Прикладная телевизионная система

Прикладная телевизионная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к прикладному телевидению и может использоваться в качестве телевизионных устройств видеонаблюдения при охране объектов, в промышленности, медицине и армии.

Аналогом является прикладная телевизионная установка ПТУ-26 [1, c.384], содержащая передающую камеру, включающую объектив, передающую трубку и предварительный усилитель, многожильный соединительный кабель, и видеопросмотровое устройство, включающее видеоусилитель, ЭЛТ, генератор строчной развертки и генератор кадровой развертки. Используется прогрессивная развертка, 50 кадров в секунду. Недостаток аналога: отсутствие стереоэффекта при воспроизведении изображаемого пространства. Прототипом принята "Цифровая система стереотелевидения" [2], содержащая передающую сторону, включающую фотоэлектрический преобразователь двух изображений /стереопары/, блоки строчной и кадровой разверток, 1-3 АЦП, формирующие кодовое представление правого кадра стереопары, 4-6 АЦП, формирующие кодовое представление левого кадра стереопары, два ключа и триггер, приемную сторону, содержащую три канала видеосигналов R, G, B, каждый из которых включает последовательно соединенные регистр, блок обработки кодов, первый блок задержек и сумматор и второй блок задержек, включает 1-6 блоки импульсных усилителей, блок модуляции излучений, блоки строчной и кадровой разверток, первый усилитель и первый, пьезодефлектор, второй усилитель и второй пьезодефлектор, четыре источника опорных напряжений, проекционную оптическую систему, матовый экран, ИК-излучатель и блок раздельного наблюдения кадров. Передающая сторона формирует три потока кодов правого и три потока кодов левого изображений, следующих поочередно друг за другом. Частота стереопар 25 Гц, развертка растра построчная без обратных ходов, развертка кадров без обратных ходов. Воспроизведение изображения стереопар выполняется электронно-оптической разверткой на матовом экране, рассматриваемые зрителем раздельно с помощью подвижных фильтров в оправах блока раздельного наблюдения кадров, включающего ИК-приемник, формирователь импульса и пьезоэлектрического двигателя с валом, на котором закреплены оправы с сеточными светофильтрами, приводимыми во вращение с частотой 12,5 Гц. Недостатки прототипа: применение системы в качестве прикладной слишком дорого, способ раздельного просмотра кадров с использованием механического вращения светофильтров ограничивается частотой кадров стереопар 25 Гц, для большей частоты кадров этот способ непригоден, отсутствует регистрация цифровой видеоинформации.

Цель изобретения - осуществление стереоэффекта в прикладной телевизионной системе и увеличение частоты кадров стереопар. Техническим результатом являются осуществление в прикладной телевизионной системе условий стереоэффекта, увеличение частоты кадров стереопар в два раза /50 Гц/ и регистрация цифровой видеоинформации. Результат достигается получением на передающей стороне стереопар из правого и левого стереокадров частотой 100 Гц, применением видеорежима 800×600×100 Гц и записью цифровой объемной видеоинформации в сжатой форме. Используется построчная развертка без обратных ходов строк, кадровая развертка без обратных ходов. Стереопара формируется двумя фотоэлектрическими преобразователями, передается в цифровом виде по многожильному кабелю в приемную часть. В приемной стороне производится удвоение числа отсчетов в строке с 400 до 800, удвоение числа строк с 300 до 600 и воспроизведение стереопар электронно-оптической разверткой на матовом экране. Восприятие стереоэффекта зрителем осуществляется через электронно-управляемые 3Д-очки [3, с.588, 565]. Запись видеоинформации производится в сжатом виде, воспроизведение ее выполняется самой приемной стороной. Сущность заявляемой системы в том, что в прикладную телевизионную систему, содержащую передающую сторону, включающую фотоэлектрический преобразователь двух изображений, блоки строчной и кадровой разверток, 1-6 АЦП, триггер и два ключа, и приемную сторону, включающую синтезатор частот, три канала видеосигналов R, G, В, каждый из которых содержит последовательно соединенные регистр, блок обработки кодов, первый блок задержек и сумматор, и второй блок задержек, 1-6 блоки импульсных усилителей, блок модуляции излучений, блоки строчной и кадровой разверток, первый усилитель и первый пьезодефлектор с отражателем на торце, второй усилитель и второй пьезодефлектор с отражателем на торце, четыре источника опорных напряжений, проекционную оптическую систему, матовый экран и ИК-излучатель, введены на приемной стороне 3Д-очки с ИК-приемником, блок кодека и блок накопителя кодов, передающая сторона с приемной соединена многожильным соединительным кабелем.

Функциональная схема передающей стороны - фиг.1, приемная сторона - фиг.2, развертка растра и формы управляющих напряжений - фиг.3, АЦП видеосигнала - фиг.4, конструкция пьезодефлектора - фиг.5, блок обработки кодов - фиг.6, первый блок задержек - фиг.7, блок модуляции излучений - фиг.8, суммирующий усилитель -фиг.9, блоки кодека и накопителя кодов - фиг.10, диаграммы процесса сжатия видеоинформации - фиг.11, схема кодера - фиг.12, схема декодера - фиг.13.

