Телевизионное устройство для формирования двухградационного сигнала графических изображений Советский патент 1991 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано в цифровых телевизионных (ТВ) системах передачи и обработки изображений.

Цель изобретения - повышение точности формируемого сигнала.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - графики, поясняющие принцип формирования пороговых уровней.

Устройство содержит (см.фиг.1) датчик 1 ТВ сигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП)2, компаратор 3, синхрогенера- тор 4, формирователь 5 порогового уровня, счетчик б адресов, блок 7 хранения относительных пороговых уровней, сумматор 8 и регистр 9 смещения.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 формирует на выходе стандартный ТВ-сигнал, который поступает на вход АЦП 2 и вход синхрогенератора 4. Синхор- генератор 4 выделяет из видеосигнала синхронизирующие и гасящие импульсы, необходимые для синхронизации работы устройства с ТВ-разверткой. На первом выходе синхрогенератора 4 формируется последовательность тактовых импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 6. С второго выхода синхрогенераторз 4 на второй вход АЦП 2 приходят импульсы стробирования. В результате на выходе АЦП 2 появляется видеосигнал в цифровой форме, который поступает на первый вход компаратора 3. Формирователь 5 формиру(

О

со

VI

00

ет значение пороговых уровней (ПУ) для компаратора. Значения относительных ПУ для отдельных фрагментов кадра хранятся в блоке 7. Синхронно с телевизионной разверткой работает счетчик 6 адресов, формирующий адрес ячеек блока 7, из которых выбираются соответствующие значения относительных ПУ. На выходе сумматора 8 формируются абсолютные значения ПУ, которые получаются после суммирования значения относительных ПУ с кодом смещения с регистра 9 и поступают на компаратор 3. На выходе компаратора 3 формируется двухградационный сигнал графических изображений.

В задачах, связанных с измерениями геометрических характеристик объектов по их двухградационному изображению, критерий выбора порогового уровня должен обеспечить формирование бинаризации двухградационного изображения объекта, размеры которого соответствовали бы размерам самого объекта, так как именно по изображению производятся измерения. На фиг, 2а представлены теоретические кривые распределения интенсивности I на краю объекта (полуплоскости) при некогерентном освещении. Кривая 10 соответствует резкому изображению, кривая 11 - изображению при некоторой расфокусировке. На кривых показана точка 0 относительного уровня интенсивности, соответствующего истинному краю объекта. Положение точки инвариантно к расфокусировке для любого вида освещения, что используется для вычисления точки 10. Для того, чтобы размеры дву- градационного изображения соответствовали размерам самого объекта, необходимо пороговый уровень выбирать равным уровню интенсивности 1о. Значение 0 практически не зависит от используемой длины волны излучения, характеристик объектива, а также от расфокусировки. Влияют на 0 способ и характер освещения. Фактическое значение 1о по полю изображения изменяется, например из-за неравномерного освещения объекта, что является источником погрешности. Реализация измерений размеров объекта по его изображению требует определения значений в различных точках поля изображения и выбора на основе этого пороговых уровней при формировании бинарного изображения. Найденные с учетом вышесказанного значения lo позволяют скомпенсировать неравномерность освещения объекта и повысить точность формирования двухградационного изображения,

Рассмотрен один из методов вычисления значений ПУ в формирователе 5. Телевизионный кадр (поле изображения)

разбивается на п частей по вертикали и m частей по горизонтали, получая при этом гы .т фрагментов. Включается освещение плоскости, на которой располагаются измеряемые объекты, при этом на плоскости объекты должны отсутствовать. Находятся номера телевизионных строк, соответствующие середине каждого фрагмента в вертикальном направлении. Получают рас0 пределение интенсивности однородного фона для каждой из выбранных строк. На фиг,26 приведен возможный вид этого распределения (кривая 12), который зависит от равномерности освещенности объектной

5 плоскости. Полученные кривые разбиваются на m частей по горизонтали (по числу фрагментов вдоль строки), находятся путем усреднения значения интенсивности в каждом интервале. На фиг.26 в качестве иллю0 страции этого показано усреднение в некотором интервале, так как измерения проводилось на п строках и на каждой из них найдено m значений, то в результате найдено nxm значений по числу фрагментов

