Устройство для коррекции неравномерности уровня видеосигнала тепловизора Советский патент 1987 года по МПК H04N5/33 

13

Изобретение относится к телевизионной (ТЕ) технике и может найти применение в системах анализа тепловых полей объектов на основе тепловизоров (ТПВ).

Цель изобретения - повышение точности коррекции.

На фиг.1 приведена структурная эле.ктрическая схема устройства для коррекции неравномерности уровня сиг- нала тепловизора; на фиг.2 - структурная электрическая схема запоминающего блока на фиг.З - структурная электрическая схема блока формирования корректирующего сигнала.

Устройство для коррекции неравномерности уровня видеосигнала тепловизора (фиг.1) содержит блок умножения, блок 2 формирования корректирующего сигнала, блок 3 выбора центр ПОЛЯ; блок 4 выборки и хранения, первый 5 и второй 6 блоки вычитания, запоминающий блок 7, вход 8 и выход 9 устройства, входы сигналов 10 синхронизации и 11 управления.

Запоминающий блок 7 (фиг,2) содержит преобразователь 12 напряжение - код5 блок 13 памяти, преобразователь 14 код - напряжение, генератор 15 счетных импульсов, элемент 16 И, первый 17 и второй 18 импульсов и триггер 19о

Блок 2 формирования корректирующего сигнала (фиг.З) содержит блок 20 постоянной памяти, преобразова - тель 21 код - напряжение, генератор 22 счетных импульсов и первый 23 и второй 24 счетчики. Вход 10 синхронизации имеет два разряда: по младшему разряду поступают синхроимпульсы горизонтальной (строчной) развертки тепловизора, а по старшему - вертикальной (кадровой) развертки тепловизора.

Устройство работает следующим образ ом в

Для тепловизора с оптико-механической разверткой и одноэлементным приемником излучения (или многоэлементным приемником в ТПВ с последовательным сканированнем) сигнал , k) на выходе оптико-электронного тракта описывается соотношением и(п, k) p{m, k) U(m, k) + - uU(m, k) - и„,(1)

где m - номер элемента, строки; k - номер строки;

5

и(т, k) Р(

(т.

k) сигнал на выходе идеального тепловизора; коэффициент, учитываю1дий мультипликативную неравномерность видеосигнала, которая обусловлена виньетированием входного потока ИК-излучения и изменением коэффициента пропускания элементов оптико- механического сканирующего узла при их повороте. Коэффициент Mm, k) отсчитывается от центра поля с координатами (ш, ko), для которого принимается p.) k) 1. ДЦ, (m, k) - аддитивная неравномерность, создаваемая ИК-излучением элементов и узлов приемной -камеры тепловизора. Величина

Un(m5,k) отсчитывается от точки

m

о

/, для которой принимается kj,) 0. Ug одинаковое для всех точек кадра смещение уровня

5 сигнала, обусловленное собственным излучением узлов камеры. С течением времени это смещение изменяется и создает дрейф уровня видеосигнала ТПВ.

0 I

В блоке 20 постоянной памяти, входящем в блок 2, предварительно записываются значения корректирующего сигнала (т, k). Для измерения |(п, k) в каждой точке (га, k) изменяется перепад сигнала ьи(т, k), создаваемый одним и тем ке перепадом температуры.тест-объекта, и нормируется по отношению к сигналу

0 uU(in , k ). В качестве такого тест5

о , k, ) .

объекта может

использоваться, например, модель абсолютно черного тела (АЧТ) с температурой , перекрытая черненой металлической пластиной с отверстием, имеющей температуру TO J равную температуре окружающей среды.

Синхроимпульсы горизонтальной развертки, поступающие на вход 10,

синхронизируют генератор 22, который вырабатывает импульсы, подсчитываемые первым счетчиком 23, выходной код которого образует младшую часть адреса, подаваемого на блок 20. Каждый синхроимпульс горизонтальной развертки обнуляет первый счетчик 23 и увеличивает на единицу код во втором счетчике 24, образующий стар-, ие разряды адреса, подаваемого на

3I

блок 20. Каждьш синхроимпульс вертикальной развертки обнуляет второй счетчик 24.

