Способ формирования сигнала изображения Советский патент 1990 года по МПК H04N5/335 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах технического зрения, построенных на основе датчиков изображения на приборах с зарядовой связью (ПЗС).

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования спектра пространственных частот сигнала изображения .

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ формирования сигнала изображения; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство, реализующее способ формирования сигнала изображения содержит синхрогенератор 1, формирователь 2 фаз памяти, формирователь 3

фаз накопления, первый 4 и второй 5 блоки памяти, аналого-цифровой преобразователь 6 (АЦП), сумматор 7, формирователь 8 фаз выходного регистра, датчик 9 на прибоое с зарядовой связью, усилитель 10 и цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 11.

Способ формирования сигнала изображения заключается в следующем.

Если спектр исходного изображения В (C0xi COu), где «„, СО пространственные частоты изображения по двум координатным осям, то спектр изображения С (СОХ , СО), полученного в результате чередования процессов накопления зарядовых пакетов ПЗС-датчи- ка изображения и процессов ненаправленного растекания зарядовых пакетов, определяется по формуле

Сл

со ел

СЛ

U. , СОЧ)

Т

Г

Т, -k(W,..+,)«

Ге

-k(-tt4t3+,., +-tn)cJy

+ .

-kinWx

В( СО,, СОо),

а

(О

де

Т, Тг,

t с.2

п

Z.T; ;,.

,ТП - длительности импульсов накопления;

,t длительности импульсов , в течение которых производится яенаправ- r-енное растекание запядовых пакетов;

10

15

25

Из

ения

(О

- общее время накоп- 1 ления зарядов пакетов (ремя кадра телевизионного изображения);

k - коэффициент пропорциональности;ООу - пространственная

частота по координате, вдоль которой происходит ненаправленный перенос зарядовых пакетов. спектр разностного изобра.10

А( СОХ. «J В (СО,, , G,y x

, ( С0„, Qu) - С2( «х , 63) , (2)

где С, (соц. «), Сг(оэх Ю) - спектры исходных изображений, получен ные в результате процессов накопления в течение регулируемых (т,Тг,...

и

для первого кадра изображения и «,

Т2, Tj,..., Т для второго кадра изображения) промежутков времени и процессов ненаправленного растекания зарядов (в течение t , t,. . . ,t для первого и t, ,t2,.. ,t для второго кадров изображения) в течение регулируемых промежутков времени.

Требуемая пространственно-частотная характеристика D(cOit) по пространственно-частотной оси QXаппроксимируется суммой гауссоид:55

D(G),) - (3)

J4 где а

j.bj,

Of

№ °

0

5

5

0

5

0

45

50

55

Если выбрать положительные коэфт,1 - т т

фициенты

ТЛ.

равными соответственно

ТГ в (2)

an в

(3),

a 4 aЈ

1Э«

а отрицательные коэффициенты -Ј

1

г

-; в (2) равными соТ 1 п

-pi.

ответственно Ь, ,Ь4 ,Ц,. . . ,ЬИ, а также выполнить соотношения ОС;

то тем самым

л.

c PI K a J J

обеспечивается синтез фильтра пространственных частот с требуемой характеристикой.

В ПЗС-датчиках изображения процесс ненаправленного растекания зарядовых пакетов можно производить лишь по одной координатной оси X, направление которой перпендикулярно линии, разделяющей секцию накопления и секцию памяти датчика изображения на ПЗС.

Фильтрация изображения по другой координатной оси Y, перпендикулярной координатной оси X, можно производить методами цифровой фильтрации. Для проведения цифровой обработки видеосигнала по координате Y требуется память лишь на строку изображения, в то время как для обработки сигнала цифровыми методами вдоль координатной оси X требуется память с объемом не менее кадра изображения.

Устройство, реализующее способ формирования сигнала изображения, работает следующим образом.

Синхрогенератор I формирует кадровые гасящие импульсы (фиг.2а), строчные гасящие импульсы, сигнал четности (фиг.26), поступающие на соответствующие входы формирователя 3 фаз накопления , формирователя 2 фаз памяти, первого 4 и второго 5 блоков памяти, импульсы частотой I МГц (фиг.2в), поступающие с оинхрогене- ратора 1 .на входы формирователя 2 фаз памяти и формирователя 3 фаз накопления, тактовые импульсы частотой 7 МГц, поступающие на входы первого 4 и второго 5 блоков памяти, сумматора 7 и АЦП 6, тактовые импульсы частотой 21 МГц, подаваемые с синх- рогенератора 1 на вход формирователя 8 фаз выходного регистра и на входы первого 4 и второго 5 блоков памяти, импульсы установки выходного

регистра, поступающие на формирователь 8 фаз выходного регистра.