5 в кадре. Полученные значения интенсивности характеризуют неравномерность осве- щенности, т.е. они определяют качество осветителя и являются его характеристикой. Для нахождения пороговых

0 уровней, соответствующих уровню 1о, на плоскости располагают объект, который представляет собой фрагмент фотошаблона, имеющий границу черное-белое (см.фиг,2в), которая должна попасть в

5 центр экрана. На фиг. 2г показано распределение интенсивности (кривая 14) по горизонтали (вдоль центральной строки растра) при сфокусированном изображении. Для нахождения точки 10 вводится расфокусировка

0 оптической системы телекамеры (кривая 15). Точка пересечения кривой 14 и кривой 15 является инвариантной к расфокусировке точкой, это и есть точка 0, определяющая пороговый уровень в центре растра. Для

5 получения пороговых уровней во всех фрагментах растра необходимо полученные значения распределения интенсивности привести к значению 10 в центре растра. Для этого находится разница между значе0 нием 10 и полученным выше значением интенсивности в центральном фрагменте. Полученная разница вычитается из значений интенсивности во всех фрагментах. В результате для каждого фрагмента находит5 ся значение ПУ, соответствующее lo. что гарантирует формирование бинарного изображения с размерами, соответствующими размерам самого объекта.

Таким образом, вычисление ПУ производится в два этапа. На первом этапе определяются относительные значения ПУ путем снятия кривых распределения освещенности с последующим усреднением. На втором этапе определяются абсолютные значения ПУ путем приведения относитель- ных ПУ к значению абсолютного ПУ, измеренного в центральном фрагменте растра с помощью расфокусировки. Значения ПУ изменяются в зависимости от силы света, которая обычно выбирается оператором для создания оптимальных условий измерения. При этом изменение силы света изменяет пороговые уровни во всех фрагментах на одну и ту же величину. Соответственно в блоке 7 хранятся значения относительных ПУ, взятые относительно некоторой прямой, параллельной оси X (например, прямая I1 на фиг.2б). Относительные пороговые уровни зависят от неравномерности освещенности, т.е. являются характеристикой осветителя. В регистре 9 записан код, который позволяет относительные ПУ во всех фрагментах увеличить на соответствующую величину, т.е. на выходе сумматора 8 формирутюся значения абсолютных ПУ как сумма относитель- ных ПУ и кода смещения. На фиг.2г, например, показана прямая 4, относительно которой взяты ПУ, записанные в блок 7. Тогда величина кода смещеия в регистре 9 должна быть равна I . После суммирования

на выходе сумматора формируются требуемые ПУ (кривая 16 на фиг.2г).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Телевизионное устройство для форми-; рования двухградационного сигнала графических изображений, содержащее последовательно соединенные датчик телевизионного сигнала, аналого-цифровой преобразователь и компаратор,выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные синхрогенератор и формирователь порогового уровня, выход которого соединен с вторым входом компаратора, второй выход синхрогенератора соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого объединен с входом сикхрогекератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формируемого сигнала, формирователь порогового уровня выполнен в виде последовательно соединенных счетчика адресов, вход которого является входом формирователя порогового уровня, блока хранения относительных пороговых уровней и сумматора, выход которого является выходом формирователя порогового уровня, второй вход сумматора соединен с выходом регистра смещения, вход которого является входом для установки кода смещения.

Изобретение относится к телевидению (ТВ). Цель изобретения - повышение точности формируемого сигнала. Для этого датчиком 1 формируется стандартный ТВ сигнал, который поступает на АЦП 2 и синхрогенератор 4. На выходе АЦП 2, управляемом импульсами стробирования от синхрогенератора 4, образуется видеосигнал в цифровой форме, который поступает на один вход компаратора 3. На другой вход компаратора 3 поступают пороговые уровни, формируемые формирователем 5, который управляется синхрогенератором 4. В результате на выходе компаратора 3 формируется двухградационный сигнал графических изображений. Цель достигается за счет выполнения формирователя 5, состоящего из счетчика 6 адресов, блока 7 хранения относительных пороговых уровней, сумматора 8 и регистра 9 смещения, с помощью которых вычисление пороговых уровней производится в два этапа: сначала определяеются их относительные значения, а затем абсолютные значения. 2 ил.

J

/ П

2

Фиг.2