Устройство для определения параметров движения изображения с колокольным распределением яркостей

Устройство для определения параметров движения изображения с колокольным распределением яркостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Н

5А.Т61 1 Л1- < 5 ю,.:О1„ 1,(КЯ

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческми

Реслублмк

11 11767791

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. К,я.

G 08 6 9/00 (22) Заявлено 20.11.78 (21) 2706620/18 — 24

/ с присоединением заявки М

Гевударстаеалыл камитет

СССР пв делам рзебретеник и открытия (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30.09.80 (53) УД К681.ззз (088.8) Е. М. Карпов, О. Г, Корганова, Н. И. Назаров и В. В. Сбродов (72) Авторы изобретения

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ С КОЛОКОЛЬНЫМ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ЯРКОСТЕЙ

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной техники, применяемой для измерения параметров движения, и может быть использомно для бесконтактного нэмерейия вибраций различных объектов и сред и компенсации внбрационного смаэа изображения.

Для бесконтактного измерения вибраций объектов и сред применяют устройства определения параметров движения изображения 11).

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению явля10 ется устройство (21. Устройство содержит полупрозрачное зеркало, компенсирующую. диафрагму, фотоэлектронные умножители, отражающие зеркала, усилители постоянного тока, 15 передающую телевизионную трубку с двухканальной отклоняющей системой, генераторы кадровой и строчной разверток.

В этом устройстве преобразование перемещения светового пятна в выходные сигналы

20 производится посредством обработки видеосигнала всего яркостного пятна. При колокольном распределении яркостей .границы светового пятна — края колокола яркости — удалены на разные расстояния от его центра — вершины колокола. Причем в процессе измерения вследствие изменения запыленности атмосферы меняются как форма и размеры границ колокола яркости, так и значение максимума яркости в его вершине. Поэтому известное устройство нри измерении вектора вибрации изображения с колокольным распределением яркостей имеет изменяющуюся нелинейность и нестабильность преобразования, что обусловливает его низкую точность.

Целью настоящего йзобретення является повьцценне точности измерения составляющих вектора вибрации изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее передающую телеви- . зионную трубку, генераторы кадровой и строч. ной разверток, два усилителя постоянного тока, введен -первый, и второй сумматоры, первая н вторая линии задержки, первый и второй блоки вычитания, нуль-индикатор, первый и второй синхронные детекторы, первый н второй фильтры низких частот, синхрогенератор и регистратор. При этом фотокатод

767791

55 передающей телевизионной трубки через последоватсльно соединенные первую линию задержки и первый блок вычитания и через последовательно соединенные вторую линию задержки и второй блок вычитания подключен соответсТвенно к - первому н второму входам нуль-индикатора и подсоединен также непосред-. ственно к другим входам первого и второго блоков вычитания, а выход нуль-индикатора через последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый фильтр низких частот, первый усилитель постоянного тока, первый сумматор и через последовательно coeANHoHHble второй синхронный детектор, второй фильтр низких частот, второй усилитель посто- 15 янного тока, второй сумматор подключен соответственно к первому и второму входам развертки передающей телевизионной трубки.

Выходы первого и второго усилителей постоянного тока соединены соответственно с пер- 20

BblM и вторым входами регистратора, к входу синхронизации которого подключен первый выхо?т синхрогенератора, второй выход которого соединен с третьим входом нуль-индикатора и через генераторы кадровой и строчной 25 разверток с другими входами соответственно первого и второго синхронных детекторов, а

"-вторые выходы генераторов кадровой и строчной разверток подключены к другим входам соответственно первого и второго сумматоров.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит передающую телевизионную трубку-диссектор 1 с двухканальной отклоняющей системой, сумматоры 2, 3, формирующие напряжения для перемещения сканирующего пятна соответственно в кадровом и строчном направлениях, кадровую 4 и строчную 5 линии задержки, кадровый 6 и строчный40

7 блоки вычитания, генераторы кадровой 8 и строчной, 9 разверток, нуль-индикатор 10, кадровый 11 и строчный 12 синхронные детекторы, кадровый 13 и строчный 14 фильтры низких частот, усредняющие выходные 45 напряжения синхронных детекторов, синхрогенератор 15, синхронизирующий работу устройства в целом, кадровый 16 и строчный 17 усилители постоянного тока, регистратор 18.

Работает устройство следующим образом, С вибрирующим объектом жестко связывается точечный источник излучения, Оптическая

- система — объектив — проецирует изображение точечного источника на фотокатод диссектора. Распределение яркостей в изображении является колокольным, что обусловлено высокочастотной фильтраш ей объектива и размытостью иэображения из-за запыленности воздуха. Причем значение яркости в вершине

4 колокола в процессе измерения меняется как вследствие изменения состава атмосферы, так и иэ-за неравенства коэффициента передачи оптической системы в различных точках объектива.

Перемещение изображения линейно связано с вибрацией объекта. Генераторы кадровой 8 и строчной 9 разверток, синхронизируемые синхрогенератором 15, через сумматоры 2 и 3 управляют отклоняющей системой диссектора.

Считывание изображения осуществляется по методу строчно-кадровой развертки с частичным перекрытием соседних строк друг другом, что повышает разрешающую способность преобразования. Видеосигнал с выхода диссектора о поступает непосредственно и через строчную линию 5 задержки с малым временем задержки на входы строчного блока 7 вычитания.