Передающая сторона включает /фиг.1/ фотоэлектрический преобразователь 1, являющийся датчиком видеосигналов двух изображений одного объекта: правого и левого, включающий первый объектив 2 /правый/, первый пьезодефлектор 3 с отражателем на торце, расположенный в задней фокальной плоскости первого объектива 2, первый источник 4 положительного опорного напряжения, второй источник 5 отрицательного опорного напряжения, первый усилитель 6, второй пьезодефлектор 7, передний торец которого имеет две грани, расположенные под соответствующим углом друг к другу и с отражателем на каждой грани, второй, усилитель 8, третий источник 9 положительного опорного напряжения, четвертый источник 10 отрицательного опорного опорного напряжения, второй объектив 11 /левый/, третий пьезодефлектор 12 с отражателем на торце, расположенный в задней фокальной плоскости второго объектива 11, третий усилитель 13, пятый источник 14 положительного опорного напряжения, шестой источник 15 отрицательного опорного напряжения, блок 16 строчной развертки из задающего генератора 17 и выходного каскада 18, блок 19 кадровой развертки из элемента И 20, задающего генератора 21 и суммирующего усилителя 22, первое 23 и второе 24 дихроичные зеркала, первый 25, второй 26, третий 27 микрообъективы, первый 28, второй 29, третий 30 фотоприемники, первый. 31, второй 32, третий 33 предварительные усилители, третье 34 и четвертое 35 дихроичные зеркала, четвертый 36, пятый 37, шестой 38 микрообъективы, четвертый 39, пятый 40, шестой 41 фотоприемники, четвертый 42, пятый 43 и шестой 44 предварительные усилители. Фотоэлектрический преобразователь 1 является основной частью передающей стороны /передающей камеры/, в которую входят первый АЦП 45, второй АЦП 46, третий АЦП 47, четвертый АЦП 48, пятый АЦП 49, шестой АЦП 50. Второй объектив 11 расположен слева от объектива 2, оптическая ось его параллельна оптической оси объектива 2, расстояние между ними соответствует оптимальному получению стереоэффекта. Передающая сторона включает триггер 51, первый 52 и второй 53 ключи, приемная сторона включает /фиг.2/ синтезатор 54 частот, канал видеосигнала R, включающий последовательно соединенные регистр 55, блок 58 обработки кодов, первый блок 61 задержек и сумматор 64, и второй блок 65 задержек, канал видеосигнала G, включающий регистр 56, блок 59 обработки кодов, первый блок 62 задержек и сумматор 66, и второй блок 67 задержек, канал видеосигнала В, включающий регистр 57, блок 60 обработки кодов, первый блок 63 задержек и сумматор 68, и второй блок 69 задержек, включает 1-6 блоки 70, 71, 72, 73, 74, 75 импульсных усилителей, блок 76 модуляции излучений, первый усилитель 77 и первый пьезодефлектор 78 с отражателем на торце, первый источник 79 положительного опорного напряжения, второй источник 80 отрицательного опорного напряжения, второй усилитель 81 и второй пьезодефлектор 82 с отражателем на торце, третий источник 83 положительного опорного напряжения, четвертый источник 84 отрицательного опорного напряжения, проекционную оптическую систему 85 и матовый экран 86, блок 87 строчной развертки, идентичный блоку 16 строчной развертки, блок 88 кадровой развертки, идентичный блоку 19 кадровой развертки и включающий последовательно соединенные элемент И 89, задающий генератор 90 и суммирующий усилитель 91, ИК-излучатель 92, 3Д-очки 93 с ИК-приемником 94, включает блок кодека 95 и блок 96 накопителя кодов. АЦП 45-50 выполнены идентично /фиг.4/, каждый содержит последовательно соединенные видеоусилитель 97 и пьезодефлектор 98 с отражателем на торце, источник 99 положительного опорного напряжения, источник 100 отрицательного опорного напряжения, излучатель из импульсного светодиода 101, щелевой диафрагмы 102 и микрообъектива 103, линейку 104 многоэлементного фотоприемника и шифратор 105. Все пьезодефлекторы 3, 7, 12, 78, 82, 98 являются торцевыми биморфными пьезоэлементами со световым отражателем на свободном торце, конструктивно выполнены /фиг.5/ одинаково [4, с.118] из первой 106 и второй 107 пьезопластин, внутреннего электрода 108, первого 109 и второго 110 внешних электродов. Один конец пьезопластин закреплен в держателе 111, на свободном торце расположен световой отражатель 112. Проекционная оптическая система 85 включает /фиг.1/ последовательно расположенные сферическое зеркало, в фокальной плоскости которого расположен отражатель второго пьезодефлектора 82, плоское зеркало с наклоном 45° относительно оптической оси сферического зеркала и корректирующую линзу [1, с.370], плоское зеркало позволяет сократить прямое расстояние по прямой до экрана и изменить направление лучей. Во внешней фокальной плоскости проекционной оптической системы расположен матовый экран 86. Блоки 58, 59, 60 обработки кодов идентичны, каждый включает /фиг.6/ триггер 113, первый 114 и второй 115 блоки ключей, первый 116, второй 117, третий 118, четвертый 119 регистры, пятый 120 и шестой 121 регистры, блок 122 задержек, сумматор 123 и 16 диодов. Информационным входом блока являются объединенные поразрядно входы блоков 114, 115 ключей, управляющим входом является вход триггера 113, выходом являются объединенные поразрядно выходы блоков 120, 121, 122 задержек, регистры 120, 121 выполняют задержку кодов на 83 нс выдают их по сигналу выдачи U_выд, блок 122 производит задержку кодов на 17,5 нс . Первые блоки 61, 62, 63 задержек идентичны /фиг.7/, каждый содержит элемент И 124, первый 125, второй 126 ключи, первый 127, второй 128 распределители импульсов и восемь регистров 129₁-129₈. Каждый из блоков принимает 800 кодов строки и производит задержку их на длительность строки 33,3 мкс: . Блок 76 модуляции излучений включает /фиг.8/ первый излучатель 130 трех основных цветов, второй излучатель 131 трех основных цветов R, G, В и оптическую систему 132. Каждый излучатель представляет матрицу из 36 светодиодов, в которую входят 12 светодиодов красного цвета излучения R, 12 зеленого цвета излучения G, 12 синего цвета излучения В. Излучающая плоскость находится в задней фокальной плоскости оптической системы 132, в передней фокальной плоскости которой расположен отражатель первого пьезодефлектора 78. Излучатели через оптическую систему 132, отражатели пьезодефлекторов 78, 82 и проекционную оптическую систему 85 оптически соединены с экраном 86. Суммирующие усилители 22, 91 идентичны, каждый включает /фиг.9/ 10-разрядный счетчик 133 импульсов, дешифратор 134, первый 135, второй 136 ключи, первый 137, второй 138 формирователи импульсов и выходной усилитель 139. Первым информационным входом является первый вход выходного усилителя 139, вторым - счетный вход счетчика 133 импульсов. Управляющим входом является объединенный, вход управляющих входов ключей 135, 136 и управляющий вход счетчика 133 импульсов. Выходом суммирующего усилителя является выход выходного усилителя 139. Инфракрасный /ИК/ излучатель 92 включает импульсный инфракрасный светодиод, вход которого подключен к второму выходу синтезатора 54 частот /50 Гц/, на вход ИК-излучателя поступают импульсы 50 Гц, передний фронт которого соответствует началу развертки первой строки правого кадра в стереопаре. Объемное восприятие изображения с экрана зрителем воспринимается через 3Д-очки с малогабаритным ИК-приемником 94, принимающим сигнал от ИК-излучателя 92 [3, c.563-568]. При воспроизведении на экране последовательно правой и левой частей стереопары стекла очков 3Д-очков поочередно теряют прозрачность, каждый глаз видит только свою часть стереопары, это и дает стереоэффект. Стекла 3Д-очков выполнены по технологии ЖК-ячейки просветного типа, используемые в качестве электронно-управляемых фильтров /затворов/. Прозрачность ЖК-ячеек изменяется синхронно со сменой изображения кадров стереопары. С приходом в ИК-приемник импульсного излучения ИК-приемник первым сигналом затемняет прозрачность ЖК-ячейки в правом стекле на 0,01 с, затем вторым управляющим сигналом затемняет прозрачность ЖК-ячейки в левом стекле на 0,01 с. Блок кодека 95 /фиг.10/ содержит блок 140 компрессии, включающий три кодера 142_1-3, и блок декодера 141, включающий три декодера 143_1-3. Кодеры 142_1-3 идентичны, каждый содержит /фиг.12/ последовательно соединенные регистр 144, схему 145 сравнения /компаратор/, счетчик 146 импульсов, дешифратор 147, блок 148 ключей и блок 150 буферной памяти /флэш-память/, и блок 149 задержек.

