СПОСОБ И УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРАСТИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК H04N5/202 H04N5/16 H04N5/57 H04N9/69 

Изобретение относится к телевизионным системам, используемым при экологическом мониторинге, поиско-спасательных работах, для наблюдения, разведки и управления оружием в военном ТВ, в охранных телевизионных системах.

При телевизионной съемке на натуре с дистанций в сотни метров и более яркостная и цветовая контрастности деталей объекта деградируют из-за рассеяния света в воздушной среде. Степень этой деградации зависит не только от дистанции съемки, но и от состояния атмосферы в данный момент, т.е. действующей метеодальности. Задачей изобретения является увеличение контраста изображения мелких неконтрастных деталей и контрастирование всего поля изображения в соответствии с контрастом указанных деталей.

За прототип заявленного изобретения способа и устройства принято техническое решение (1) “устройство обработки видеосигнала”, содержащее блок фиксации, первый и второй усилители, первый коммутатор, синхроселектор, генератор окна, первый коммутатор, выходной усилитель, регулировки позиционирования, цепь обратной связи, содержащую схему фиксации, второй усилитель, детекторы черного и белого, первый и второй блоки управления.

В прототипе реализован следующий способ контрастирования. В генераторе окна формируют импульсы, определяющие на телевизионном изображении прямоугольную зону, в пределах которой осуществляют контрастирование. Размеры указанной зоны контрастирования и ее положение на изображении могут регулироваться оператором с целью выделения интересующей части изображения. Контрастирование в указанной зоне осуществляют с помощью системы автоматического регулирования, состоящей из управляемой схемы фиксации, регулируемого усилителя детекторов черного и белого и двух блоков управления. Детекторы измеряют уровни черного и белого в поступающих на вход схемы сигналах. Блоки управления воздействуют на вторую схему фиксации и второй усилитель, обеспечивая равенство указанных уровней опорным, заданным в блоке управления. Далее контрастированный видеосигнал с выхода второго усилителя поступает на второй сигнальный вход коммутатора, который под действие импульсов генератора “окна” пропускает его на выход устройства. При этом вне зоны действия “окна“ на выход устройства проходит исходный видеосигнал с выхода первого усилителя.

Недостатком известного технического решения является то, что контрастирование осуществляется до появления первой контрастной детали, Контрастор устройства-прототипа контрастировал ее до 100%, а предполагаемые малоконтрастные детали не выделял и никак не обрабатывал, так, например, при установке телевизионной системы с контрастором (1) на борту летательного аппарата. При попадании в поле “окна" деталей носителя контрастор не обеспечивал увеличение заметности удаленных (вблизи линии горизонта) деталей, а останавливает свою работу на контрастировании крупной детали конструкции носителя, несущественной для задачи обнаружения малоконтрастных деталей в окружающем пространстве.

Задачей изобретения являлось создание способа и устройства, позволяющих проконтрастировать все изображение в соответствии с контрастом выделенной детали и устранить влияние сильноконтрастных деталей на работу схемы автоматического контрастирования.

Для этого в известном способе, состоящем в том, что на телевизионном изображении выбирают участок растра, осуществляют соответствующее ему стробирование видеосигнала и его обработку, приводящую к контрастированию изображения, в соответствии с заявленным способом, выбор положения и размеров участка, в котором происходит стробирование видеосигнала, определяется вероятностью появления в нем объекта поиска, причем измерение уровней и контрастов для обработки видеосигнала производят в этом участке и в соответствии с полученными результатами измерений производят обработку видеосигнала для всей площади растра с компрессией уровня сигнала от деталей, исходно имеющих большой контраст.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства автоматического контрастирования телевизионного изображения. На фиг.2 изображены временные диаграммы, поясняющие работу блока формирования импульсов коммутации.

Устройство контрастирования содержит первый блок фиксации 1, первый усилитель 2, первый коммутатор 3, выходной усилитель 4, синхроселектор 5, генератор метки 6, блок формирования импульсов коммутации 7, второй блок фиксации 8, второй усилитель 9, первый и второй блоки управления 10 и 11, детекторы черного и белого 12 и13, второй коммутатор 14, позиционер 15.

Устройство работает следующим образом. Оператор, регулируя позиционер, выбирает место на изображении, где предполагается интересующая малоконтрастная деталь. Сигнал от позиционера поступает на генератор метки, где формируются импульсы коммутации из элементов видеосигнала, соответствующих малоконтрастным деталям изображения. Сформированные импульсы поступают далее на управляющие входы обоих коммутаторов.

При наличии импульсов на управляющем входе второго коммутатора он запирается и прекращает прохождение сигнала на детекторы черного и белого. Схема устройства контрастирования видеосигнала, представленная на фиг.1, состоит их трех каналов: канал прямого прохождения сигнала 1, канал автоматического контрастирования 2, канал синхронизации и управления 3. Видеосигнал поступает в канал прямого прохождения, где последовательно проходит через блок фиксации 1, первый усилитель 2, коммутатор 3 и выходной усилитель 4. Одновременно входной видеосигнал поступает на канал 3, состоящий из синхроселектора 5, генератора метки 6, и блок формирования импульсов коммутации 7. Синхроселектор выделяет из входного видеосигнала синхроимпульсы и формирует из них импульсы строчной и кадровой частоты, необходимые для работы генератора метки 6.

