Устройство компенсации паразитного сигнала фотоприемника Советский патент 1990 года по МПК H04B15/00 

Изобретегша отгюсится к средствам связи и моке бы ть кепольэовано. при рос Гроавд ш тег1ейнзиошй.х систем, в пастностн mJ PposiKonH ecKHJs: и астро- иоми-ческнх телавизнош-гш: систем с

Цалью иэОбр йтеш{й является снижение энергопотребления.

На фиг, приведена структурная . схема устройства компенсации пара- эитного фотоприемникй ка фиг.2 - с.тру|стурная окема подавителя точеч- RTiiK дефек-гов; на фиг.З - струя тур- . пап cfxewa интерполятхгра/

Устройство компексащш й-аразит- кого фотоприемника (,,) содер- «шт в1Л1итатель 1 управляег агй делитель напряжения 2;, -первый и второй гшФр анапоговые преобрауозатегш 3 и 4j первый, второйэ- третегйе четвертый пятый и шестой усглиталя 5 10;, пер- . вый, второй н тре-з кй ког-шутаторы 11- 13.ф ШЬтр шгашнк часто- 14,, анапо- го цнфро&ой преобг1аэователь 15 первый и йторой накопители б и 17.; . SHK I8s подавнтелз. точечиых .дефек™ 1чгз 19, первый н 2;т-орс(й дополнит ель- вазе вычитателн 20 и 21 д. nepBbjI i и рто- soft пийовые детек . оры 22 и 23 j пер- . вый и второй сумг«1торы 24 и 25 j, нер«« аый н второй инта пояяторьз 26 и 27 первый к зтооой д -литепи. частотна 28 29.

Подавитель точечных дефектов (см, иг.2) содержит вьргитатель 30, пер- вый и второй дали г али нг-пряжеиий 31 и 325-первый и второй элементы задерз.1 кн 33 и 34 J nepBbriis второй;, тре шй Е-г .четвертый комму гаторы 36 -, 38, первый и второй элементы. ИДИ 39 к 40;/- первь й и второй инверторы 41 н 42| сумматор 43р пороговый блок 44 ком паратор 43g блок памяти 46 первый

и второй счетч1жи 47 и 48,

РТнтерполятор () содержит первый, второйг Т1;)етий к четвертьй элементы, задержки-49 - 52,, .первый к второй нычитатели 53 к 54, первый, второй и .т.ратнй с: ммэтор&1 55 - 57,, первый и второй д-глителм напряжения 58 и 59,

Устройс-пзо работает. следутощиы образом.

Рабочему резким-/ работьт устройства предшествуют два реш-тма калибровки

режют эаписи в первый накопитель.6 темиового сигнала фпт шриемника| ре- записи во второй накопнтель 1

5 0

S

0

5

0

5

сзигнала неравномерности чувствительности ячеек фотоприемника,

В первом режиме источник сигнала затемняется и на вход устройства компенсации паразитного сигнала фото- приемника nocTynaet темновой сигнал камеры Темновой сигнал через подавитель точечных дефектов 19,-Первый до- потгнительный вычитатель 20s третий уси.питель 7 поступает через первый коьамутатор 11 в фильтр нижних частот 4s который осуществляет подавление высокочастотных пространственных составляющих сигнала изображения,, в том числе и точечных дефектов, С вы- зсода фильтра нижних частот 14 сигнал через пятый усилитель 9 и третий ком мутатор 13 поступает на второй вход подавите.пя точечных дефектов 19.

В подавителе точечных дефектов 19 входной к профильтрованные сигналы соответственно с первого и второго входа поступают .на неинвертирующий и инвертирующий входы вычитателя 30 (фиг.2), ка выходе которого выделяется отрицателыале и положительные высокочастотные сигналы, С помощью инвертора 42 и первого элемента ШШ 39 эти сигналы преобразуются в сигналы одной полярностью. Путем сравне- ння этих сигналов с пороговым напря- . в пороговом блоке 44 выделяются сигналы дефектных .элементов. Эти сигналы открывают четвертый коммутатор 38 и пропускают коды с выхода . i первого счет кка 47, соответствующие номерам строки и столбца дефектного элемента, на вход блока памяти 46, находящегося в режиме записи входной информации в ячейку, соответствующую коду на выходе второго счетчика 48,