Декодеры 143_1-3 идентичны, каждый включает /фиг.13/ последовательно соединенные первый регистр 151, первый, блок 152 ключей и второй регистр 153, последовательно соединенные второй блок 154 ключей, вычитающий счетчик 155 импульсов и дешифратор 156, а также первый 157 и второй 158 ключи. Блок 96 накопителя кодов /фиг.10/ включает накопитель 159 кодов R, накопитель 160 кодов G, накопитель 161 кодов В, первый 162, второй 163 и третий 164 ключи. Информационными входами блока 96 являются входы накопителей 159, 160, 161 кодов R, G, B. Выходами являются выходы накопителей 159, 160, 161 кодов R, G, B, управляющим входом являются объединенные входы ключей 162, 163, 164, подключен он к четвертому выходу синтезатора 54 частот. Синтезатор 54 частот осуществляет согласованный порядок работы прикладной телевизионной системы и выдает: с первого выхода импульсы 15 кГц на первый вход в передающей стороне /в блок 16/ и на вход блока 87 строчной развертки приемной стороны, с второго выхода импульсы 50 Гц на второй управляющий вход передающей стороны /блок 19/, на второй управляющий вход блока кадровой развертки 88 и на вход ИК-излучателя 92 передающей стороны, с третьего выхода импульсы 30 кГц на третий управляющий вход передающей стороны, на первый вход блока 88 и на вторые управляющие входы первых блоков 61-63 задержек, с четвертого выхода импульсы 12 МГц на четвертый управляющей вход передающей стороны, на управляющий вход блока кодека 95, на управляющий вход блока 96 накопителя кодов, на управляющие входы регистров 55, 56, 57 и на управляющие входы блоков 58, 59, 60, с пятого выхода импульсы 100 Гц на пятый управляющий вход передающей стороны и на первые управляющие входы первых блоков 61-63 задержек, с шестого выхода импульсы 24 МГц на управляющие входы сумматоров 64, 66, 68 и на третьи управляющие входы первых блоков 61-63 задержек. Частота следования кодов /частота дискретизации/ с передающей стороны в регистры 55-57 составляет:

300_строк × 100 Гц × 400_отсч=12 МГц,

где: 300 - число кодируемых строк в кадре,

100 Гц - частота кадров,

400 - число кодируемых отсчетов в строке.

Фотоэлектрический преобразователь 1 формирует шесть аналоговых видеосигналов двух изображений /стереопары/, которые поступают с предварительных усилителей 31-33 в АЦП 45, 46, 47, с предварительных усилителей 42-44 в АЦП 48-50. Фотоэлектрический преобразователь 1 и шесть АЦП 45-50 конструктивно размещены в передающей телевизионной камере /передающей стороне/, выходом которой являются шесть двоичных кодов видеосигналов: правого изображения коды R, G, B и левого изображения коды R, G, B. АЦП преобразуют аналоговые видеосигналы в 8-разрядные коды. Поочередная выдача кодов с АЦП 45-47 и АЦП 48-50 выполняется триггером 51 и ключами 52, 53. Импульсы 100 Гц с пятого выхода синтезатора 54 частот поступают на вход триггера 51, сигнал с первого выхода которого открывает ключ 52, пропускающий в течение правого кадра /0,01 с/ импульсы 12 МГц на тактовые входы АЦП 45-47, коды с которых поступают в параллельном виде в регистры 55, 56, 57. АЦП 48, 49, 50 коды не выдают, на их тактовые входы импульсы 12 МГц не поступают. С приходом второго импульса 100 Гц в триггер 51, ключ 52 закрывается, открывается ключ 53, пропускающий импульсы 12 МГц на тактовые входы АЦП 48, 49, 50, коды с которых в течение левого кадра /0,01 с/ стереопары поступают в регистры 55, 56, 57. АЦП 45-47 в это время коды не выдают. Объектив 2 /фиг.1/ создает правое цветное изображение в фокальной плоскости, в которой расположен отражатель первого пьезодефлектора 3. Отражатель имеет ширину не менее 0,02 мм, длину не менее 6 мм: 0,02 мм × 300_строк. По управляющим напряжениям /фиг.3/ с усилителя 6 пьезодефлектор 3 производит колебания торца с отражателем относительно первого отражателя на торце второго пьезодефлектора 7, выполняя сканирование строки правого изображения. Объектив 11 создает левое цветное изображение в фокальной плоскости, в которой расположен отражатель третьего пьезодефлектора 12. Отражатель его имеет размеры отражателя пьезодефлектора 3. По управляющим напряжениям с усилителя 13 пьезодефлектор 12 производит колебания торца с отражателем относительно второго отражателя пьезодефлектора 7, выполняя сканирование строчки левого изображения. Блок 16 строчной развертки выдает на выходе линейно изменяющееся напряжение /фиг.3/ в виде равнобедренного треугольника. Напряжение сначала возрастает пропорционально времени, отражатели пьезодефлекторов 3 и 12 с равномерной скоростью синхронно и синфазно поворачиваются слева направо, по достижении края растра напряжение развертки уменьшается пропорционально времени, отражатели с той же скоростью возвращаются обратно. Период управляющего напряжения равен длительности двух строк, поэтому для построения растра в 300 строк при 100 кадрах в секунду пьезодефлекторы 3 и 12 колеблются с частотой 15 кГц, за один период колебания развертываются две строки. Частота строк 30 кГц. развертка строк построчная, без обратных ходов. Блок 16 из задающего генератора 17 и выходного каскада 18. Сигнал с усилителя 6 /13/ поступает на внутренний электрод 108 пьезодефлектора /фиг.5/, к внешнему электроду 109 приложено напряжение с источника 4 /14/ положительного опорного напряжения, к внешнему электроду 110 приложено напряжение с источника 5 /15/ отрицательного опорного напряжения, при подаче управляющего напряжения на внутренний электрод 108 происходит деформация пьезопластин 106, 107 [4, с.122], возникает изгибающий момент сил, торец со световым отражателем 112 поворачивается и отклоняет вертикальную строку изображения. Изображения двух вертикальных строк поступают на первый и второй отражатели второго пьезодефлектора 7, который выполняет кадровую развертку /по вертикали/ при развертке кадра вниз идут нечетные /правые/ кадры, при развертке вверх - идут четные кадры /левые/. Ширина отражателя пьезодефлектора 7 не менее 0,02 мм, длина каждого не менее 8 мм: 0,02 мм × 400_{отсчетов}. Пьезодефлектор 7 колеблется с частотой 50 Гц, что составляет 100 кадров в секунду. Кадровая развертка без