Способ выделения сигнала контура изображения и устройство для его осуществления

Способ выделения сигнала контура изображения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистических

Рве ублик

9?0?25 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2 Х12ЯО (21) 3222? 35/18-pg с присоединением заявки №(23) Приоритет—

Опубликовано .301082. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30. 10. 82 ($g) М Кп 3

Н 04 N 5/14

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (ИЗУДК 821.3о7 (PSe.8) ) .н.ЕСЖ93Ч

В.Н. Безруков, С. Н. Клюев и Ш. Р. Муслимо ,7 ат Г„ НТ1 (1

1 ТИХИ, И г .С

Московский ордена Трудового Красного Энаме и Б((1) 1)ТЕ1 электротехнический институт связи (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВКЦЕЛЕНИЯ СИГНАЛА КОНТУРА ИЗОБРАЖЕНИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки телевизионного сигнала.

Известен способ получения раэностного сигнала с непрерывной модуляцией потенциала катода передающей трубки типа видикон напряжением исходного телевизионного сигнала с изотропной дефокусировкой электронного луча. Исходный телевизионный сигнал непрерывно записывается при .этом в виде потенциального рельефа на фотопроводящий слой мишени электроннолучевой трубки. Обраэсзанный в предыдущих циклах записи потенциальный рельеф, соответствующий расфокусированному изображению исходно го телевизионного сигнала, электрически вычитается из исходного телевизионного сигнала, прикладываемого в моментах записи к элементам мишени. С выхода непрерывно поступает телевизионный сигнал, соответствующий разности дефокусированного и сфокусированного изображений (11.

Устройство, осуществляющее данный способ, выполнено на базе передающей камеры с трубкой типа видикон и содержит телевизионную камеру,. вход которой соединен с выходом блока формирования. сигнала записи, а выход — со входом блока формирования считанного сигнала и с выходом усилителя исходного сигнала, управляющий вход камеры соединен с выходом блока управления апертурой луча.

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения заданной формы апертуры по плоскости растра на мишени передающей электроннолучевой трубки (ЭЛТ), так как реальная степень расфокусировки обычно изменяется по плоскости растра.

Например, в центре форма апертуры отличается от формы апертуры на краю из-эа изменения угла падения электронного луча на мишени ЭЛТ.

Обеспечение эквивалентности формы апертуры по всей поверхности растра обычно существенно усложняет операции и аппаратуру получения разностного сигнала, вариант с расфокусировкой электронного луча по растру не позволяет реализовать высококачественного выделения разностного сигнала.

Недостатком устройства, осуществляющего данный способ, является соответственно низкое качество выде970725 ленного сигнала разности и сложность реализации эффективной системы дефокусиравки луча, обусловленная необходимостью обеспечения эквивалентности степени дефокусировки луча по всей плоскости растра. 5

Известен способ получения разностного сигнала, основанный на формировании двух отдельных видеосигналов, каждый иэ которых соответствует иэображению с полной четкостью и расфокусированному изображению, последующем вычитании одного сигнала иэ другого (23.

Такое способ реализуется комбинированным электроннооптическим устройством, содержащим две телевизионные камеры, дающие два иэображения сцены, блок обработки сигнала, раэностный усилитель. Устройство позволяет производить апертурную коррекцию, подчеркивание границ, выделение контуров и т.д.

Недостатком такого способа является сложность Обеспечения дефокусировки, что ухудшает качественные показатели разностного сигнала: пространственно-частотную характеристику и отношение сигнал/шум.

-Недостатком устройства, осуществляющего данный способ, является низкое качество выделения сигнала раз- 30 ности, что обусловлено применением линий задержки, которые н широком диапазоне частот дают сильные искажения. Это не позволяет эффективно осуществить получение разностного 35 сигнала, или, например, преобразовать его спектр, Известен также способ выделения сигнала контура изображения, основан. ный на получении разностного сигнала путем вычитания из основного сигнала изображения сигнала дефокусировки с помощью оптических или элект рических средств (3 ).

Известно также устройство для выделения сигнала контура изображения, содержащее первую и нторую телевизионные камеры, блок разнерток, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами первой и второй телевизионных камер, формирователь синхронизирующих импульсов, выход которого соединен со входом блока формирования управляющих сигналов, блок амплитудной коррекции и смеситель 4 ).

Недостатком известного способа является то, что видеосигнал, соответствующий расфокусированному изображению, получается путем считывания потенциального рельефа оптичес- 4О кн дефокусированного изображения или путем управления апертурой считывающего луча при электронной дефокусиронке. В том и другом случаях нельзя получить равномерную дефокусировку g5 по краям и в центре растра: в первом случае из-за специфических искажений объектива (аберрации, дисторсия, кома), во втором из-эа различия радиусов кривизны отклонения луча и мишени.

Все это ухудшает качество выделен-ного разностного сигнала: пространственно-частотную характеристику и отношение сигнал/шум и усложняет процесс разностного сигнала. Кроме того, рассмотренный способ не позволяет выделить раэностный сигнал н фиксированном направлении по плоскости растра с одновременным подавлением составляющих других направлений.

