Устройство для вычисления коэффициентов преобразования Уолша Советский патент 1989 года по МПК G06F17/14 

Ј vl

СО

со

СП

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вычисления коэффициентов дискретного преобразования Уолта (как частный случай - преобразования Радемахера), например, при спектральном анализе видеосигналов, заданных на конечных интервалах определения.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Функциональная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит источник 1 равномерного све та, М групп по п регистров сдвига 2;(,...,2N на светочувствительных приборах с зарядной связью (ПЗС) (М 2К-1; К - число- функций Уолта; N Мп; с увеличением п уменьшается влияние разброса параметров элементов ПЗС на точность преобразований)s М-канальный оптический модулятор, представленный каналами 3,,..., Зд,, n-входовые интеграторы 4 f,...,4М, аналого-цифровые преобразователи 5.,..., 5 м, тактовый генератор 6, вычитатели 71э...,7к, источник 8 опорного сигнала.

Источник 1 равномерного света оптически связан через i-й (i Т;Й) канал 3 модулятора с разрядными световыми входами каждого из регистров сдвига 3(,)п + 1 ,...,3,м i-й группы. Конструктивно модулятор представляет собою теневую модулирующую маску, коэффициент пропускания световог потока которой в каждом канале 3; изменяется от разряда к разряду в соответствии с законом изменения 1-й базовой функции. Первая базовая функция (ей соответствует канал 3 модулятора) совпадает с постоянной составляющей W0 в системе функций Уолша.

Функция Уолша W:(j 1;K-1) соответствуют пары б азовых функций Wj и Wj (и пары смежных каналов За: и

4j + «

модулятора):

W при W

Опри W j

Опри Wi Wjпри W

ОТ - Wj Wj).

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Все базовые функции W0, W-, W , а следовательно, и коэффициент пропускания теневой модулирующей маски принимают значение О, 1. Например, последовательности отсчетов функций Уолша WQ, V, (упорядоченных по частоте) и соответствующих базовых функций W0 (канал 3,), W (канал 3) и W (канал 3) имеют вид:

W0 (11... 11...), W, (11...-1-1...) W + (11...00...),

w; (oo...11...)

На чертеже непрозрачные участки теневой маски в каналах Зг, 35 модулятора (нулевой коэффициент пропускания) заштрихованы.

Устройство работает следующим

образом. I

На электрический вход источника 1 равномерного света поступает ви- деосигнал, спектр которого необходимо вычислить. Световой поток, излучаемый источником 1, пропорционален входному сигналу. Этот световой поток модулируется многоканальным оптическим модулятором в каналах 3,,.. ...,3ми попадает на светочувствительные регистры сдвига 2„,...2, в которых образуются зарядовые пакеты, пропорциональные локальным ос- вещенностям. Под действием тактовых импульсов осуществляется продвижение зарядовых пакетов в регистрах сдвига. Скорость продвижения зарядов задается тактовой частотой и при постоянной длине регистров сдвига определяет базу разложения. Зарядовый пакет, переходящий от предыдущего разряда регистра к последующему, суммируется с зарядовым пакетом, накопленным в этом разряде в промежутке между очередными тактовыми импульсами.В результате такого суммирования на выходе регистра сдвига будет заряд, равный сумме зарядовых пакетов от всех накопительных ячеек ПЗС и пропорциональны коэффициенту преобразования по соответствующей базовой функции WQ, W или W. Сигналы с выходов сдвиговых регистров поступают на входы соответствующих интеграторов 4 ,...,4М для усреднения, что позволяет уменьшить влияние неравномерности чувствительности сдвиговых регистров на ПЗС. Таким образом на выходе интегратора 4,( будет действовать сигнал, пропорциональный коэффициенту преобразования Уолша в сумме с темновым сигналом, а на выходах каждого из последующих интеграторов 4е,...,4ч будет действовать сигнал, пропорциональный неполной соответствующей компоненте . ( или W ) преобразования Уолша этого сигнала и темновому сигналу ПЗС- приемника. Сигналы с выходов интеграторов 4,,...,4м поступают на входы соответствующих АЦП 5,...,5м, где преобразуются в цифровую форму. Сигнал с выхода АЦП 5, поступает на вход вычитателя 7, , на второй вход которого поступает сигнал от источника 8 опорного сигнала. Опорный сигнал необходим для компенсации темнового сигнала, а его величина подбирается в отсутствие засветки при настройке устройства. На выходе вычитателя будет действовать сигнал, пропорциональный только нулевому коэффициенту преобразования Уолша. Каждый из вычитателей 7 ,,.,, .. ,.,7К получает из двух неполных компонент соответствующий полный коэффициент преобразования Уолша. При этом вычитаются и темновые сигналы, присутствовавшие в сигналах с выходов интеграторов 42,...,4М.

Таким образом,на выходах вычитателей 7j,,o..,7K на каждый такт действуют сигналы, пропорциональные соответствующему, начиная с нулевого, коэффициенту преобразования Уолша.

р м у л а

зобретения

Устройство для вычисления коэффициентов преобразования Уолша, содержащее источник равномерного света, М-канальный оптический модулятор (М 2К-1, где К - число функций Уолша), М регистров сдвига, выполненных на светочувствительных прибо

5

0

5

5

0

5

0

pax с зарядной связью (ПЗС), К-1 вычитателей и тактовый генератор, причем электрический вход источника равномерного света является информационным входом устройства, разрядные световые входы 1-го (,М) регистра сдвига оптически связаны с источником равномерного света через 1-й канал оптического модулятора, первый выход тактового генератора подключен к тактовым входам всех регистров сдвига, выход j-го (j 1; К-1) вычитателя является выходом (j+1)-ro коэффициента преобразования устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит М групп дополнительных регистров сдвига, выполненных на светочувствительных ПЗС, М многозходовых интеграторов, М аналого-цифровых преобразователей, К-й вычитатель и источник опорного сигнала, причем разрядные световые входы каждого из дополнительных регистров сдвига i-й группы соединены с источником равномерного света через i-й канал оптического модулятора, выход 1-го регистра сдвига и выход каждого из дополнительных регистров сдвига i-й группы подключены к соответствующим информационным входам 1-го интегратора,выход 1-го интегратора подключен к информационному входу 1-го аналого-цифрового преобразователя, выход 2j-ro и (2j+1)-ro аналого-цифровых преобразователей подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам j-ro вычитателя, выход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к суммирующему входу К-го вы-- читателя, вычитающий вход К-го вы- читателя соединен с источником опорного сигнала, выход К-го вычитателя являетя выходом первого коэффициента преобразования устройства, тактовые входы дополнительных регистров сдвига всех групп подключены к первому выходу тактового генератора, второй выход которого соединен с тактовыми входами всех интеграторов и аналого-цифровых преобразователей.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для вычисления коэффициентов дискретного преобразования Уолша ,в частности, при спектральном анализе видеосигналов, заданных на конечных интервалах определения. Цель изобретения состоит в повышении точности работы устройства. Устройство содержит источник 1 равномерного света, многоканальный, оптический модулятор 3, светочувствительные сдвиговые регистры 2 на ПЗС-приемниках, интеграторы 4, источник 8 опорного сигнала и генератор тактовых импульсов. При вычислении коэффициентов преобразования компенсируются неравномерности характеристик ПЗС-приемников путем усреднения характеристик дополнительной обработки. 1 ил.