обратных ходов. С выхода суммирующего усилителя 22 /91/ выдается линейно изменяющееся и ступенчатое управляющее напряжение, усиливаемое до необходимой величины усилителем 8 /81/. Суммирующий усилитель 22 производит суммирование линейного напряжения с задающего генератора 21 /90/ с импульсами 30 кГц с блока 54. Каждый импульс строки перемещает ее в конце хода на шаг в одну строку /пьезодефлектор 7/ с обеих сторон, получаются 300 строк /все активные/, на шаг в две строки пьезодефлектором 82. Назначение блоков /фиг.9/ с 133 по 138 - подавать на второй вход выходного усилителя 139 в нужное время отрицательные при правых кадрах и положительные при левых кадрах импульсы нужной амплитуды и длительности, перед началом кадровой развертки сигнал U₀ с элемента И 20 /89/ обнуляет разряды счетчика 133. Счетчик 10-разрядный производит счет строчных импульсов 30 кГц, цикл счета 600 импульсов. Сигнал U₀ открывает первый ключ 135, пропускающий строчные импульсы на вход первого 137 формирователя импульсов, выдающего отрицательные импульсы соответствующей амплитуды и длительности, и подает их на второй вход выходного усилителя 139. Следует развертка правого кадра /вниз/. С приходом 300-го импульса, дешифратор 134 выдает сигнал, закрывающий ключ 135, открывающий ключ 136, следует развертка левого кадра /вверх/. Отраженные от первого отражателя пьезодефлектора 7 смешанные лучи направляются: красного цвета отражаются от первого дихроичного зеркала 23, объективом 25 собираются в фотоприемник 28, синего цвета проходят первое дихроичное зеркало 23, отражаются от второго 24 и объективом 26 собираются в фотоприемнике 29, зеленого цвета проходят оба зеркала 23 и 24 и объективом 27 собираются в фотоприемнике 30. Аналоговые видеосигналы правого кадра с фотоприемников поступают в предварительные усилители 31, 32, 33. Аналогичный процесс проходят лучи от второго отражателя пьезодефлектора 7, а аналоговые видеосигналы левого кадра поступают в предварительные усилители 42, 43, 44. С предварительных усилителей аналоговые видеосигналы поступают: правого изображения на входы АЦП 45, 46, 47, левого изображения на входы АЦП 48, 49, 50. АЦП имеют один принцип преобразования, заключающийся в развертке луча /фиг.4/ от светодиода 101 отражателем пьезодефлектора 98 по плоскости входных зрачков фотоприемников линейки 104 многоэлементного фотоприемника. Световой импульс преобразуется в электрический сигнал, возбуждающий одну из входных шин шифратора 105, который выдает код мгновенного значения входного видеосигнала, преобразование выполняется с дискретизацией 12 МГц. Импульсы дискретизации поступают на вход светодиода 101. Щелевая диафрагма 102 и микрообъектив 103 формируют луч апертурой, равной размерам одного входного окна фотоприемника линейки 104. Источником излучения принят импульсный светодиод АЛ402А с временем нарастания импульса 25 нс, с запасом, удовлетворяющим дискретизации 12 МГц /83 нс/. Фотоприемниками в линейке являются лавинные фотодиоды ЛФД с временем срабатывания 10 нс. Линейка 104 содержит 255 фотоприемников для кодирования видеосигналов 8-разрядным кодом. Выход каждого фотоприемника подключен к соответствующему входу шифратора 105. Шифратор представлен микросхемами К155ИВ1 с временем срабатывания 20 нс. Шифратор формирует коды с 00000001 по 11111111. Первому фотоприемнику в линейке 104 соответствует код 00000001, второму - 00000010, третьему -00000011 и т.д, 255-у - код 11111111. Время преобразования составляет 30 нс, с запасом удовлетворяющее частоте 12 МГц /83 нс/. АЦП 45-47 и АЦП 48-50 выдают, чередуясь, правый и левый кадры стереопары. Скорость создания информации 12 Мбайт/с. Коды правого кадра стереопары с АЦП 45, 46, 47 в параллельном виде поступают соответственно в регистры 55, 56, 57, из которых выдаются сигналами U_выд в блоки 58, 59, 60 обработки кодов, которые идентичны и производят удвоение числа отсчетов в каждой строке с 400 до 800 получением промежуточных /средних/ значений отсчетов между каждым прошедшим кодом и следующим за ним. Блоки выполняют сложение предыдущего и последующего кодов и деление кода суммы попалам.

