Устройство формирования сигналов изображения Советский патент 1987 года по МПК H04N5/335 

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для формирования сигналов изображени

Цель изобретения - повышение контрастности изображения.

На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства формирования сигналов изображения.

Устройство формирования сигналов изображения содержит светочувствителную матрицу 1 приборов с зарядовой связью (ПЗС), состоящую из секции 2 накопления, секции 3 памяти и выходного регистра 4, синхрогенератор 5, регистр 6. сдвига, блок 7 вычитания, видеоконтрольный блок 8, блок 9 усреднения, содержащий затворы 10, объединенные в две фазы, и стоп- каналы 11, источник 12 постоянного напряжения, генератор 13 прямоугольных импульсов и элемент ИЛИ 14.

Устройство работает следующим образом.

Под действием напряжения с выхода источника 12 под затворами 10 первой фазы блока 9 усреднения создаются потенциальные ямы, в которых может сохраняться заряд в течение полу кадра телевизионного изображения. Во время очередной строки телевизионного изображения видеосигнал с выхода выходного регистра 4 светочувствительной матрицы 1 ПЗС поступает на вход регистра 6 сдвига и записывается в нем в виде зарядовых пакетов в потенциальных ямах под затворами 1П.

Во время строчного гасящего импульса первоначально с первого выхода генератора 13 прямоугольный импульс поступает на затворы 10 второй фазы блока 9 усреднения. Образовавшиеся при этом потенциальные ямы под затворами 10 второй фазы служат кана лами для ненаправленного параллельного обмена зарядами между потенциальными ямами под затворами регистра 6 сдвига и потенциальными ямами под затворами 10 первой фазы блока 9 усреднения. При этом каждому каскаду задержки регистра 6 сдвига соответствуют свои потенциальные ямы под затворами 10, которые отделены от потенциальных ям других каскадов задержки стоп-каналами 11. В результате к-й каскад регистра 6 сдвига обменивается только с одноименными (к-ми) потенциальными ямами под затворами 10.

Для эффективной работы устройства необходимо, чтобы количество затворов в блоке 9 усреднения было несколько десятков или сотен и чтобы суммарная емкость С, в к-х потенциальных ямах блока 9 усреднения была в десятки раз больше емкости потенциальной ямы каскада задержки Ср регистра 6 сдвига. В этом случае при длительном обмене (в течение единиц микросекунд) разница jU - U - UC.CP между усредненным по вертикали на изображении значением видеосигнала по предыдущим строкам и.срИ значением записанного в регистр 6 сдвига видеосигнала U, в результате обмена уменьшится до величины aUp, причем dUp Г (AU+UC.CP )Cp+Uc.cjCv

М

Со -- с.

-UCCP / U

Ср

+ с.

5

5

0

о

5

Это свидетельствует о возможности эффективного локального усреднения сигналов по вертикали путем ненаправленного параллельного обмена зарядами между потенциальными ямами регистра 6 сдвига и блока 9 усреднения.

При уменьшении времени обмена, определяемого длительностью импульса с выхода генератора 13, не все потенциальные ямы под затворами 10 успевают принять участие в обмене. Эквивалентная суммарная емкость уменьшается. Локальное усреднение производится по меньшему числу строк. Таким образом, достигается плавная регулировка локального усреднения по вертикали на изображении от десятков строк до единиц при изменении длительности импульсов на выходе генератора 13 от единиц до долей микросекунд.

Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигается подачей импульса с другого выхода генератора 13 через элемент ИЛИ 14 на затворы регистра 6 сдвига. В результате под всеми затворами ре- гистра 6 сдвига образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль регистра 6 сдвига, а сле- 5 довательно, локальное усреднение выборов сигнала. Степень усреднения по горизонтали плавно регулируется путем изменения длительности импульса на выходе генератора 13 от нулевой

0

313

при длительности импульса менее 0,01 МКС до практически полного усреднения при длительности импульса несколько микросекунд. Импульсы генератора 13 синхронизируются синхргене- ратором 5, следуют один за другим и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса.

