Устройство квантования видеосигнала на два уровня Советский патент 1983 года по МПК H04N5/21 

Изобретение относится к телевидению, может использоваться при построении замкнутых телевизионных систем количественного анализа изображений, например в телевизионных счетчиках микрообъектов (счет кровяных телец и др.). Известно устройство квантования видеосигнала, содержащее телевизионную камеру, пиковый детектор, переменный резистор, компаратор и линию задержки, к выходу телевизионной камеры подсоединен вход пикового детектора и вход линии задержки, выход пикового детектора соединен с одним выводом переменного резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, отвод переменного резистора соединен с первым входом компаратора, а выход линии задержки - с вторым входом компаратора, выход компаратора является выходом устройства 1. Постоянную времени разряда пикового детектора необходимо выбирать небольшой, иначе данный детектор не будет обеспечивать слежения за экспериментальными значениями видеосигнала. Уровнем порога в данном устройстве является часть сигнала пикового дедектора, снимаемая с отвода переменного резистора. Поскольку в интерналах между экстремальными значениями видеосигнала пиковый детектор разряжается, то изменяется и порог квантования, причем изменение порога будет тем значительнее, чем больще длительность интервалов между экстремальными значениями видеосигнала, что приводит к ощибкам квантования видеосигнала. Наиболее близким техническим решением является устройство квантования видеосигнала на два уровня, содержащее телевизионную камеру, выход которой подключен к входу первой линии задержки, первый компаратор, выход которого соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, переменный резистор, один вывод которого подключен к общей щине, а отвод - к первому входу второго компаратора, кроме того, выход телевизионной камеры через первую и вторую линии задержки соединен с вторыми входами первого и второго компараторов, через пиковый детектор - с первым входом первого компаратора, а также с входом блока выборки-хранения 2. Однако известное устройство квантования имеет недостаточную точность квантования, вызванную наличием ошибки установки уровня порога. Эта ошибка обусловлена тем, что в качестве порогового сигнала берется часть уровня белого, а при одном и том же уровне белого импульсы видеосигнала могут иметь различную амплитуду (например, объекты разной контрастности, расположенные на однородном фоне). Обычно длительность импульсов должна измеряться на уровне половины амплитуды каждого импульса. Следовательно, указанный недостаток приводит к больщим ощибкам измерения длительности импульсов квантованного видеосигнала, которые приводят, в свою очередь, к значительным ощибкам работы последующего устройства, например устройства измерения геометрических параметров объектов. Цель изобретения - повыщение точности квантования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство квантования видеосигнала на два уровня, содержащее телевизионную камеру, выход которой подключен к входу линии задержки, первый компаратор, выход которого соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, переменный резистор, один вывод которого подключен к общей щине, а отвод - к первому входу второго компаратора, введены последовательно соединенные и включенные между первым входом второго компаратора и R-входом введенного RS-триггера, инвертор третий компаратор и элемент ИЛИ, между вторым входом которого и выходом первого компаратора введен формирователь заднего фронта, выход линии задержки через введенный аналоговый сумматор подключен к входу блока выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, выход телевизионной камеры подключен непосредственно и через дифференцирующую цепь к вторым входам первого и второго компараторов соответственно, а выход дифференцирующей цепи соединен с вторым входом третьего компаратора, выход второго компаратора подключен к S-входу RS-триггера, причем другой вывод переменного резистора подключен к источнику постоянного напряжения. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу; на фиг. 3 - график зависимости дли тельности импульса квантованного видеосигнала от порога квантования. Устройство содержит телевизионную камеру 1, дифференцирующую цепь 2, первый компаратор 3, переменный резистор 4, инвертор 5, второй компаратор 6, элемент ИЛИ 7, RS-триггер 8, аналоговый сумматор 9, блок 10 выборки-хранения, линию )1 задержки, третий компаратор 12, формирователь 13 заднего фронта. Устройство работает следующим образом. При пересечении изображения объектов сканирующим лучом на выходе телевизионной камеры 1 формируются импульсы видеосигнала (фиг. 2а), которые поступают на дифференцирующую цепь 2, где выделяются фронты видеосигнала (фиг. 26). Фронты видеосигнала подаются на вторые входы второго компаратора 6 и третьего компаратора 12, на первый вход второго компаратора 6 подается пороговое напряжение, снимаемое с переменного резистора 4, а на первый вход третьего компаратора 12 - напряжение того же уровня, но противоположной полярности, поскольку оно инвертируется инвертором 5. Пороговые напряжения показаны на фиг. 26 пунктирными линиями, выходные сигналы компараторов 6 и 12 показаны на фиг. 2 в, г. Сигнал с выхода второго компаратора 6 подается на S-вход RS-триггера 8 и устанавливает RS-триггер в состояние.