Фотоприемник движущихся изображений (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК H04N7/18 H04N3/14 

(54) ФОТОПРИЕМНИК ДВИЖУЩИХСЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к телевизионным системам контроля и слежения, в частности к устройствам вьаделе- ния подви)хных объектов, находящихся в поле зрения устройства.

Известны двумерные фотоприемники, содержащие матрицу приборов с зарядовой связью (ПЗС) и схему считывания сигнальных зарядов, которые позволяют вьщелять подвижные объекты Cl.

Недостатком данных фотоприемни- ков является их низкая чувствительность при движении изображений, так как время наполнения зарядов тем меньше, чем больше скорость движения.

Известен также фотоприемник движущихся изображений, содержащий матрицу светочувствительных элементов, объединенных в линейки межэлементной :3арядовой связью, входной и выходной регистры, ячейки которых соединены с соответствующими входами и выходами линеек матрицы, генератор тактовых импульсов, подключенный к матрице, датчик скорости движения изображения, подключенный к частотно-мс.лулирующему входу генератора тактовых импульсов С25.

Недостатком известного фотоприемника является отсутствие возможности вьщелять подвижные объекты.

г Цель изобретения - расширение

функциональных возможностей фотоприемника путем обеспечения возможности выделения подвижных объектов на движущемся изображении.

0 Поставленная цель достигается тем, что в фотоприемник движущихся изображений, содержащий основную матрицу светочувствительных элементов, объединенных в линейки межэлемент|ной зарядовой связью,причем входы и

выходы линеек основной матрицы светочувствительных элементов соединены соответственно с ячейками входного и выходного регистров, генератор тактовых импульсов, подключенный к

20 основной матрице светочувствительных элементов и датчик скорости движения изображения, выход которого соединен с частотно-модулирующим входом генератора тактовых импульсов,

25 введены последовательно соединенные инвертор,, блок задержки и дополнительная матрица светочувствительных элементов с входным и выходным регистрами, идентичная основной,при этом

30 первый вход инверто15а соединен с выходным регистром основной матрицы светочувствительных элементов,второй его вход - с вторым выходом генератора , тактовых импульсов,.третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока задержки и дополнительной матрицы светочувствительных элементов.

Второй вариант фотоприемника вижущихся изображений, позволяющий остичь поставленную цель, а также уменьшить геометрические размеры фо оприемника и. уровень помех, отлиается от первого тем, что введены не один, а два блока задержки, выолненные в виде.матриц несветочувст-15 вительных элементов, объединенных межэлементной зарядовой связью в линейки, число которых равно числу линеек в матрицах светочувствительных элементов, причем первый и второй 20 блоки задержки включены соответственно между выходами линеек и ячейками выходного регистра основной матрицы светочувствительных элементов и между ячейками входного регистра 25 и входами линеек дополнительной атрицы светочувствительных, элементов, а выходной регистр основной атрицы светочувствительных элементов соединен с входным регистром ЗО ополнительной матрицы светочувствительных элементов через инвертор.

На фиг. 1 представлена структурная схема первого варианта фотопримника движущихся изображенийJ на .сэ иг. 2 - структурная схема второго арианта фотоприемника движущихся изображений.

Фотоприемники движущихся изображений содержат основную матрицу 1 дл светочувствительных элементов с входным регистром 2 и выходным регистром 3, инвертор 4, блок 5 задержки, дополнительную.матрицу 6 светочувст, вительных элементов с входным регист- ... ром 7 и выходным регистром 8, генератор 9 тактовых импульсов, датчик 10 скорости движения изображения, блоки 11 и 12 задержки.

Фотоприемник движущихся изображе-, НИИ работает следующим образом. 50

Контролируемое поле (фиг. 1), содержащее подвижные и неподвижные объекты при помощи оптической системы (не показана) проектируется на светочувствительные основную 1 и до- 55 полнительную 6. матрицы. Вследствие движения основания фотоприемника с постоянной скоростью на основной 1 и дополнительней 6 матрицах формируется движущееся изображение. Фо- 0 топриемник ориентируют так, чтобы линейки основной и дополнительной магриц 1 и б были параллельны вектору скорости движения изображения, который предполагается неизменным. j

Через входной регистр 2 во все линейки основной матрицы 1 вводится заряд, соответствующий нулевому уровню, после чего зар5вд6вые пакеты движутся вдоль линеек со скоростью, равной скорости движения изображения что обеспечивается соответствующей частотой импульсов генератора 9, управляемой сигналом датчика io. За время движения зарядных пакетов вдол линеек основной матрицы 1 .происходит накопление сигнальных зарядов, пропорциональных освещенности соответствующих участков изображения. Затем заряды через выходной регистр 3 поступают в инвертор 4, где меняют свой знак относительно нулевого уровня на противоположный, после чего через блок 5 задержки и входной регистр 7 поступают в дополнительную матрицу 6. Время задержки выбирается таким образом, чтобы зарядовые пакеты постулали в первые элементы линеек дополнительной матрицы б в момент появления на тех же элементах соответствующих этим зарядовым пакетом участков движущегося изображения.