После записи адреса дефектного элемента в блок памяти 46 импульс на выходе порогового блока 44, пройдя

.через второй элемент ИЛИ 40, переводит второй счетчик 48 в новое состоя- 2ше до появления следующего импульса ка выходе порогового блока 44. При этом ка выходе блока памяти 46, а следовательно и компаратора 45 име- ется нулевой потенциал, поэтому пер- - вый И-второй коммутаторы 35 и 36 закрыта, а третий коммутатор 37 открыт и с.игналы с первого входа подавителя точечных дефектов 19 через первый элемент задержки 33, третий коммутатор 37 и сумматор 43 без изменения

проходят на выход подавителя точечных дефектов 19.

Во втором кадре режима записи в первый накопитель 16 темнового сигнала фотоприемника блок памяти 46 переводится в режим считывания информации, при этом включается первый пиковый детектор 22, счетчик 18 (см. фиг.1), первый.и второй счетчики 47 Q н 48 (см.фиг.2) обнуляются. На один из входов компаратора 45 с выхода блока памяти 46 устанавливается код первого дефектного элеме нта фотоприемника. Когда код на выходе первого tg счетчика 47 совпадает ;с.кодом на выходе блока памяти 46, на выходе компаратора 45 появится импульс, который закроет третий коммутатор 37, откроет первый и второй коммутаторы 35 20 и 36 и переключит счетчик 48 в следующее состояние.

Закрытый третий коммутатор 37 пе- рекрьшает прохождение сигнала дефектного элемента на выход сумматора 43, 5 а первый и второй коммутаторы 35 и 36 пропускают сигналы, соответствующие двум элементам фотоприемника соседними по строке с дефектным элемен - том, на входы сумматора 43, при этом ЗО сигнал дефектного элемента замещается полусуммой сигналов с двух соседних по строке элементов фотоприемника.

Сигнал с выхода подавителя точеч- 35 ных дефектов 19 поступает на вход первого пикового детектора 22, в котором осуществляется запоминание наименьшего за кадр значения темнового сигнала фотоприемника. В третьем кад- 40 ре режима записи в первый накопитель 16 темнового сигнала фотоприемника работа подавителя точечньгх дефектов 19 не изменяется, первый пиковый детектор 21 переводится в режим хране- 45 ния запомненного уровня сигнала, а первый накопитель 16 переводится в режим записи-входного сигнала. Сигнал с выхода элементов фотоприемника роходит через подавитель.точечных 50 ефектов фотоприемника 19, ив пером дополнительном вычитателе 20 из него вычитается наименьшее значение темнового сигнала, запомненное в пером пиковом детекторе 22.55

Полученный сигнал через третий силитель 7, первый коммутатор II оступает в аналого-цифровой преоб- , азователь 15, с выхода которого через второй коммутатор 12 он поступает на вход первого накопителя.16. В первом накопителе 16, работающем в режиме записи, с помощью счетчика 18 осуществляется запись темнового сигнала каждого птго элемента фотоприемника по строке, а адрес строки изменяется через каждые п импульсов строки. Третьим кадром заканчивается режим записи в первый накопитель 16 темнового сигнала фотоприемника.

При перектетчении в режим записи во второй накопитель 17 сигнала неравномерности чувствительности ячеек фотоприемника происходит подключение выхода четвертого усилителя 8 через первый коммутатор 11 к входу фильтра нижних частот 14, выход которого через аналого-цифровой преобразователь 15, третий коммутатор 12 подключается к входу второго накопителя 17, пои этом на вход фотоприемника подается равномерная засветка. Интенсивность засветки подбирается таким образом, чтобы сигнал на вы ходе фотоприемника был близок к сигналу насыщению.

Режим записи во второй накопитель 17 сигнала неравномерности чувствительности ячеек фотоприемника начинается в четвертом кадре работы устройства, 6 котором режим работы первого пикового детектора 22 не изменяется, подавитель точечных дефектов 19 переводится в режим записи адресов дефектных элементов фотопри- емпика.