Недостаток известного устройства заключается в сложности изготовления системы дефокусировки, связанной как с технологическими, так и с конструктивными трудностями, что усложняет процесс получения разностного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности и отношения сигнал/шум.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе выделения сигнала контура иэображения, основанном на разделении входного светового патока от объекта на первую и вторую пространственные световые составляющие, проецировании их на светочувствительные.поверхности двух датчиков телевизионного сигнала, одновременном формировании первого видеосигнала из первойсветовой составляющей, соотнетствующего расфокусироВанному изображению объекта ", и второго видеосигнала из второй световой составляющей, соответствующего сфокусированному изображению объекта, вычитании первого видеосигнала.из второго, после разделения входного светового потока изменяют пространственное положение первой световой составляющей по шумоподобному закону относительно оптической оси первого датчика телевизионного сигнала, при этом проецирование первой и второй световых составляющих на соответствующую светочувствительную поверхнасть осуществляют поочередно во времени, первый видеосигнал интегрируют, а нторой видеосигнал задерживают на нремя интегрирования первого.

Б известное устройство для выделения сигнала контура изображения, содержащее два датчика телевизионного сигнала,. блок, управления, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а первый выход через блок разнерток подключен к первому входу первого датчика телевизионного сигнала, а также последовательно соединенные смеситель и блок амплитудночастотной коррекции, блок относительной амплитудной коррекции, вход ко970725

15

65 торого соединен с выходом второго датчика телевизионного сигнала, введены оптический коммутатор, дефлектор, блок коррекции геометрических искажений, усилитель обратной связи, последовательно соединенные модулятор, блок. относительной частотной и временной коррекции, фаэоинвертор и коммутатор, а также интегратор, при этом первый выход оптического коммутатора соединен через дефлектов со вторым входом первого датчика телевизионного сигнала, второй выход оптического коммутатора связан с первым входом второго датчика телевизионного сигнала, к второму входу которого через усилитель обратной связи подключен второй выход блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к электрическому входу дефлектора и электрическому входу оптического коммутатора, первый выход блока коррекции геометрических искажений соединен с третьим входом второго датчика телевизионного сигнала, второй выход блока коррекции геометрических искажений связан с первым входом модулятора,. вход которого подключен к выходу блока относительной амплитудной коррекции, первый вход блока коррекци геометрических искажений соединен со вторым выходом блока разверток, второй вход блока коррекции геометрических искажений соединен с пятым выходом блока управления, шестой выход которого подключен к второму входу блока относительной частотной и временной коррекции, седьмой выход блока управления соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого датчика телевизионного сигнала и вторым вхоДом усилителя обратной связи, а выход — с первым входом смесителя, восьмой выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, соответствующий вход которого соединен с выходом блока относительной частотной и временной коррекции.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит оптический . коммутатор 1, дефлектор 2, первый и второй датчики 3 и 4 телевизионного сигнала, модулятор 5, блок 6 относительной частотной и временной коррекции, фазоиивертор 7, коммутатор 8, усилитель 9 обратной связи, блок 10 коррекции геометрических искажений, блок 11 относительной амплитудной коррекции, блок 12 разверток, интегратор 13, смеситель 14, блок .15 амплитудно-частотной коррекции, синхронизатор 16 и блок 17 управления.

Устройство — àáîòàåò следующим образом.

Изобрах<ение объекта поочередно во времени проецируется при помощи оптического коммутатора 1 на светочувствительные поверхности д тчиков 3 и 4 телевизионного сигнала, причем изображение на второй датчик 4 телевизионного сигнала проецируется обычным способом и запомина- ется на период, кратный длительности поля, а на первый 3 датчик телевизионного сигнала - дефлектором 2 например, качающимся зеркалом, кварцевым зеркалом и т.д.), работой которого управляет блок 17 управления.

Строчные и кадровые синхроимпульсы врабатываются в формирователе 16 синхронизирующих импульсов и подаются в блок 17 управления, который вырабатывает соответствующие управляющие сигналы для управления оптическим коммутатором 1, дефлектором 2, блоком 12 разверток, коммутатором 8, усилителем 9 обратной связи, интегратором 13, блоком 10 коррекции геометрических искаяений и блоком 6 относительной частотной и временной коррекции.

В отдельных телевизионных камерах эффективность получения сигнала разности может быть увеличена за счет введения отрицательной обратной связи (ООС ), т.е. изменением режима работы камеры при введенной:ООС можно добиться увеличения амплитуды разностного сигнала. Однако введение ООС возможно не во всех типах существующих в настоящее время датчиков телевизионного сигнала. Поэтому в предлагаемое устройство введен усилитель

9 обратной связи, что позволяет осуществить выключение ООС и получить раэностный сигнал при выключенной ООС.

