Устройство преобразования видеосигнала Советский патент 1991 года по МПК H04N7/01 

м

V

II

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в качестве преобразователя частотно-вреF, , менных параметров видеосигнала. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем преобразования видеосигнала с произвольным числом строк. Принцип действия основан на адаптивном изменении фактора преобразования п, то обеспечивает неизменность числа накапливаемых строк выходного стандарта при произвольном изменении числа строк входного стандарта. Видеосигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступает на вход умножителя 2, в кото(Л

о оо

00 4-

СП

О5

ром умножается на коэффициенты, определяемые законом накопления и сформированные делителем 12 и вычислителем 11, рассчитывающим фактор преобразования п. С выхода умножителя 2 сигнал поступает на первый вход сумматора 3, на второй вход которого через элемент И 7 и мультиплексор 6 поступает сигнал от запоминающего блока (ЗБ) k или ЗБ Ь, осуществляющих задержку на длительность строки

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в телевизионных системах наблюдения в качестве преобразователя частотно-временных параметров видеосигнала.

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей путем преобразования видеосигнала с произвольны числом строк.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства преобразования видеосигнала; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока управления.

Устройство преобразования видеосигнала (фиг. 1) содержит аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 1, умножитель 2, сумматор 3, первый запоминающий блок (ЗБ) Ц, четвертый запоминающий блок 5, мультиплексор 6,- элемент И 7, второй и третий запоминающие блоки 8 и 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, вычислител 11, делитель 12 и блок 13 управления Блок 13 управления (фиг. 2) содержит формирователь 14 адресов чтения, формирователь 15 адресов записи, мултиплексор 16 блока управления и логическую схему 17.

Устройство преобразования видеосигнала работает следующим образом.

Принцип действия устройства основан на адаптивном изменении фактора преобразования, что обеспечивает сохранение неизменным числа информационных строк, накапливаемых в течение периода активной части поля выходного стандарта при произвольном изменении числа строк, поступающих на вход. Число строк, поступающих в течение активной части поля выходного стандарта, определяет протяжен

В ЗБ 8 записывается сигнал, соответствующий результату накопления п строк в ЗБ 4 или ЗБ 5. За время обратного хода информация из ЗЬ 8 переписывается в ЗБ 9. При этом накопление информации в ЗЬ 8 осуществляется с частотой записи, а перезапись из ЗБ 8 в ЗБ 9 - с частотой считывания. Сигнал с ЗБ 9 поступает на цифроанало- говый преобразователь 10. 2 ил.

0

5

0

5

0

ность участка пространства (масштаб), наблюдаемого на видеоконтрольном устройстве. Число строк будет изменяться в зависимости от изменения скорости движения объекта, на котором установлен оптический датчик, либо от изменения частоты считывания сигнала с оптического датчика. В результате при постоянном факторе преобразования протяженность участка пространства, наблюдаемого на экране ВКУ, будет изменяться пропорционально изменению числа строк, что вызывает геометрические искажения наблюдаемого изображения. Для поддержания неизмен - ным заданного масштаба изображения на экране ВКУ необходимо обеспечить адаптивное изменение фактора преобразования в зависимости от числа поступающих на вход строк. Зависимость фактора преобразования (п) от масштаба (м), текущих значений скорости (V), движения объекта и частоты (FCTp) считывания сигнала с оптического датчика определяется выражением

5

0

5

п

M-FCTP

V-K,

cip

(О

где К - количество активных строк в растре ВКУ, соответствующих выходному стандарту.

Адаптивное изменение фактора преобразования обуславливает необходимость адаптивной фильтрации входного сигнала, которая осуществляется путем накопления видеосигнала в течение пеприода, равного --

СТР с выражением

в соответствии

п

W5X

ex;

(2)

гДе ou, амплитуде сигнала на выхоob X

де запоминающего блока;

I - амплитуда сигнала i-й строки на входе АЦП (входе умножителя) ;

а - коэффициенты, определяющие закон накопления, которые задаются как функция числа

1

п или 1, например а-- п

или , где q - const.