При этом подавитель точечных дефектов 19 работает так же, как и в первом кадре режима записи в первый накопитель 16 темнового сигнала фото- прием1тка. Сигнал с выхода фотоприемника проходит без изменений подавитель точечных дефектов 19 и поступает на неиивертирующий вход вычитателя 30 (см.фиг.2). Во второй, вход вы-. читателя 30 поступает запомненный темновой сигнал, получаемый суммированием в первом сумматоре 24 наименьшего значения с выхода первого пикового детегтора 22 с переменной его частью. Переменная часть темнового сигнала в ка-дом п-м элементе по строке н по кадру запомненная в первом накопителе 16, с выхода последнего пос-;-улае7 и;2 сход первого интерполятора 26, ь котором с некоторым прнблк-дением зосстананливается

значение тем новсГо сиг г5ало в промежуточных элемеИ1ах фотоприемника по строке и по кадру.

Первый и BTOtiOft интерполяторы 26 и 27 (см.фнг,3) работают след-; пощи К. образом. Кажг;ый из них 1еет дна канала канал-вос1;тановления сигнала н элементах по строк г| и канал восстановления сигнала в элеме.н- тз.х в столбце.

Первый канал содержит первый и третий элемент задержки 49 и SI, первый В1 1читатель 53., первый сумматор

55 и папвый делитель напряжения 58,

Сигнал с выхода одного кз п-х. элементов с выхода одного из накопителей доступает па вход первого элемента задержки Л9 сигиа,па5 .где эадер .тсп на п периодов импульсов элементов, и на и ер тируемый вход первого вычитателя 53, На его инвертируемый вкод в этот момент времени поступает сих нал с выхода первотч ) элемента задерлзси 49, соответствую- щаго предыдуш,еку п-му элементу фото- npi f-sHHKa той же строки

Приращение сигнала на п элекен- raxj формируемое на первого

A2I2386

первого сумматора 24, Па выходе вычи

тателя 1 В1 1депяется сигнал белого поля, значение которого в ка5кдом элементе прямо пропорпнональио чувствительности этого элемента фотоприем- тгика. Этот сигнал без изменения про- кодит через второй дополнительный Еычитатель 21, а затем через четвертый усилитель 8, первый коммутатор 11, фильтр нижних частот 14, тестой усилитель 10 и четвертый коммутатор 3 поступает на второй вкод подавителя точечных дефектов 19, в котором выделяются и запоминаются координаты чер1шх и белых дефектных .элементов фотоприемника,

В пятом кадре подавитель точечных дефектов 19 переводится в режим подавления дефектов и работает далее также, как во втором и третьем кадрах. В пятом кадре включается второй пиковый детектор 23, который запоминает наименьшие за весь кадр зна-- сигнала белого поля фотоприемника с В шестом кадре второй пиковый детектор 23 переключается в режим хранения запомненного сигнала. При этом на входах второго дополнительно

Изобретение может использоваться в телевизионных системах и позволяет снизить энергопотребление. Режиму работы устр-ва предшествуют два режима калибровки (РК). В 1-м РК в течение трех кадров осуществляется запись в первый накопитель темнового сигнала фотоприемника (ФП). При этом источник сигнала затемняется. В подавителе точечных дефектов выделяются сигналы дефектных элементов (ДЭ) и записьшаются номера строки и столбца ДЭ. Во втором кадре при считьгоании сигналы ДЭ не пропускаются, а замещаются полусуммой сигналов с двух соседних по строке элементов ФП. В третьем кадре осуществляется вычитание из сигнала ФП запомненного наименьшего значения темнового сигнала, а затем запись темнового сигнала каждого п-го элемента ФП по строке. Адрес строки меняется через п строк. В 2-м РК также в течение трех кадров осуществляется запись во второй накопитель сигнала неравномерйости чувствительности ячеек ФП. При этом на вход ФП подается равномерная засветка. Из темнового сигнала, запомненного в первом накопителе, с помощью двух интерполяторов восстанавливаются значения темнового сигнала в промежуточных элементах ФП по строке и по кадру. В подавителе точечных дефектов выделяются и запоминаются координаты черных и белых ДЭ фото- приемника. Из сигнала вычитается наименьшее запомненное значение темнового сигнала и осуществляется запись темнового сигнала :-аддого п-го элемента ФП по строке. Адрес строки изменяется через каждые п импульсов строк. В рабочем режиме формируется сигцал, в котором скомпенсированы точечные дефекты, аддитивная помеха темнового сигнала и мультипликатив-v мая помеха. 2 з.п.-ф-лы, 3 ил. Ю to О9 00