Модулятор 5 обеспечивает сохранение амплитуды сигнала, считанного со второго датчика 4 телевизионного сигнала, при осуществлении коррекции геометрических искажений. Амплитуда сигнала на выходе модулятора 5 изменяется в соответствии с сигналом от блока 10 коррекции геометрических искажений. Коррекция относительных, амплитудных, частотных, временных искажений и геометрических искажений процесса проецирования от одной камеры к другой осуществляется соответственно в блоке 11 относительной амплитудной коррекции, в блоке 6 относительной частотной и временной коррекций и в блоке 10 коррекции геометрических искажений.

Фазоинвертор 7 изменяет фазу сигнала, задержанного вторым датчиком 4 телевизионного сигнала на 180" . Для получения суммарного сигнала коммутатор 8 подключает выход модулятора 5 непосредственно на вход смеси970725

7 теля i4, а для получения раэностно" го сигнала через фазоинвертор 7 °

В предлагаемом устройстве возможно получение телевизионного сигнала пространственной разности путем одновременного проецирования светового воздействия на светочувствительнью поверхности датчиков 3 и 4 телевизионного сигнала. В этом случае оптический коммутатор 1 отключается.

Кроме того, возможно получение теле-. визионного сигнала межкадровой.разности, которую осуществляют отключением дефлектора. нал интегрируют, а второй видеосигнал задерживают на время интегрирова ния первого.

2. Устройство для выделения сигнала контура иэображения, содержащее два датчика телевизионного сигнала, блок управления, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а первый выход через блок разверток подключен к первому входу первого датчика телевизионного сигнала, а также последовательно соединенные смеситель и блок амплитудночастотной коррекции, блок относиПредлагаемые способ и устройство выгодно отличаются от указанных прототипов, так как выделенный сигнал контура изображения, получаемый согласно этому способу, имеет более высокое качество: улучшенные прост-, ранственно-частотную характеристику и отношение сигнал/шум, кроме того, оба датчика 3 и 4 телевизионного сигнала могут быть как запоми .— нающими, так и на приборах с зарядовой связью.

Устройство выделения сигнала контура иэображения менее сложно по техническому решению и позволяет 36 осуществить высококачественное выделение разностного сигнала в любом заданном по растру направлении.

Формула изобретения

1. Способ выделения сигнала контура иэображения, основанный на разделении входного светового потока 4 от объекта на первую и вторую пространственные световые составляющие, проецировании их на светочувствительные поверхности двух датчиков телевизионного сигнала, одновремен- 45 ном формировании первого видеосигнала из первой световой составляющей, соответствующего расфокусированному изображению объекта, и второго видеосигнал из второй световой составляю- 5О .щей, соответствующего сфокусированному изображению объекта, вычитании первого видеосигнала иэ второго, отличающийся тем, .что, с целью повышения точности и отношения сигнал/шум, после разделения входного светового потока изменяют пространственное положение первой световой составляющей по шумоподобному закону относительно оптической оси первого датчика телевизионного сигнала> при этом проецирование первой н второй световых составляющих на соответствующую светочувствитель- ную поверхность осуществляют поочередно во времени, первый видеосиг- 65 тельной амплитудной коррекции, вход которого соединен,с вЫходом второго датчика телевизионного сигнала, о т— личающееся тем, что, с целью повышения точности и отношения сигнал/шум, введены оптический коммутатор, дефлектор, блок коррекции геометрических искажений, усилитель обратной связи, последовательно соединенные модулятор, блок относительной частотной и временной коррекции, фаэоинвертор и коммутатор, а также интегратор, при этом первый выход оптического коммутатора соединен через дефлектор со вторым вхохом первого датчика телевизионного сигнала, второй выход оптического коммутатора соединен с первым входом датчика телевизионного сигнала, к второму входу которого через усилитель обратной связи подключен второй выход блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к электрическому входу дефлектора и электрическому входу оптического коммутатора, первый выход блока коррекции геометрических искажений соединен с третьим входом второго датчика телевизионного сигнала, второй выход блока коррекции геометрических искажений соединен с первым входом модулятора, вход которого подключен к выходу блока относительной амплитудной коррекции, первый вход блока коррекции геометрических искажений соединен с вторым выходом блока раэверток, второй вход блока коррекции геометрических искажений соединен с пятым выходом блока управления, шестой выход которого подключен к второму входу блока относительной частотной и временной коррекции, седьмой выход блока управления соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого датчика телевиэионного сигнала и вторым входом усилителя обратной связи, а выход — с первым входом смесителя, восьмой вы.ход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, соответствующий вход которого соединен

970725

Составитель С. Канатчикова

Редактор Н. Безродная Техред С.Мигунова Корректор C. Шекмар

Заказ 8429/78 Тираж 688 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 с выходом блока относительной частотной и временной коррекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Великобритании и 1128855, кл. Н 4 F, 1968 °, 2. Патент США Р 3987243, кл. 178-6.8, 1976.

З.Патент Великобритании и 985518, кл,. Н 4 F, 1965 (прототип).

4.Патент Великобритании В 1087298, кл. Н 4 F, 1967 (прототип) .