Формирователи 2,3 и 8 фаз соответственно памяти, накопления выходного регистра формируют трехфазные импульсные последовательности, поступающие на входы ПЗС-датчика 9 (форма импульсов первой, второй и третьей фаз секции накопления приведена на фиг.2 г,д,е).

В одинаковых блоках 4 и 5 памяти на кадр из импульсов частотой 21 МГ с синхрогенератора формируются сигналы, необходимые для функционирования микросхем динамического ОЗУ.

Адреса ячеек микросхем памяти формируются на счетчиках (не показаны) строк и столбцов, на входы которых подаются с синхрогенератора i соответственно импульсы частотой 7 МГц и строчные гасящие импульсы ( 5625 Гц)

Импульсы частотой 7 МГц, поступающие с синхрогенератора 1, служат для тактирования АЦП 6, сумматора 7 и блоков 5 и 4 памяти,

Видеосигнал с выхода ПЗС-датчика 9 через усилитель 10 поступает на вход АЦП 6, где оцифровывается и записывается поочередно в блоки 4 и 5 памяти, причем в блок 4 памяти записываются по сигналу четности четные кадры, а в блок 5 памяти - нечетные кадры.

При записи информации в любой из блоков памяти записываемая информаА(СО„, У, ) B(QX,CO,|)

+ T«e-k(ti+-H)cojr e-k(t)co7x

X

+ V

+

573555

ция поступает и на его выход. С выхо- -;о блокон 4 и 5 памяти оцифрованный видеосигнал поступает на входысуммато- с ра 7,где производится вычитание видеосигнала четного кадра из видеосигнала нечетного кадра и разностный сигнал поступает на вход 11 , а с его выхода на видеоконт- 10 рольное устройство (не показано).

Формирование сигнала изображения в нечетном (фиг. 2, период Т1) и четном (фиг.2, период Т2) кадрах производится следующим образом: пер- 15 вая (фиг.2г) и третья (фиг.2е) фазы ПЗС-датчика 9 в течение промежутков времени т ,Т-,т , Тд в нечетном кадре (период времени Т1) ив те-.

20

25

30

1 г. 2

чение промежутков времени T,,Tj, Tj

в четном кадре (период Т ) находятся в режиме обогащения, а вторая фаза (фиг.2д) з течение периодов Т1, Т находится в режиме накопления. В течение промежутков времени в период Т ив течение промежутков

п 2.2.

времени t ,tz в период Т происходит ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль оси X, накопленных в секции накопления, Весовые коэффициенты в (2) , соответственно равны

Т4

-- для первого кад- 1 г

1 .

гр 1 )

Т ра и i

TJ Т1

т , т7

-- f г

-j для второго

35

J- Г

тЧ 1

-kiicot

кадра.

Спектр пространственных частот разностного изображения в данном случае записывается в виде

т«е-к ;и;+Ц)(о;| +

2

О е

+ Т

+ Tj

11 .

4 J Т2

л

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах технического зрения, построенных на основе датчиков изображения на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Цель изобретения - расширение диапазона регулировки спектра пространственных частот сигнала изображения. Сущность данного способа заключается в том, что сигнал изображения получают путем формирования межкадровой разности сигналов расфокусированных изображений с ПЗС путем ненаправленного растекания зарядовых пакетов. Степень растекания зарядовых пакетов регулируют за счет чередований процессов накопления зарядовых пакетов в секции накопления ПЗС и ненаправленного растекания зарядовых пакетов, производимых подачей регулируемых по длительности импульсов ископления на накапливающие электроды и все электроды секции накопления ПЗС. 2 ил.

Таким образом, способ формирования сигнала изображения обеспечивает широкий диапазон регулировки спектра пространственных частот выходного разностного изображения и позволяет реализовать перестраиваемые фильтры пространственных частот с требуемыми характеристиками.

Формула изобретения

Способ формирования сигнала изображения, заключающийся в формировании межкадровой разности сигналов от рас0

5

фокусированных изображений с приборов с зарядовой связью (ПЗС) путем ненаправленного растекания зарядовых пакетов за счет подачи на затворные шины секции памяти и выходного регистра ПЗС управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности при формировании сигнала путем расширения диапазона регулирования спектра пространственных частот сигнала изображения, формирование сигналов расфокусированных изображений производят чередованием накопле-

ния зарядовых пакетов в секции чакоп-копления на накапливающие электроды

ления ПЗС и ненаправленного растека-и на все электроды секции накопления

ния зарядовых пакетов, производимыхПЗС, при этом длительность импульсов

соответственно путем подачи регулиру-/- определяется величиной сигналов расемых по длительности импульсов на-фокусированных изображений.