СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ИСКАЖЕНИЙ ВИДЕОСИГНАЛА ФОТОПРИЕМНИКА Российский патент 2002 года по МПК H04N5/217 

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при обработке сигналов формирования видеосигнала на матричных приборах с зарядовой связью (ПЗС).

Известны способы и устройства коррекции искажений видеосигнала (А. С. N 1350845, Способ коррекции искажений видеосигнала фотоприемника, H 04 N 5/217, Б. И. N 41, 1987 г. ), возникающих при переносе зарядовых пакетов из ячейки, в ячейку. Из-за их неполной передачи в видеосигнале образуются искажения, обусловленные неэффективностью переноса заряда (НПЗ) ε. Величина ε характеризует долю неперенесенного заряда.

Устройство для реализации способа коррекции искажений видеосигнала содержит формирователь видеосигнала на основе ПЗС-линейки, блок задержки, коммутатор, блок компенсации искажений.

Формирователь содержит N фоточувствительных ячеек. Блок задержки содержит N-1 элементов задержки на тактовый период переноса заряда в ПЗС, один вход и N выходов. Коммутатор содержит N аналогичных ключей, которые являются управляемыми. Блок компенсации искажений содержит N элементов компенсации искажений, причем каждый содержит сумматор, элемент задержки на тактовый период, умножитель, цепь обратной связи.

Это устройство работает с ПЗС-линейкой и, кроме того, содержит большое количество элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ коррекции искажений видеосигнала, реализованный в устройстве по авт. св. N 1608826, H 04 N 5/33, Б. И. N 43, 1990 г. Здесь корректировку искажений видеосигнала осуществляют выбором из блока памяти корректирующих коэффициентов, которые умножают на текущее значение видеосигнала, поступающего на вход блока умножения, т. е. в реальном масштабе времени считывания информации.

Формирование корректирующих коэффициентов, хранимых в блоке памяти, производят заранее методом инверсной фильтрации внешним устройством, которое при этом подключают к блоку памяти при засветке фотоприемника равномерным потоком излучения.

Из-за процессов старения элементов устройства, изменения температуры корректирующие коэффициенты могут изменяться и точность коррекции нарушается.

Задачей изобретения является повышение точности коррекции с одновременным упрощением устройства, реализующего заявляемый способ.

Поставленная задача достигается тем, что по способу коррекции искажений видеосигнала фотоприемника, заключающемуся в коррекции видеосигнала в соответствии с искажениями, обусловленными неэффективностью переноса заряда ε, по которому получают сигнал с приемной ПЗС-матрицы с соответствующим коэффициентом искажения, дополнительно формируют сигнал коррекции с контрольной ПЗС-матрицы с коэффициентом искажения, равным коэффициенту искажения сигнала с приемной ПЗС-матрицы, а выходной сигнал получают путем деления сигнала, снятого с lj-го элемента приемной ПЗС-матрицы, на сигнал, снятый с lj-го элемента контрольной ПЗС-матрицы, аналогичной приемной ПЗС-матрице, где 1 - номер элемента в строке, j - номер строки, при этом контрольную ПЗС-матрицу постоянно и равномерно освещают.

Устройство для реализации способа коррекции содержит формирователь видеосигнала в виде приемной ПЗС-матрицы, синхронизатор, блок выработки сигнала коррекции, состоящий из контрольной ПЗС-матрицы, аналогичной приемной матрице и оптически связанной с источником постоянной и равномерной засветки, блок деления, первый вход которого соединен с выходом приемной ПЗС-матрицы, а второй - с выходом контрольной ПЗС-матрицы, причем управляющие входы обеих ПЗС-матриц связаны с одним синхрогенератором, а выход блока деления является выходом устройства по видеосигналу без искажений. На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ.

Здесь: 1 - приемная ПЗС-матрица (формирователь видеосигнала);
2 - блок деления;
3 - блок выработки сигнала коррекции;
4 - контрольная ПЗС-матрица;
5 - источник излучения;
6 - синхрогенератор.

Устройство содержит формирователь видеосигнала 1, выход которого соединен с первым входом блока деления 2, второй вход которого соединен с выходом контрольной ПЗС-матрицы 4, оптически связанной с источником постоянной и равномерной засветки 5, причем управляющие входы обеих ПЗС-матриц связаны с одним синхрогенератором 6. ПЗС-матрица 4 блока 3 выработки сигнала коррекции аналогична приемной ПЗС-матрице 1. Секция накопления ПЗС-матрицы 4 постоянно и равномерно облучена от источника излучения 5. Матрица 4 и источник 5 защищены непрозрачным экраном от воздействия посторонних источников излучения.