Таким образом, из блока 20 постоянно считываются со скоростью раз вертки тепловизора записанные значения- ft(га, k), которые затем преобразуются в аналоговую форму пресбразо вателем 21 и поступают на выход блока 2 формирования корректирующего сигнала,

В блоке 1 осуществляется ут-шоже- ние входного сигнала, описываемого выражением (1), на корректирующий сигнал, формируемый в блоке 2, Сигнал и,(т, k) на выходе блока 1 равен

и, (т, k) U(m, k) (m, k)- - и„ /(ш, k) (2)

Для коррекции аддитивной неравномерности необходимо направить тепловизор на протяженный тест-объект, занимающий все поле обзора, имеющий равномерное распределение яркости по поверхности, и создающий полезный сигнал UT .

Блок 3 формирует импульс центра растра, соответствующий моменту сканирования точки (ир, kj,) в каждом кадре. По этому импульсу в блоке 4 запоминается значение сигнала и|(т, k), определяемое при наблюдении упомянутого выше тест-объекта в соот ветствии с формулой (2), следукяцим выражением

и т, (т„, kj l4 -.и,. (3)

На выходе второго блока вычитания 6 при э том будет следующий сигнал

„„ („, к, . Нл(В, iL.ya. , „

(4)

Для запоминания этого сигнала в запоминающем блоке 7 оператор подает на вход 11 импульс (например, с помощью кнопки длительностью в несколько периодов вертикальной раз--, вертки. При появлении этого импульса на входе 11 первым же синхроимпульсом вертикальной развертки триггер 19 в запоминающем блоке 7 устанавливается в состояние 1 и начинается запись сигнала в блок 13.

В запоминающем блоке 7 генератор 15 синхронизируется импульсами горизонтальной развертки и вырабатывает счетные импульсы. По фронту каждого из этих импульсов в выходном регистре преобразователя 12 фиксируется код, соответствующий значению оче63535. 4

редкой выборки сигнала, поступающего на вход запоминающего блока 7. За время длительности счетного импульса

этот код записывается в блок 13, а по спаду счетного импульса содержимое первого счетчика 17, определяющее младшие разряды адреса, поступающего на блок 13, увеличивается на

40 единицу. Адрес по вертикальной координате определяется вторым счетчиком 18.

За один кадр в блоке 13 записываются значения сигнала U(т, k)

15 во всех точках поля обзора. В следующих кадрах запись повторяется. После снятия И1 ульса на входе 1 1, по первому синхроимпульсу вертикальной развертки, триггер 19 сбрасывается

20 в о и запись заканчивается. В режиме считывания счетчики 17 и 18 последовательно вырабатывают все значения адреса, и записанные в блоке 13 значения сигнала , k) считы25 ваются, а затем преобразуются в аналоговую форму преобразователем 14 и поступают на выход запоминающего блока 7.

Первый блок 5 вычитания осущест30 вляет вычитание записанного в запоминающем блоке 7 сигнала из текущего сигнала U,(m, k). Выходной сигнал Uf(m, k) определяется следующим соот- нопением

U.(m, k) и,(га, k) - U (m, k) U(m, k) - UQ .

Таким образом, в выходном сигнале неравномерность скорректирована. Так как MJf,(m, k) и U постепенно ются, формирование сигнала U (m, k) надо периодически повторять.

Формула изобретения

45 Устройство для. коррекции неравномерности уровня видеосигнала тепловизора, содержащее блок умножения, первый вход которого соединен с выходом блока формирования корректи5Q рукяцего сигнала, первый блок вычитания, первый вход которого соединен с ш 1ходом запоминающего блока, при этом входы синхронизации блока формирования корректирующего сигнала и

55 запоминающего блока объединены между собой и являются входом сигнала синхронизации, отл, ичающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности коррекции, введены последовательно

соединенные блок выбора центра поля блок выборки и хранения и второй блок вычитания, причем второй вход блока умнокения является входом устройства, а выход соединен с информационным входом блока выборки и хра Мания, вторым входом первого блока вычитания и вторым входом второго

фцв.З

Составитель Г.Росаткевич Редактор Н.Киштулинец Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

Заказ 6383/57 Тир.аж 636 Подписное ВННШШ Государственного комитета СССР

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

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

363535

, блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом запоминающего блока, вход управления кото- g рого является входом сигнала управления, а вход синхронизации соединен с входом блока выбора центра поля, при этом выход первого блока вычитания является выходом устройства.

Изобретение относится к ТВ технике и повьппает точность коррекции. Устр-во содержит блок 1 умножения, блок 2 формирования корректирующего сигнала, блок 3 выбора центра поля, блок 4 выборки и хранения, блоки 5 и 6 вычитания, запоминающий блок-7, вход 8 и выход 9 устр-ва, вход сигналов 10 синхронизации и 11 управления. 3 ил.