Работа блока 58 /59, 60/, фиг.6.

Период следования кодов в блок 58 составляет 83 нс /12 МГц/, на выходе блока 58 составляет 41,5 нс /24 МГц/. Каждый код используется дважды: первый раз как последующий, второй - как предыдущий. Для этого блок 58 имеет четыре регистра 116, 117, 118, 119. Сумматор 123 выполняет сложение двух 8-разрядных кода за 24 нс. В качестве сумматора применены микросхемы К555ИМ6 [5, c.258] с временем срабатывания 24 нс. При поступлении первого импульса 12 МГц на вход триггера 113 с его первого выхода сигнал U_выд1 выдает одновременно "код 0" с регистра 118 /при выдаче содержимого регистры обнуляются/ и с регистра 117. Код "код 0" с регистра 117 поступает на первые входы сумматора 123, код "код 0" с регистра 118 поступает в регистр 121 и через диоды на вторые входы сумматора 123. Сигнал U_выд1 открывает ключи в блоке 114, через которые первый код "код 1" поступает в регистры 116 и 117. В это время сумматор 123 выполняет сложение кодов "код 0 + код 0". Деление суммы кодов на 2 выполняется без затрат времени отбрасыванием младшего разряда в коде суммы, аналогично делению десятичного числа на десять. Для выполнения деления этим способом выходы сумматора 123 подключаются к входам блока 122 задержек следующим образом:

выходы сумматора 123	0	1	2	3	4	5	6	7	8
	↓	↓	↓	↓	↓	↓	↓	↓
входы блока 122	1	2	3	4	5	6	7	8

Разряд 0 означает разряд переноса при сумме кодов. При удвоении отсчетов в строке с 400 до 800 частота следования кодов соответствует 24 МГц, период следования 41,5 нс. Процесс сложения занимает 24 нс, следовательно, блок 122 задержек должен задержать код дополнительно на 17,5 нс после сумматора 123 /41,5 нс - 24 нс/. После сумматора и блока 122 код №1 следует с блока 58 через 41,5 нс. Код с регистра 118 поступил на хранение в регистр 121, который выполняет хранение "код 0" 83 нс, но первая половина хранения 41,5 нс приходится на сложение в сумматоре и задержку в блоке 122 задержек.

С приходом второго импульса в триггер 113 сигнал U_выд2 со второго его выхода выдает из регистра 121 код №2 "код 0" на выход блока 58, который следует за кодом №1 через 41,5 нс. Сигнал U_выд2 из регистра 116 "код 1" в регистр 120 на хранение /83 нс/ и через диоды на первые входы сумматора 123, выдает из регистра 119 "код 0" на вторые входы сумматора 123. Идет сложение "код 1 + код 0", при выходе с сумматора в блок 122 деление на 2, и с выхода блока 122 следует код №3 . Одновременно сигнал U_выд2 открывает ключи в блоке 115, и следующий "код 2" поступает в регистры 118, 119. Через блок 114 следуют только нечетные коды, через блок 115 только четные коды. С приходом 3-го импульса в триггер 113 сигнал U_выд3 выдает из регистра 120 "код 1", являющийся кодом №4 и следующий за кодом №3 через 41,5 нс, выдает "код 2" из регистра 118 в регистр 121 и через диоды в сумматор 123 и выдает "код 1" из регистра 117 в сумматор, сигнал U_выд3 открывает ключи в блоке 114, следующий "код 3" поступает в регистры 116, 117. Идет сложение, деление, и код №5 следует с блока 122. С приходом 4-го импульса в триггер 113 сигнал U_выд4 выдает код №6 "код 2" с регистра 121 на выход, выдает с регистра 116 "код 3" в регистр 120 и через диоды в сумматор 123, выдает с регистра 119 "код 2" в сумматор, сигнал U_выд4 открывает ключи в блоке 115, и следующий "код 4" поступает в регистры 118, 119. Идет сложение в сумматоре 123 "код 3 + код 2", деление на 2, и с блока 122 на выход следует код №7 .