Генератор метки формирует короткие стробирующие импульсы, которые управляют работой блока 7, и одновременно подаются на выходной усилитель 4 для суммирования с видеосигналом. На изображении эти импульсы формируют метку небольших (в несколько элементов) деталей, которая может перемещаться оператором с помощью позоционера. Блок формирования импульсов коммутации производит измерение амплитуды видеосигнала в месте действия стробирующих импульсов. Этот видеосигнал поступает с дополнительного выхода второго усилителя. Далее относительно измеренного уровня в блоке задается зона допустимого изменения сигнала и производится постоянное сравнение по уровню видеосигнала с границами этой зоны. При выходе видеосигнала за границы указанной зоны в ту или иную сторону на выходе блока 7 формируются импульсы коммутации, управляющие работой коммутаторов 3,14. Работа блока поясняется временными диаграммами, изображенными на фиг.2 На фиг.2а показан фрагмент видеосигнала, содержащий соответствующее большому(заштрихованному) и малому контрасту изображения. На фиг.2б показаны импульсы коммутации, сформированные в результате сравнения уровней видеосигнала с границами зоны допустимых изменений амплитуды.

Канал автоматического контрастирования состоит из управляемого блока фиксации 8, регулируемого усилителя 9, блоков управления 10 и 11, детекторов уровней черного и белого 12 и 13 и дополнительного коммутатора 14. Дополнительный коммутатор 14 обеспечивает прохождение на вход канала автоматического контрастирования только сигналов малого уровня, формирующих малоконтрастное изображение и определяемых в месте действия стробирующих импульсов.

На выходе канала автоматического контрастирования формируется сигнал, соответствующий изображению со 100%-ным контрастом, который через второй сигнальный вход коммутатора 3 в момент действия импульсов коммутации проходит на выход устройства. В целом в результате работы устройства на его выходе формируется суммарный сигнал, обеспечивающий наличие на изображении наряду с контрастированными зонами зон с исходным контрастом, что эквивалентно компрессии сигналов с большим исходным контрастом при прохождении заявленного устройства.

Промышленная применимость

Схема заявленного устройства разработана и действует на основе отечественной элементной базы общего применения. Способ и устройство могут быть широко использованы в обзорно-поисковых телевизионных системах прикладного и специального назначения и могут быть рекомендованы к использованию в вещательных телевизионных системах путем включения в состав генератора спецэффектов.

Источники информации

1. Курков Н.И., Разин А.И., Розвал Я.Б., Тюрин B.C. Устройство обработки видеосигнала./Техника кино и телевидения, №6, 1999.

Изобретение относится к телевизионным системам, используемым при экологическом мониторинге, поисково-спасательных работах, для наблюдения, разведки и в охранных телевизионных системах. Техническим результатом является обеспечение возможности проконтрастировать все изображение в соответствии с контрастом выделенной детали и устранить влияние сильноконтрастных деталей на работу схемы автоматического контрастирования. Технический результат достигается за счет стробирования видеосигнала в выбранной позиционером зоне, определения контраста выделенного сигнала и фиксации уровней черного и белого всего остального сигнала в соответствии с этими уровнями черного и белого. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ автоматического контрастирования телевизионного изображения, состоящий в том, что на телевизионном изображении выбирают участок растра, осуществляют стробирование соответствующего ему видеосигнала и его обработку, приводящую к контрастированию телевизионного изображения, отличающийся тем, что выбор положения и размеров участка растра, в котором происходит стробирование видеосигнала, определяется вероятностью появления в нем интересующей малоконтрастной детали изображения, причем измерение уровней и контрастов для обработки видеосигнала производят в этом участке растра и в соответствии с полученными результатами измерений производят обработку видеосигнала для всей площади растра с компрессией уровня сигнала, соответствующего деталям телевизионного изображения, исходно имеющих большой контраст.2. Устройство автоматического контрастирования телевизионного изображения, содержащее последовательно соединенные первый блок фиксации, первый усилитель, первый коммутатор, выходной усилитель, выход которого является выходом устройства, содержащее также синхроселектор, вход которого и вход первого блока фиксации являются входами видеосигнала, последовательно соединенные детектор черного, первый блок управления, второй блок фиксации и второй усилитель, выход которого соединен со вторым входом первого коммутатора, последовательно соединенные детектор белого, второй блок управления, выход которого соединен со вторым входом второго усилителя, отличающееся тем, что введены блок формирования импульсов коммутации, второй коммутатор, позиционер, причем первый выход блока формирования импульсов коммутации соединен с первым входом введенного второго коммутатора, ко второму входу которого подключен выход второго усилителя, первый и второй выходы второго коммутатора подключены ко входам детектора белого и детектора черного соответственно, первый вход блока формирования импульсов коммутации соединен с первым выходом введенного генератора метки, второй выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя, второй выход блока формирования импульсов коммутации соединен с третьим входом первого коммутатора, выход позиционера подключен к управляющему входу генератора метки, первый и второй выходы синхроселектора подключены к первому и второму входам генератора метки соответственно, выход первого усилителя соединен со вторым входом блока формирования импульсов коммутации и со вторым входом второго блока фиксации.