«,1. а сигнал с выхода третьего компаратора 6 через элемент ИЛИ 7 подается на R-вход RS-триггера 8 и устанавливает RS-триггер 8 в состояние 0. Следовательно, на выходе RS-триггера 8 образуется двухуровневый сигнал, в котором «1 соответствует пересечению изображения объекта сканирующим лучом, а О - промежутку между изображениями объектов (фиг. 2). Аналоговый сумматор 9, блок 10 выборки-хранения, линия 11 задержки, первый компаратор 3, формирователь 13 заднего фронта предназначены для установки RS-триггера 8 в состояние О при отсутствии импульса заднего фронта дифференцированного видеосигнала, что имеет место при коротких импульсах видеосигнала. В исходном состоянии блок 10 выборкихранения открыт и на .первый вход первого компаратора 3 подан видеосигнал, сдвинутый ПО постоянному уровню относительно сигнала на втором входе первого компаратора 3 с помощью подачи на первый вход аналогового сумматора 9 постоянного регулируемого напряжения. На фиг. 2е сигнал на втором входе первого компаратора 3 показан сплошной линией, а сигнал на первом входе - пунктирной. При приходе импульса видеосигнала напряжение на втором входе первого компаратора 3 становится ниже напряжения на первом входе, первый компаратор 3 переключится и закроет блок 10 выборки-хранения, который затем откроется первым компаратором 3, когда импульс видеосигнала закончится. Сигнал на выходе компаратора приведен на фиг. 2ж. Формирователь 13 формирует импульс заднего фронта (фиг. 2з) выходного сигнала первого компаратора 3, и через элемент ИЛИ 7 импульс заднего фрорта поступает на вход R RS-триггера 8 и устанавливает RS-триггер 8 в состояние О при отсутствии выходного сигнала третьего компаратора 12. Следует отметить, что для правильной работы устройства постоянное регулируемое напряжение на втором входе аналогового сумматора 9 должно быть таким, чтобы выходной сигнал формирователя 13 приходил позднее выходного импульса третьего компаратора 12, если на выходе третьего компаратора 12 имеется импульс. Это достигается тем, что пороговое напряжение, снимаемое с переменного резистора 4, всегда по абсолютной величине больше постоянного регулируемого напряжения, подаваемого на второй вход аналогового сумматора 9. На фиг. 3 изображены диаграммы работы предлагаемого устройства, из которых видно, что длительность импульса квантованного видеосигнала не зависит от порога квантования, а следовательно, равна длительности импульса на уровне 50% от его амплитуды. Таким образом, предлагаемое устройство, на выходе которого благодаря применению аналогового сумматора, дифференцируюш.ей цепи, инвертора, RS-триггера, третьего компаратора, формирователя заднего фронта и элемента ИЛИ, имеются импульсы квантованного видеосигнала, длительность которых соответствует длительности исходного видеосигнала, взятой на уровне 50% амплитуды видеосигнала, независимо от установленного порога квантования, позволяет повысить точность квантования видеосигнала на два уровня по сравнению с известными устройствами, в которых в качестве порога квантования используется часть уровня белого, что создает ошифси в длительности квантования импульсов. Итак , при использовании предлагаемого устройства длительность импульсов квантованного видеосигнала практически не зависит от порога квантования и позволяет повысить точность работы последующих устройств, например устройства измерения геометрических параметров микрообъектов примерно в 1,5-2 раза по сравнению с известными. Повышение точности измерений позволяет повысить достоверность диагностики, либо при сохранении заданной достоверности уменьшить статистически необходимый объем анализируемой выборки, что, в свою очередь, повышает произво сительность труда лаборантов (ориентировочно на 20-25%).

УСТРОЙСТВО КВАНТОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА НА ДВА УРОВНЯ, содержащее телевизионную камеру,выход кото рой подключен к входу линии задержки, первый компаратор, выход которого соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, переменный резистор, один вывод которого подключен к общей шине, а отвод - к первому входу второго компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности квантования, в него введены последовательно соединенные и включенные между первым входом второго компаратора и R-входом введенного RS-триггера инвертор, третий компаратор и элемент ИЛИ, между вторым входом которого и выходом первого компаратора введен формирователь заднего фронта, выход линии задержки через введенный аналоговый сумматор подключен к входу блока выборкихранения, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, выход телевизионной камеры подключен непосредственно . и через дифференцирующую цепь к вторым входам первого и второго компараторов соответственно, а выход дифференцирующей цепи соединен с вторым входом третьего компаратора, выход второго компаратора подключен к S-входу RS- с триггера, причем другой вывод переменного резистора подключен к источнику постоянного напряжения. Вшход 1Ю Ю СО OQ