С приходом 5-го импульса в триггер 113 сигнал U_выд5 с первого выхода триггера выдает код №8 "код 3" с регистра 120 на выход, выдает "код 4" с регистра 118 в регистр 121 и в сумматор 123 и "код 3" с регистра 117 в сумматор. Следует сложение, деление, и код №9 следует на выход. Одновременно сигнал U_выд5 открывает ключи в блоке 114, "код 5" поступает в регистры 116, 117, и далее процессы повторяются. С блока 58 /59, 60/ удвоенное число отсчетов 800 поступает код за кодом /24 МГц/ на входы второго блока 65 /67, 69/ задержек и на первые входы сумматора 64 /66, 68/. Сумматоры 64, 66, 68 формируют промежуточные строки, выполняя сложение кодов текущей строки с выхода блока 58 с кодами тех же отсчетов прошедшей строки с выхода блока 61, задержанные на длительность строки 83 нс. Сумматоры 64, 66, 68 идентичны сумматорам 123 и выполнены из микросхем К555ИМ6 с временем срабатывания 24 нс. Деление суммы кодов на 2 выполняется также подключением выходов сумматоров 64, 66, 68 к входам своих блоков 70, 72, 74 импульсных усилителей. Блоки 61, 62, 63 участвуют в формировании отсчетов промежуточных строк, задерживая коды на длительность строк /83 мкс/. Так как развертка четных и нечетных строк в растре идет встречно /фиг.7/, то для получения нечетных промежуточных строк необходимо выдавать в сумматор 64 коды в последовательности, начиная с последнего кода /800-го/ в строке к первому, а при получении четных промежуточных строк выдавать коды с блока 61, начиная с первого кода к последнему. При развертке первой строки растра в блоке 61 /62, 63/ открывается ключ 125, импульсы двойной частоты дискретизации 24 МГц поступают в первый распределитель 127 импульсов, выдающий с выхода тактовые импульсы последовательно с первого по 800-й разряды. При развертке 1-й строки кадра регистры 129_1-8 заполняются кодами первой строки. 800 первых разрядов поступают в регистр 129₁, 800 вторых разрядов кодов поступают в регистр 129₂, 800 третьих разрядов кодов поступают в регистр 129₃..., 800 восьмых разрядов кодов поступают в регистр 129₈. Импульс с последнего 800-го выхода блока 127 закрывает ключ 125, открывает ключ 126, и на вход второго распределителя 128 поступают импульсы 24 МГц. Выходы с распределителя 128 импульсов подключены к первым управляющим входам разрядов регистров 129_1-8 в обратном порядке, начиная с 800-го разряда к первому, при развертке второй строки /текущей/ кадра тактовые импульсы с выходов второго распределителя 128 выдают на первые входы сумматора 64 коды задержанной 1-й строки в последовательности с 800-го кода к первому соответственно следованию отсчетов при развертке второй текущей строки, и сумматор 64 формирует первую промежуточную строку. Освобождающиеся разряды регистров 129_1-8 сразу же заполняются отсчетами второй /текущей/ строки в порядке с 800 кода к первому. Импульс с последнего выхода распределителя 128 закрывает ключ 126, открывает ключ 125. Следует развертка 3-й текущей строки, при которой коды второй строки выдаются из регистров 129_1-8 в сумматор 64, начиная с первого кода к 800-у. Сумматор 64 формирует вторую промежуточную строку. Далее процессы, чередуясь, повторяются. Коды с выходов сумматоров 64, 66, 68 являются кодами 300 промежуточных строк. Вторые блоки 65, 67, 69 задержек выполняют задержку кодов текущих строк кадра на время 24 нс на время срабатывания сумматоров 64, 66, 68, чтобы коды текущих и промежуточных строк приходили на входы блоков 70-75 импульсных усилителей синхронно. Блоки импульсных усилителей представляются микросхемами 533АП6 с временем срабатывания 18 нс [5, c.128]. Каждый блок 70-75 имеет по 12 импульсных усилителей. Блок 76 модуляции излучений выполняет яркостную модуляцию излучений двумя излучателями 130, 131 /фиг.8/ соответственно значениям кодов видеосигналов текущих и промежуточных строк, первый излучатель 130 модулированным по яркости лучом воспроизводит 300 текущих строк, кодированных в передающей стороне. Второй излучатель 131 модулированным по яркости лучом воспроизводит 300 промежуточных строк, сформированных сумматорами 64, 66, 68. Воспроизводимый кадр содержит 600 активных строк с 800 отсчетами в каждой, разрешение элементов в кадре 480000. В излучателях применяются светодиоды HLMP компании "Хьюлетт-паккард" [6, c.71]. Для красного излучения приняты светодиоды HLMP-AL00 с силой света 0,4 кд, длиной волны 0,59 мкм при токе 0,02 А, для зеленого излучения приняты светодиоды HLMP-АМ00 с силой света 0,8 кд, длиной волны 0,526 мкм при токе 0,02 А, для синего излучения - светодиоды HLMP-АВ00 с силой света 0,3 кд, длиной волны 0,475 мкм при токе 0,02 А. Суммарное излучение светодиодов трех цветов каждого излучателя смешивается оптической системой 132 при фокусировке в цветовое пятно на отражателе первого пьезодефлектора 78. Яркостная модуляция производится включением на излучение светодиодов в матрице соответственно весу разряда по таблице 1. Распределение светодиодов одного цвета по весам разрядов в таблице 1.