В процессе движения зарядовых пакетов вдоль линеек дополнительной матрицы б происходит дальнейшее накопление сигнальных зарядов, пропорциональных освещенности сооответствующих участков изображения, после чего зарядовые пакеты через выходной регистр 8 поступают на выход фотоприемника. Благодаря инвертированию сигналов в инверторе 4 и идентичности основной 1 и дополнительной б матриц (для чего их желательно вБШолнять на одном кристалле) сигнальные заряды, соответствующие стационарным частям изображения и накопленные в основной 1 и дополнительной б матрицах взаимно уничтожаются. От нулевого уровня будут отличаться .лишь те зарядовые пакеты, которые соответствуют изменяющим во времени свою освещенность участкам изображения, что позволяет детектировать подвижные объекты и объекты переменной яркости.

Фотоприемник движущихся изображений (фиг. 2) работает аналогично фотоприемнику (фиг. 1). Отличие со.стоит в том, что задержка сигналов Iпроисходит во время их движения вдоль линеек несветочувс вительных матриц блоков 11 и 12 задержки. Требуемое время задержки сигнала в блот ках 11 и 12 задержки рбесп ч ивается соответотвуюдим количеством элементов в линейках матриц несветочувствительных элементов.

По сравнению с базовым объектом, которым являются выпускаемые зарубежной промьшшенностью приемники изображения на основе ПЗС-матриц, способные детектировать подвижные объекты только в неподвижном относительно приемника изображении, или требующие при их использовании для обработки движущегося изображения применения громоздких схем механиче кой компенсации сдвига изображения и циклического переброса приемника на величину кадра, предлагаемый фотоприемник проще по конструкции и скорость обработки в режиме сканиро вания в нем не менее, чем в два раза выше при той же чувствительности Формула изобретения 1. Фотоприемник движущихся изображений, содержащий основную матрицу светочувствительных элементов, объединенных в линейки межэлементной зарядовой связью, причем входы и выходы линеек основной матрицы светочувствительных элементов соединены соответственно с ячейками входного и выходного регистров, генератор тактовых импульсов, подключенный к основной матрице светочувс вительных элементов, датчик скорости движения изображения, выход которого соединен с частотно-модулирующим входом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения возможности выделения подвижных объектов на движущемся изображении, в него введены последовательно соединенные инвертор, блок задержки и дополнительная матрица светочувствительных элементов входным и выходным регистрами, иден тичная основной, при этом первый вход инвертора соединен с выходным регистром основной матрицы светочув ствительных элементов, второй его вход - с вторым выходом генератора тактовых импульсов, третий и четвер тый выходы которого подключены соот ветствённо к управляющим входам л блока задержки и дополнительной матрицы светочувствительных элементов. 2. Фотоприемник движущихся изображений, содержащий основную матрицу светочувствительных элементов, объединенных в линейки межэлементной зарядовой связью, причем входы и выходы линеек основной матрицы светочувствительных элементов соединены соответственно с ячейкс1ми входного и выходного регистров, генератор |тактовых импульсов, подключенный к основной матрице светочувствитель1ных элементов, и датчик скорости движения изображения, выход которого соединен с частотно-модулирующим входом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения возможности выделения подвижных объектов на движущемся изображении, в него введены два блока задержки, инвертор и дополнительная матрица светочувствительных элементов с входным и выходным регистрами, идентичная основной, управляющие входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, при этом блоки задержки выполнены в виде матриц несветочувствительных элементов, объединен ных межэлементной з арящовой связью в линейки, число котормхравно числу линеек в матрицах светочувствительных элементов, причем первый и второй блоки задержки включены соответственно между выходами линеек и я:чейками выходного регистра основной матрицы светочувствительных элементов и между ячейками входного регистра и входами линеек дополнительной матрицы светочувствительных элементов, а выходной регистр основной матрихда светочувствительных элементов соединен с входным регистром дополнительной матрицы светочувствительных элементов через инвертор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Секен К., Томпсет М. Приборл с перекосом заряда. М., Мир, 1978, с. 166-188. 2.Авторское свидетельство СССР 587637, кл. Н 04 N 3/14, 1974 (прототип).