Способ формирования телевизионного сигнала Советский патент 1989 года по МПК H04N5/335 

спектр упорядоченного сигнала по оси v; на фиг, 6 - дискретный спектр результирующего сигнала по оси Vy при заявленном способе ТВ-съемки; на фиг. 7 - аппроксимация апертурно-им- пульсной характеристики ТВ-системы; на фиг, 8 - частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров.

Устройство (фиг, I) содержит объектив 1, дефлектор 2, матричный преобразователь свет-сигнал (МИСС) 3, например, на ПЗС-матрице, блок 4 передачи информации, блок 5 управления и синхронизации, блок 6 приема информации ЭВМ 7, цифровой магнитофон 8 и полутоновый дисплей 9,

Устройство работает следующим образом.

Оптическое изображение объекта формируется объективом 1, отклоняет- .ся дефлектором 2, преобразуется в ТВ-сигнал МПСС 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передач1| информации, причем этот процесс повторяется MX My рзз при различных положениях оптического изображения относительно МПСС, изменяемых с помощью дефлектора 2 по сигналу блока 5 уп- правления и синхронизации, Радиосиг- нал по каналу связи поступает в блок 6 приема информации и далее в ЭВМ 7, с помощью которой проводится размещение отсчетов в памяти в порядке еле- дования координат центров считываемых МПСС, -прямое преобразование Фурье упорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-ча- стотную характеристику элемента МПСС и обратное преобразование Фурье,

В качестве дефлекторов 2 могут быть использованы, например, акусто- оптические дефлекторы. Возможно также механическое смещение ШСС 3 от- носительно исходного светового поток Остальные компоненты устройства яв- ляются стандартными.

Пусть h(x, у) - апертурно-импульс ная характеристика (АИХ) элементар- ного фотоприемника. Значение сигнала изображения, получаемого элементарным фотоприемником в точке с координатами (х, у), равно

а(х, у)а°(х, y)+s(x, у) (1)

.где а(х, .y) S Mx ,y )b(x I . -, -о

-х ,у -y )dx dy - сигнал без шума;

Ь(х, у) - освещенность оптического изображения; s(x, у) - щумовая компонента.

1

После упорядочения отсчетов, последовательно считанных при х М у - положениях МПСС относительно исходного светового потока, получается дискретньй сигнал

a(ilx, jly),

где 1, 1 у - шаги смещения вдоль

строк и столбцов МПСС 3 i«0,l,2,,,.,M;,Ny-l; j-0,l,2,,,,,M.,N,,-l; i -Ks у число элементов в строках и столбцах МПСС 3, Сигнал а,-- следующим образом связан с требуемым ТВ-сигналом (без шумов) , соответствующим разложению оптического изображения с размерами элемента разложения 1 My/г My/г

jSS - - -

i t

где константы, получаемые при аппроксимации реальной АИХ h(x, у) кусочно-постояииой АИХ (фиг, 7), причем (ошибки аппроксимации включены в шумовую компоненту s,-:)s

h (x, у) Ь,при lx-ml Ul /2 и . 1у-п1,,(.1,,/23,(3)

Соотношение (2) эквивалентно следующему соотношению спектров Фурье:

Н

Ами+Оо /

tiv OV UV UV

где заглавными буквами обо..начены дискретные спектры сигналов, обозначенных соответствующими строчными буквами. При этом %v (диск;.етный спектр функции h) есть дискретная апертурно-частотная характеристика (АЧХ) ТВ-системы.

Поэтому, разделив спектр АЧХ HUV, получим спектр

Аоу Ф1лгА1,, ,

где Sy jj- S|jy- спектр шума,

а выполнив его обратное преобразование Фурье, получим требуемый ТВ-сигнал a,, j +s;j ,

Таким образом, предлагаемый способ съемки эквивалентен съемке нормальной ТВ-системой, имеющей «МуЫ у элементов разложения размером

5

,. Шумы эквивалентной нор- Мсшьцой ТВ-системы здеисят от харак- теристч исходной ТВ-системы.