С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного изображения выводится из регистра 6 сдвига и на его место записывается приходящий видеосигнал. В блоке 7 вычитания видеосигнал локально усредненного изображения вычитается из исходного видеосигнала. В результате достигается подавление низкочастотной составляющей сигнала изображения с регулируемым диапазоном подавления. Это эквивалентно осуществлению операции регулируемой двумерной фильтрации верхних частот,что приводит к повьппе- нию контрастности изображения.

В качестве регистра 6 сдвига и блока 9 усреднения может быть использована светочувствительная матрица ПЗС. При этом функцию регистра 6 сдвига выполняет выходной регистр 4 мат рицы, а функцию блока 9 усреднения - секция 3 памяти.

Формула изобретения

1. Устройство формирования сигналов изображения, содержащее светочувствительную матрицу приборов с зарядовой связью, состоящую из секции накопления, секции памяти и выходного регистра, последовательно соединенные регистр сдвига, информационный вход которого соединен с выходом выходного регистра светочувствительСоставитель Э.Борисов Редактор В.Петраш Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Заказ 3851/57 Тираж 638Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. ПрЬектная, 4

0

15

256

20

25

14

ной матрицы приборов с зарядовой связью, блок вычитания, другой вход которого объединен с информационным входом регистра сдвига, и видеоконтроль- Hbrfi блок, а также синхрогенератор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами секции накопления, секции памяти и выходного регистра светочувствительной матрицы приборов с зарядовой связью, а четвертьп выход соединен с управляюпщм входом видеоконтрольного блока, отличающееся тем, что, с целью повьппе- ния точности, введены последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, и элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом синхрогенератора, а вькод соединен с управляющим входом регистра сдвига, а также источник постоянного напряжения и блок усреднения, первая группа входов которого соединена с выходом источника постоянного напряжения, вторая группа входов соединена с вторым выходом генератора прямоугольных импульсов, а группа выходов соединена с группой входов регистра сдвига.

40

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок усреднения содержит затворы, объеди- 35 ненные в две фазы, и стоп-каналы, при этом затворы первой фазы являются первой группой входов блока усреднения, затворы второй фазы являются второй группой входов блока усреднеде прибора с зарядовой связью на подложке, общей с блоком усреднения.

Изобретение относится к телевидению и обеспечивает повышение контрастности изображения. Устр-во содержит светочувствительную матрицу (см) 1 приборов с зарядовой связью (ПЗС), синхрогенератор 5, регистр сдвига (PC) 6, блок 7 вычитания, видеоконтрольный блок 8, блок 9 усреднения, источник 12 постоянного напряжения, генератор 13 прямоугольных импульсов и элемент ИЛИ 14. СМ 1 состоит из секции накопления 2, секции памяти 3 и выходного регистра 4. Блок 9 содержит затворы 10, обеъединен- ные в две фазы, и стоп-каналы 11. Ви/ деосигнал строки с выходного регистра 4 СМ 1 поступает на PC 6, вьтолнен- ный на одной подложке с блоком 9 в виде ПЗС, и записьшается в нем в ви- де зарядовых пакетов в потенциальных ямах. Во время строчного гасящего импульса по импульсу генератора 13 под затворами 10 второй фазы блока 9 под действием источника 12 образуются потенциальные ямы. В результате каскады PC 6 обмениваются зарядами с одноименными потенциальными ямами под затворами 10, разделенными стоп- каналами 11. При изменении длительности импульсов генератора 13 происходит плавная регулировка локального усреднения по вертикали изображения. Локальное усреднение по горизонтали происходит по импульсу генератора 13, прошедшему, через элемент ИЛИ 14. При этом под всеми затворами PC 6 образуется общая потенциальная яма, по которой растекаются заряды. В блоке вычитания 7 усредненный сигнал вьгчи тается из исходного. В результате подавляется низкочастотная составляющая сигнала изображения и повышается контрастность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л со со N9 СЛ а