нычитателя 53., постутгает на вход пер- gQ го вычитателя 21 и второго сумматора вого сумматора 55s второй вход ко- 25 устанавливается напряжение, равное

35

40

торого через третий элемент дадержк;и 51 поступает сигнал с выхода первого с: 1Матора 55j задержалиого на период импульсов элементов. Сигнал на выходе первого сумматора 55 будет изме- пяться по ступенчатому закону от нулевого значения в i - п элементах до значения п (U;,, -и..) b С ( )п-1 эленента фотоприемншса.

Напряжение с выхода первого сум-- tsaropa 55 через первйгй делитель напряжения 58., уменьшающий сигнал в п раз,, складывается во втором сумма-торе 56 со значением задержанного сигнала U/; , . Иа выходе сумматора 56 сигнал изменяется по ступенчатому закону от значения Uf.(..,)f|B i-п-ом эле- манта до значения U- is (i+) эдеме н.те,50

Аналогично работает и второй канал интерполяторов 26 и 27. Восста- нов ленная nepei-iBHHas часть темнового .сигнала в первом цифроаналоговом преобразователе 3 переобразуется в gg аналоговую форму и через первый уси- литель 5 с коэффициентом передачи обратным коэффициентом передачи треть- аго усилителя 7 пост%пает на вход

д

35

40

50

наименьшему в кадре значению-сигнйла белого поля. Кроме того, в шестом кадре включается в режим записи второй накопитель 1-7, Вьщеленный на выходе вычитателя 1 сигнал белого поля поступает на вход второго дополнительного вычитателя 21. Переменная составляющая сигнала белого поля через четвертъ Й усилитель 8; первый коммутатор 11, фильтр нижних частот 14, аналого-цифровой преобразователь 15 и второй коммутатор 12 в цифровом виде записываются во втором накопи- д теле 17, в котором записываются значения сигнала каждого п-го элемента в каждой п-й строке.

С седьмого кадра заканчивается режим калибров.ки и начинается режим работы устройства. При этом второй накопитель 17 переключается в режим считывания, первый, второй и третий коммутаторы переводятся в разомкнутое состояние, отключается равномерная засветка фотоприемника и на его вход проецируется изображение, а работа подавителя, точечных дефектов 19, первого и второго пикового детектора

22 и 23 и первого накопителя 16 аналогична их работе в шестом кадре.

Начиная с седьмого кадра на вход управляемого делителя напряжения 2 поступает сигнал с подавленными точечными дефектами, вычтенной в вычи- тателе I темновой составляющей и искаженный мультипликативной помехой, обусловленной разной крутизной пре- образования оптического сигнала в электрический в каждом элементе фото приемника. Канал формирования сигна- ла управления для компенсации мультипликативной помехой СОСТОИТ из вто- рого накопителя 17, второго интерполятора 27, второго цифрбаналогово- го преобразователя 4, второго усилителя 6 и второго сумматора 25 и работает также, как канал формирова- ния сигнала управления для компенсации темнового сигнала, состоящего из первого накопителя 16, первого интерполятора 26, первого цифроанало гового преобразователя 3,первого уси лителя 5 и первого сумматора 24. Сигнал белого поля, значение которого в каждом элементе прямо пропорционально крутизне преобразования оптического сигнала в электрический, поступае на управляющий вход управляемого делителя напряжения 2,

На выходе управляемого делителя напряжения 2 формируется сигнал, в котором скомпенсированы три состав- ляющие паразитного сигнала фотоприемника: точечные дефекты, аддитивная помеха темнового сигнала и мультипликативная помеха.