В процессе считывания строки строчный сигнал сначала возрастает и на выходе блока. 7 напряжение положительное, а затем после проI хождения максимума уменьшается и на выходе блока 7 напряжение отрицательное. Момент смены знака на выходе блока 7 означает момент появления максимума строчного сигнала. Выходной сигнал диссектора поступает также непосредственно и через кадровую линию 4 задержки с временем задержки, равным строчному периоду, на входы кадрового блока 6 вычитания.

В процессе считывания кадра разность текущего и предыдущего строчных сигналов сначала положительная, затем отрицательная.

Момент смены знака на выходе блока 6 означает, что была росканирована строка, проходящая через вершину колокола яркости, Двухвходовой нуль-индикатор 10, синхрони зируемый синхрогенератором, выдает импульс в момент одновременного появления на своих входах нулевых напряжений. Таким образом, этот импульс индуцирует момент появления максимума значения сигнала сканирования строчно-кадрового растра движущегося изображения, т.е. момент "накрытия" аппертурой диссектора вершины колокола яркости. Этот импульс подается на входы кадрового 11 и строчного 12 синхронных детекторов, управляемых генераторами кадровой и строчной разверток. Моменты появления максимума значения видеосигнала относительно середин кадрового и строчного; периодов определяют смещение изображения в кадровом и строчном направлениях относительно центра растра. Импульсы, длительность которых пропорциональна величине, а знак — направлению смещения в кадровом и строчном направле ниях, с выходов синхронных детекторов после усреднения фильтрами 13, 14 низкой частоты поступают на входы усилителей 16, 17 постоянного тока. В том случае, когда изображение колокола яркости своей вершиной находится точно в середине фотокатода диссектора, выходные сигналы у усилителей равны нулю и центр растра совпадает с центром фотокатода.

В случас смещения изббраження относительно центра фотокатода на выходах усилителей появляются соответствующие напряжения, кото- 111 рые, суммируясь в сумматорах с напряжениями кадровой и строчной раэверток, смещают растр до совпадения его центра с вершиной колокола яркости. Таким образом, смещение растра компенсирует смещение изображения.

При этом выходные напряжения усилителей пропорциональны смещению изображения в кад-ровом и строчном направлениях. Эти напряжения поступают в регистратор 18, синхронизируемый синхрогенератором. Там они прео разуются в выходные сигналы — частоты, б амплитуды и фазы кадровой и строчной составляющих вектора вибрации изображения.

Использование строчно-кадровой развертки с частичным перекрытием строк выгодно от- эч личает предлагаемое устройство, так как значительно повышает разрешающую способность преобразования. Кроме того, экстремальная обработка сигнала повышает точность и номехозащищенность устройства, так как уменьшает влияние неравномерности коэффициента °: передачи оптической системы и влияние изменения состава атмосферы. В предлагаемом устройстве реализуется метод уравновешивающего преобразования, обеспечивающий высо35 кие метрологические характеристики.

Предлагаемое устройство может с успехом применяться при бесконтактном измерении вектора вибрации различных объектов.

767791 6 ного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения составляющих вектора вибрации иэображения, в него дополнительно введены первый и второй сумматоры, первая и вторая линии задержки, первый и второй блоки вычитания, нуль. индикатор, первый и второй синхронные детекторы, первый и второй фильтры низких частот, синхрогенератор, регистратор, причем фотокатод передающей телевизионной трубки через последовательйо" йждиненнме первую линию задержки и первый блок вычитания и через последовательно соедййеннь1е вторую линию задержки н второй блок вйчнтания под-! ключен соответственно к первому и второму входам нуль-индикатбра и подключен также непосредственно к другим" входвм первого и второго блоков вычитання; а выход нуль индикатора через последовательно соединенные первый синхронный детектор, первый фильтр низких частот, первый усилитель постоянного тока, первый сумматор и через последовательно соединенные второй синхронный детектор, второй фильтр низких частот,-второй усилитель постоянного тока, второй сумматор подключен соответственно к первому и второму входам развертки передающей телевизионной трубки, а выходы первого и второго усилителей постоянного тока соединены соответственно с первым к вторым входами регистратора, к входу синхронизации которого подключен первый вйход синхрогенератора, второй выход которого соединен с третьим входом нуль-индикатора и через генераторы кадровой н строчной раэверток с другими входами соответственно первого и второго синхронных детекторов, à вторые выходы генераторов кадровой и строчной разверток подключены к другим входам соответственно первого и второго сумматоров.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров движения изображения с колокольным распреде45 лением яркостей, содержащее передающую телевизионную трубку, генераторы кадровой и строчной разверток, два усилителя постоянИсточники информации, принять1е во внимайие при экспертизе

- 1. Авторское свидетельство СССР Я 378896, кл. G 06 G 9/00, 1971.

2. Полоннк А. С. Телевизионная автоматика. "Энергия", 1970, с. 71, 72 (прототип).

767791

Составитель Т. Иванова

Техред А. Ач

Редактор И. Грузова

Корректор И. Муска

Подписное

Тираж 751

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Заказ 7197/46

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4