Таблица 1
№ разряда	1	2	3	4	5	6	7	8
в коде	старший разряд							младший разряд
Светодиодов на разряд	4	2	1	1	1	1	1	1
Кратность светофильтра	-	-	-	2х	4х	8х	16х	32х

Яркость, насыщенность и цветовой тон результирующего цвета на экране определяется суммарной энергией и взаимным соотношением трех цветов R, G, В излучателя. Разрешающий элемент на отражателе первого пьезодефлектора принят 0,02×0,02 мм. Ширина отражателя первого пьезодефлектора 78 не менее 0,04 мм /0,02 мм × 2/, длина 4 мм /для облегчения юстировки/. Разрешающий элемент на отражателе второго пьезодефлектора 82 принят 0,03×0,03 мм. Ширина отражателя не менее 0,06 мм /0,03 мм × 2/, длина не менее 0,03 мм × 800=24 мм.

Кратность увеличения изображения проекционной оптической системой 85 на экране 86 принимается 15^х /крат/, при этом размеры изображения на экране 86 составят:

по горизонтали 15×/0,03 мм × 800/=360 мм,

по вертикали 15×/0,03 мм × 600/=270 мм,

по диагонали 450 мм или 17,7 дюймов.

Суммарная сила света одного излучателя 130 /131/ с учетом, что светодиоды всех цветов имеют силу света синего светодиода 0,3 кд, составляет:

3×0,3 кд/4+2+1+0,5+0,25+0,125+0,0625+0,03125/=0,9 кд × 7,968=7,17 кд,

где 3 - число цветов в излучателе,

0,3 кд - сила света синего светодиода,

4...0,03125 - коэффициенты двоичных разрядов в коде.

Ослабление силы излучения от одного излучателя при проекции принимается в 20 раз. Максимально возможная яркость развертывающего элемента площадью 0,25 мм² /0,5×0,5/мм на экране 86 составляет:

,

где 7,17 кд - сила излучения одного излучателя,

20 - кратность ослабления излучения при проекции,

0,25·10^-6 м² - площадь развертывающего светового элемента.

Пьезодефлектор 78 по управляющим напряжениям с усилителя 77 выполняет строчную развертку двух строк на отражателе второго пьезодефлектора 82, выполняющего по управляющим напряжениям с усилителя 81 кадровую развертку в фокальной плоскости сферического зеркала проекционной оптической системы 85, которая с увеличением в 15^x проецирует изображение кадра на матовый экран 86. Синхронно с началом развертки первой строки правого кадра ИК-излучатель 92 производит излучение импульса длительностью 100 нс, принимаемого ИК-приемником 94, расположенным на корпусе 3Д-очков 93. С приемом импульса ИК-приемник выдает управляющий сигнал длительностью 9,9 мс в ЖК-ячейку левого стекла, затемняя его на 0,01 с, после чего ИК-приемник выдает второй управляющий сигнал длительностью 9,9 мс в ЖК-ячейку правого стекла, затемняя его прозрачность на 0,01 с. Стекла 3Д-очков поочередно теряют прозрачность, и каждый глаз видит только свою часть стереопары, что и дает стереоэффект. Коды цветовых сигналов R, G, В раздельно с АЦП 45, 46, 47 /48-50/ поступают в блок 95 кодека /фиг.10/, в нем в блок компрессии 140 для сжатия цифровой видеоинформации перед записью в блок 96 накопителя кодов. Блок 140 компрессии включает три идентичных кодера 142_1-3, каждый производит сжатие потока 12 Мбайт/с своего цветового сигнала. Способ сжатия состоит из последовательности следующих операций.

1. Сравнение значений кодов потока по величине для определения кодов, равных по величине и следующих друг за другом.

2. Подсчет числа кодов, равных по величине, начиная со второго кода последовательности, и формирование двоичного кода этого числа.

3. Ведение кода числа в поток вслед за первым кодом своей последовательности.

4. Занесение сжатого потока видеоданных в буферную память перед выдачей их на запись в сжатом виде.

Для восстановления потока видеоданных при воспроизведении выполняются следующие операции.

5. Определение в сжатом потоке кода числа, равных по величине кодов, по наличию сигнала в 9-м разряде кода.

6. Дешифрация кода числа, равных кодов, для формирования числа сигналов U_выд выдачи первого кода соответственно количеству изъятых кодов при сжатии.

7. Определение первого кода последовательности и выдача его соответственно числу изъятых кодов при сжатии.

Диаграмма процесса сжатия потока данных и восстановление е