Оптоэлектронное устройство преобразования изображения Советский патент 1991 года по МПК H04N5/30 

Ј

Изобретение относится к технике телевидения. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем преобразования изображения в цифровую форму. Исходное изображение на входе 16 разлагается на п элементов с помощью п формирователей 6.1 - б.п, выполненных в виде оптических волокон одинаковой длины и воздействующих на оптические входы фотодиодов 7. Оптический квантовый генератор 3 с помощью элемента задержки 4.(п+1) периодически вырабатывает импульс, который с помощью элементов задержки 4.1 - 4,п и оптического сумматора-расщепителя 13 преобразуется в ступенчатый импульс треугольной формы, подаваемый через оптические волокна 9.1 - 9.п на фотодиоды 5.1 - 5.п. При дифференцировании сигнала элементами дифференцирования 10.1 - Ю.п формируются импульсы, подсчитываемые счетчиками 11.1 - 11.п, формирующими цифровой сигнал изображения. 2 ил.

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для преобразования двумерного оптического изображения в цифровой электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем преобразования изображения в цифровую форму.

На фиг. 1 представлена структурная схема оптоэлектронного устройства преобразования изображения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Оптоэлектронное устройство преобразования изображения (фиг. 1) содержит резисторы 1,1 - 1.п нагрузки, источник 2 питания, оптический квантовый генератор (ОКГ) 3, блок из (п+1) элемента задержки

Работает оптоэлектронное устройство преобразования изображения следующим образом.

С

о о VJ

ел

На вход 16 подается изображение, которое разлагается на элементы с помощью блока из п формирователей 6.1-б.п элементов изображения, выполненных в виде оптических волокон одинаковой длины. Элементы изображения в виде световых потоков с интенсивностями h - ln подается на оптические входы фотодиодов второго блока из п фотодиодов 7.1-7,п. Токи h-ln в каждой из цепей этих фотодиодов будут равны нулю, так как на фотодиодах 5.1-Б.п отсутствует оптический сигнал.

Цикл преобразования изображения начинается с момента, когда на вход 15 подается импульс запуска, в результате чего ОКГ 3 формирует эталонный импульс с интен- сионосгью Ь (фиг. 2,а). При прохождении импульсов 1Э1 - эп по элементам задержки 4.1-4.П происходит их временной сдвиг на величину At (фиг. 2, б, в). Поскольку величина At выбирается равной A t т /п, где т- длительность импульсаа 1Э, то в оптическом сумматоре-расщепителе 13 формируется суммарный импульс 1 (фиг. 2,г), который в нем размножается и посредством оптических волокон 9.1 - 9.п передается к фотодиодам 5.1-5.п. При этом импульс, переданный к этим фотодиодам, будет равен х /п ПОСКОЛЬКУ происходит перераспределение энергии импульса ly . Величины 1Э1 - 1Эп выбираются таким образом, чтобы интенсивность импульса 1 /п была заведомо больше, чем интенсивность каждого из световых потоков.

В дальнейшем процесс преобразования для всех параллельных цепей из фотодиодов l.j. 5.J, резистора 1.J, элемента дифференцирования 10.J и счетчика 11.J будут аналогичны. Поэтому рассмотрим его на основе первой цепи Q 1).

На фиг. 2, д, е показано, что в момент появления импульса Ij/n на фотодиоде 5.1 на резисторе 1.1 будет сформирован импульс тока, величина которого пропорциональна минимальному из сигналов 1.1 и ls/n. Поскольку форма импульса lt /п ступенчата, на выходе дифференцирующего элемента 10.1 будет сформирована пачка положительных импульсов, число которых равно числу ступеней импульса lt /п, уложившихся в значение 1.1, и пачка отрицательных импульсов (фиг. 2, ж). Счетчик 11.1 подсчитывает количество только положительных (или отрицательных) импульсов. На выходе счетчика 11.1 сформируется код числа, соответствующего интенсивности элемента изображения 1.1. Аналогично происходит преобразование всех п элементов изображения. Таким образом, на выходе счетчиков 11.1-11.п будут сформированы цифровые коды соответствующих элементов изображения. Этот массив цифровых кодов представляет собой цифровой

эквивалент текущего изображения, который может быть снят с выхода 17.

Очередной цикл преобразования текущего изображения происходит через время Т (фиг. 2,а), которое выбирается из условия

Т Atn. При этом с выхода элемента задержки 4.(п+1) поступает сигнал на оптический вход ОКГ 3 для формирования нового импульса U и сигнал на оптический вход фотодиода 12, с выхода которого через

дифференцирующий блок 14 сигнал поступает на сброс счетчиков 11.1 - 11.п. Формула изобретения Оптоэлектронное устройство преобразования изображения, содержащее последовательно соединенные источник питания и оптический квантовый генератор, вход запуска которого является входом запуска опто- электронного устройства преобразования изображения, блок из п + 1 элементов задержки, выполненных в виде оптических волокон различной длины, входы которых оптически связаны с оптическим выходом оптического квантового генератора, а выход n+1-ro элемента задержки этого блока оптически связан с оптическим входом оптического квантового генератора, первый и второй блоки из п фотодиодов каждый, блок из п формирователей элементов изображения, выполненных в виде оптических волокон одинаковой длины, входы которых являются информационным входом оптоэ- лектронного устройства преобразования изображения, а выходы оптически связаны с оптическими входами одноименных фотодиодов второго блока, источник постоянного напряжения, выход которого соединен с входами фотодиодов второго блока, выходы каждого из которых соединены с входами одноименных фотодиодов первого блока, а

также первый резистор нагрузки, соединенный с выходом первого фотодиода первого блока, отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей путем преобразовани изображения в цифровую форму, введены блок из п оптических волокон одинаковой длины, выходы каждого из которых оптически соединены с оптическими входами одноименных фотодиодов первой

группы, оптический сумматор-расщепитель, входы-которого соединены с выходами 1-х (I fji) элементов задержки блока, а выходы соединены с входами соответствующих оптических волокон блока из п оптических

волокон одинаковой длины, блок из п счетчиков импульсов, выходы которых являются выходами оптоэлектронного устройства преобразования изображения, последовательно соединенные фотодиод, вход которого соединен с ортическим входом оптического квантового генератора, и блок дифференцирования, выход которого соединен с входами установки в ноль счетчиков импульсов блока, блок из п элементов диф

ференцирования, выход каждого из которых соединен с информационным входом соответствующего счетчика импульсов блока, а также п-1 резисторов нагрузки, при этом входы 1-х (I - 2,п) резисторов нагрузки соединены с выходами одноименных фотодиодов первого блока, входы каждого из элементрв дифференцирования блока соединены с входами одноименных резисторов нагрузки.

фиг. 2.