Обе матрицы работают в режиме кадрового переноса и содержат по две независимые секции: накопления и памяти. Примененный режим работы матриц известен (Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов /Г. Г. Ишанин, Э. Д. Панков, А. Л. Андреев, Г. В. Польщиков. - Спб. : Политехника, 1991. - 240 с. ).

Устройство работает следующим образом. После формирования зарядовых рельефов в секциях накопления в течение цикла накопления обеих матриц эти заряды быстро переносятся в секции памяти. Затем осуществляется построчное и поэлементное считывание накопленных зарядов с помощью нижних регистров. Вышеописанные действия производятся синхронно в обеих матрицах, так как они управляются от одного синхрогенератора 6.

Видеосигнал, снятый с приемной ПЗС-матрицы 1, вследствие НПЗ изменяется по закону
U_lj = C_lj (l - ε )^(l+j-2) = C_ljK_ИС, (1)
где C_lj - видеосигнал, соответствующий сигнальному зарядовому пакету l-й ячейки в j-й строке; K_ИС - коэффициент искажений для l-й ячейки j-й строки; 1≤l≤N; 1≤j≤M;
N - число ячеек в строке; M - число строк в секции матрицы.

В то же время, после каждого тактового импульса с контрольной ПЗС-матрицы появляется элемент сигнала, снятый с l-й ячейки j-й строки,
U_4lj = C₄ (l - ε )^(l+j-2) = C₄K_ИС, (2)
где C₄ - величина сигнала с l-й ячейки первой строки матрицы 4 (причем C₄ = const).

Коэффициент искажений K_ИС появляется также вследствие НПЗ.

Сигнал (2) является сигналом коррекции.

Проведенные рассуждения справедливы при допущении постоянства величины ε всех ячеек обеих матриц.

Выходной сигнал получают путем деления в блоке 2 сигнала (1) на сигнал (2) для l-х ячеек j-х строк с обеих матриц. В итоге из блока 2 выходит сигнал без искажений, обусловленных НПЗ, U_2lj = C_lj/C₄.

Уменьшение сигнала U_2lj по амплитуде можно компенсировать масштабным коэффициентом блока деления 2 или постановкой усилителя с необходимым коэффициентом усиления.

Таким образом, применение предложенного способа компенсации искажений видеосигнала позволяет повысить точность преобразования оптического изображения в электрический видеосигнал, а устройство, реализующее этот способ, является простым в реализации и надежным в работе.

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при обработке сигналов формирования видеосигнала на матричных приборах с зарядовой связью (ПЗС). Способ заключается в коррекции видеосигнала в соответствии с искажениями, обусловленными неэффективностью переноса заряда ε. На выходе приемной ПЗС-матрицы (1) формируют сигнал с соответствующим коэффициентом искажения, а на выходе блока (3) выработки сигнала коррекции - сигнал коррекции с таким же коэффициентом искажения. Блок (3) представляет собой контрольную ПЗС-матрину (4), аналогичную приемной (1) и постоянно и равномерно освещаемую источником (5). Выходной сигнал получают путем деления сигнала, снятого с lj-го элемента приемной ПЗС-матрицы (1) на сигнал, снятый с lj-ro элемента контрольной ПЗС-матрицы (4), где l - номер элемента в строке, j - номер строки. Технический результат - повышение точности коррекции искажений при одновременном упрощении устройства. 1 ил.

Способ коррекции искажений видеосигнала фотоприемника, заключающийся в коррекции видеосигнала в соответствии с искажениями, обусловленными неэффективностью переноса заряда ε, по которому получают сигнал с приемной ПЗС-матрицы с коэффициентом искажения, отличающийся тем, что формируют сигнал коррекции с контрольной ПЗС-матрицы с коэффициентом искажения, равным коэффициенту искажения сигнала, снятому с приемной ПЗС-матрицы, а выходной сигнал получают путем деления сигнала, снятого с lj-го элемента приемной ПЗС-матрицы, на сигнал, снятый с lj-го элемента контрольной ПЗС-матрицы, аналогичной приемной ПЗС-матрице, где l - номер элемента в строке, j - номер строки, при этом контрольную ПЗС-матриwe постоянно и равномерно освещают.