Формула изобретения

, 1. Устройство компенсации паразитного сигнала фотоприемника, содержащее вычитатель, выход которого сое- динен с входом управляемого делителя напряжений, первый и второй цифроана- логовые преобразователи, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым усилителем, последовательно соединенные третий усилитель, первый коммутатор, фильтр нижних частот, ана логоцифровой преобразователь, второй коммутатор,- первый и второй выходы которого соединень соответственно с входами первого и второго накопителя, счетчик, выход которого соединен с управляюиаши входами первого и второго накопителя, а также четвертый

усилитель, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, отличающееся тем, что, с целью снижения энергопотребления, в него введены подавитель точечных де- фектог, третий коммутатор, первый и второй пиковый детектор, первый и второй сумматор, первый и второй дополнительные вычитатели, первый и втрой интерполяторы, первый и второй делители частоты, пятый и шестой усилители, причем выход фильтра нижних частот соединен с входами пятого и шестого усилителей, выходы которых соединены с первым и вторым входами третьего коммутатора, выход которого соединен с первым тзходом подавителя точечных дефектов, выход которого соединен с первым входом вычитателя, входом первого пикового детектора и первым входом первого дополнительного вычитателя, выход которого соединен с входом третьего усилителя, выход первог.о пикового детектора соединен с вторым входом первого дрпблнитель- ного вычитателя и первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя выход первого сумматора соединен с вторым входом вычитателя, выход которого соединен с входом второго пикового детектора и первым входом второго дополнительного вычитателя, выход которого соединен с входом четвертого усилителя, выход второго пикового детектора - с вторым входом второго дополнительного вы ситателя, первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя, выход второго сумматора соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжений, выходы первого и второго делителя частоты соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика,выход первого накопителя - с входом первого интерполятора, выход которого соединен с входом перво-- го цифроаналогового преобразователя выход второго накопителя соединен с входом второго интерполятора, выход которого соединен с входом второго цифро- аналогового преобразователя,при этом ь горой вход подавителя точечных дефектов является входом ус тройства, а выход управляемого делителя напряжения - выходом устройства,

TO4e4i-rwJS -дефектов содержит последо™ вйтельно соединенные вьтайтагельг пар вь1Й элемент ИШ порогсшый блок н второй .элемент ЮШ, по еле дев а таль но еовдииеншле 11ервь й делител-ш напряже и.Яр мервый коммутатор и сумматор, последовательно соединенные первьй элемент эадеретси второй, за дертши, второй делитель напряжения и второй коммутатор, последовательно соединенные первый счет ккк, компара- тор, первый К1шертор и третий х омму- таторо а также второй из-тертор, БТО- рой счетчтш, четвертьтй коммутатор и блок памяти 9 причем выход в:;- рогового блока соедштен с перзьв Б: ;: ЗДОМ четвертого коммутатоора выход которого .соединен с первьЕ-з входом блока памяти5 выкод которого соединен с вторым акодом комларатора вьжод ко- ..торого соединен с вторьш вкодом пер- вого кош-гутатора,, вторьш входом второго коммутатора и вторьм вкодом второго зле1 «ента ИЛИ, вьшод которого со.е,цннен с. входом второго счетчигса, выкод которого еоединек с вторым зхо до. блока памятН; вьпюд второго ком- мутатора соедикеи с в юрьм входом сзряиатора выход иерзого элемента згщершш с вторым входом третьего KOMJiyraTOBaj выкод которого соеди- нен с третьим входам cyMz ia-ropa,, выход вичитателя.-сог диней с входом второго инвертора5, вькод которого сое- дикаи с втррьа входом первого эле , мента HJlIi., выход первого счетчика со с вторьш входом четвертого кош-1утатора при зток кервый взшд

подавителя точечных дефектов йзляет- ся входом первого элемента задержки, входом первого делителя напряжения и первым входом вьгаитателя, второй вкод подавителя точечных дефектов является вторым г ходом вычитателя, выход сумматора - выходом подавителя точечных дефектов,

15

2Я

18

ИЗ

29

Фиг. 7

Т

ис

5/ I

0tfe.3