л) (20) Из выражений (12), (13) и (19), (20) находим коэффициенты суммирования детектированных сигналов первых гармоник от структур штриховых светофильтров с исходным сигналом постоянной составляющей: для красной области

1 — К И и K ri M1r (21) для синей области к.» м. (22);

Кв

К 1х М1%. Одним из условий формирования опорного сигнала постоянной составляю@ай для измерения характеристик цветоделения оптических каналов камеры ЦТ со штриховыми светофильтрами является необходимость равенства постоянных составляющих от всех видов областей видимого спектра, Для этого необходима увеличить "вес" V=„(4) и Ч= (Л) в общем сигнале на величины: для красной области видимого спектра

1167446

Общее выражение для опорного сигнала постоянной составляющей имеет

V „()=V (Л)+V (Л) v,„„в(л) =

= к,„м,ь (л (г,(л)ж л .j<-к„)(-в (л)7 ° .*,р).(a-к, (1- „ р)7г (ц (z>y

1О

Для красной области видимого спектра

Яг(Л) = О; Б (Л) — 1; Чод(Л) — 1.

Для зеленой области видимого спектра

s,(л) = 1; 8 (л) = 1; v,„(л)

Для синей области видимого спектра

S,(ë) = 1; Яж(Л) = 0; V,„(Ë) = 1.

Отношение выражений (6), (8), (11) и (23) дает характеристику цветоделения оптических каналов.

Для красной области

20 ч () Для синей области в1 (1 8 (1 )) K (25) 25

Для зеленой области чо(л)

5а(л1 ч а ч,„(л1

t- (л1 (i-p-в,(л))x„л (л1- <-5,(л) "„г, (л)

= г (л (л>+(-к„)(-5,(л1),(л1 (1-"„)(1-в,(л1) . "

Уравнения (24), (25) и (26) явля- З5 ются основными уравнениями способа измерения характеристик цветоделения оптических каналов камеры ЦТ со штриховыми светофильтрами.

Устройство селекции сигналов и формирования опорного сигнала постоянной составляющей состоит из селектора 5 сигнала первой гармоники от структуры "голубого" штрихового светофильтра (селектора сигнала крас- 5 ного цветоделенного изображения), селектора 6 матрицируемого сигнала (сигнал зеленого цветоделенного изображения), селектора 7 сигнала первой гармоники от структуры жел- . 5О того штрихового светофильтра (селектора сигнала синего цветоделенного изображения), селектора 8 постоянной составляющей исходного сигнала, формирователя 9 опорного сигнала 55 постоянной составляющей.

При проекции монохроматического светового потока от монохроматора 1 через полевой объектив 2, блок 3 кодирующих светофильтров на выходе .преобразователя 4 свет — сигнал появляется постоянная составляющая видеосигнала, размах которой в соответствии с выражением (10) пропорционален

V=(h) =K M Sr(3)r,(Л) Е,(7I), которая выделится селектором 8 пос— тоянной составляющей и затем поступит на вход формирователя 9 опорного сигнала, а также на вход селектора 6 сигнала зеленого цвета.

Одновременно с появлением постоянной составляющей образуются сигналы первых гармоник от структур штриховых светофильтров. Эти сигналы, соответствующие выражениям (6) и (8), выделяются и детектируются селекторами первых гармоник от структуры

"голубого",штрихового светофильтра 5 и от структуры желтого штрихового светофильтра 7 и поступают на входы селектора 6 сигнала зеленого цветоделенного изображения, а также на второй и третий входы формирователя

9 опорного сигнала постоянной составляющей.

Сигналы с выходов .селекторов 5 и 7 в формирователе 9 опорного сигнала постоянной составляющей, поступающим с выхода селектора 8. При этом коэффициенты суммирования составляют согласно выражению (14): ппя сигнала от "голубого" штрихового светофильтра

Ког Мо

М1г для сигнала от желтого штрихового светофильтра

1 — Ко М д

В K1„ М1Х

Для известных конструктивных данных штриховых светофильтров и электрического тракта, например

"пг

С

= 0,5; = 0,5; М = М1 г х

М1г

Получаем коэффициенты суммирования

К = К = 1. Измерив размах сигналов первых гармоник и опорного сигнала и вычислив их отношение, определяют значение ординат характеристик цве1167446

Составитель Ю. Гринева

Техред С.Мигунова Корректор С. Черни

Редактор М. Келемеш

Заказ 4424/39 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тоделителя оптических каналов камеры для данной длины волны монохрома" тического излучения.

Измерение характеристик цветоделения оптических каналов камеры можно проводить относительно. размаха опорного сигнала при произвольном значении энергии входного излучения.

В этом случае размах опорного сигнала будет пропорционален энер— гии падающего светового потока и чувствительности преобразователя свет — сигнал.

Возможно также измерение характеристик цветоделения оптических каналов производить регулировкой интенсивности падающего монохрома5 тического светового потока в монохроматоре, поддерживая при этом постоянным размах опорного сигнала постоянной составляющей. При этом для определения значения ординаты

1О характеристик цветоделения оптических каналов достаточно измерить размахи сигналов на выходах селекторов 5, 6 и 7.