При решении узкоцелевых задач, когда, приближенно известен средний спектр мощности |А цу|7сигнала ац , вместо инверсной целесообразно использовать винеровскую фильтрацию, при которой частотная характеристика корректирующего фильтра имеет вид

Ф.

Huv

UV тй;;;й+ тп7| 77гтА° v

При этом получается минимальная средняя мощность шумов SM среди всех возможных линейных пространственно- инвариантных преобразований.

Частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров условно показаны на фиг. 8.

Формула из обретения Способ формирования телевизионного сигнала, основанш 1й на проецировании исходного светового потока на фоточувствительные элементы матричного преобразователя свет-сигнал (МПСС), последовательном относительном смещении МПСС и исходного свето49684

вого потока на М лагов вдоль строк и на М шагов вдоль столбцов МПСС, причем шаги щ бирают в М и M,j раз меньшими расртов ящ мевду центрами элементов МПСС соответственно по направлению строк и столбцов, поэлементном считывании сигнала в каждом положении МПСС, его запомина10 НИИ с размещением отсчетов в порядке следования координат центров счи- тывае1«1х элементов КПСС и последующем преобразовании в телевизион шй сигнал с размерами элемента разложе15 ния, равными шагами смещения, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения точности фop aIpoвaния путем уменьшения времени экспонирования светового потока, при поэлемент20 ном считывании сигнала в каяодом положении МПСС размеры элемента разложения выбирают равными размеру элемента МПСС, при преобразовании запомненного сигнала в телевизионный сигнал

25 последовательно осуществляют прямое преобразование Фурье, делят полученный спектр на апертурно-частотную характеристику элемента МПСС и осуществляют обратное преобразование Фу30 рье..,

Изобретение относится к прикладному телевидению и обеспечивает повышение точности формирования ТВ-сигнала путем уь еньшения времени экспоИзобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано при реализации телевизионных (ТВ) систем высокого пространственного разрешения, используемых при проведении ТВ-съемок исследрвательс-- кого характера в различных областях науки и техники, например, при космических съемках поверхности земли или других небесных тел. Цель изобретения - повьшение точности формирования ТВ-сигнала путем нирования светового потока. Оптич. изображение объекта формируется объективом 1, отклоняется дефлектором 2, преобразуется в ТВ-сигнал матричным преобразователем свет-сигнал (МПСС) 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передачи информации. Этот процесс повторяется М) раз (My - шаги вдоль строк и М 5 - шаги вдоль столбцов МПСС 3) при различных положениях ОПТИЧ. изображения относительно МПСС, изменяемых дефлектором 2 по сигналу блока 5 управления и синхронизации. Радиосигнал поступает в блок 6 приема информации и далее в- ЭВМ 7. ЭВМ 7 проводит размещение отсчетов в памяти в порядке следования координат центров считываемых зл-тов МПСС 3, прямое преобразование Фурье упорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-час- тотную хар-ку эл-та МПСС 3 и обратное преобразование Фурье. 8 ил. О) со 4i со Од уменьшения времени зкспонирования светового потока. На фиг. 1. изображена структурная схема устройства, реализующего способ формирования телевизионного сигнала; на фиг. 2 - исходная последовательность разложение оптического изображения вдоль оси X; на фиг.З - разложение оптического изображения оси X, получаемое после упорядочения отсчетов; на фиг. 4 - результирующее разложение оптического, изображения вдоль оси X; на фиг. 5 - дискретный

Фие. 1

or r

t . U7 «Й ffxix Я

ft

C&tf«.5

jb

Яд flxLxihlx (ftut.f

k.

Редактор H,Коляда

Составитель Г.Росаткевич Техред М.Моргентал

Заказ 6882 Тираж 627Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор А.Обручар