Таким образом, при адаптивном измнении фактора преобразования и адаптивной фильтрации масштаб участка пространства, наблюдаемого на ВКУ, остается неизменным без ухудшения качества изображения при произвольном изменении числа строк входного сигнала.

На вход АЦП (фиг. 1) поступает сигнал от однострочного оптического датчика в виде последовательности строк. С выхода АЦП 1 сигнал, преобразованный в цифровую форму, поступи- ет на первый вход умножителя 2 На его второй вход подается сигнал с второго выхода управляемого делителя 12 частоты. Этот сигнал определяет коэффициенты а; (см. выражение (2)).

Умножитель 2 может быть реализован на базе постоянных запоминающих блоков, в которые записаны результаты парных произведений а- Ь вх; для всех возможных значений а- и I . ВеличиI б I

ну коэффициента деления п управляемого делителя частоты 12 задает сигнал, поступающий с выхода вычислителя 11. Последний производит вычисления в соответствии с выражением (1) При этом по шинам М и V на него подаются сигналы, соответствующие заданному значению масштаба М и текущему значению скорости V. Вычислитель 11 также может быть реализован на базе постоянных запоминающих блоков, в которых записаны результаты вычислений по формуле (1) для всего диапазона значений М и V.

С выхода умножителя 2 сигнал по- ступает на первый вход сумматора 3. При этом на его второй вход через элемент И 7 и мультиплексор 6 поступает сигнал от ЗБ Ц или ЗБ 5, осуществляющих задержку сигнала на время, равное длительности строки 2стр , а также накопление результатов суммирования. ЗБ k и ЗБ 5 работают поочередно через строку на запись и на

0

0

гчигывлкие тг|ким образов, что PI ли ЗЬ находится в р -миме запи-.и и записывает результаты суммирования дм- i уд одноименных элементов текущей и предыдущей строк, то ЗБ 5 находится в режиме считывания. При этом знамения амплитуд элементов предыдущей строки на второй вход сумматора 3 поступают через мультиплексор 6 и элемент И 7 из ЗБ 5. В результате к концу периода накопления в одном из этих ЗБ записан сигнал, накопленный от предыдущих строк согпасно выражению

().

Сигнал, определяющий кериод, ь течение которого осуществляется накоп.. п ление, равный -„- , вырзиать вается

0

5 0

С

Q

5

стр

делителем 12 в зависимости от наданьо- го масштаба М и текущего значения скорости V. Этот сигнал с первого выхода делителя 12 подается на второй вход элемента И 7 и первой вход блока 13 управления. Он представляет собой последовательность импульсов длительностью, равной длительности одной

п п

строки и периодом, равным -- . При

поступлении этого импульса элемент

И 7 запрещает прохождение сигнала с выхода мультиплексора 6 и устанавливает на втором входе сумматора 3 нулевое значение, тем самым определяя новый цикл накопления. В это же время блок 13 управления под воздействием этого импульса вырабатывает команду разрешение записи в ЗБ 8 и сигнал с выхода мультиплексора 6 записывается в ЗБ 8.

Таким образом, в ЗБ 8 записывается сигнал, соответствующий результату накопления п строк в ЗБ k или ЗБ 5. Так как количество накапливаемых строк п обратно пропорционально скорости V (см. выражение (О), обеспечивается постоянство количества информационных строк в ЗБ 8 для заданного масштаба М и текущего значения V, что в конечном счете сохраняет неизменной на экране ВКУ протяженность участка пространства, заданного для наблюдения при различных значениях V. Благодаря тому, что коэффициенты а;, определяемые делителем 1 2 , могут быть функцией скорости V, режим амплитудного накопления сигнала в ЗБ k или ЗБ 5 поддерживается оптимальным для всего диапазона скоростей. Запись информационных строк в ЗБ 8 осуществляется в течение активной части поля выходного телевизионного стандарта.

Адресное пространство ЗБ 8, опреде ляемое формирователем 15 адресов записи блока 13 управления (фиг. 2), разделено на две одинаковые области соответственно для четных и нечетных строк. По окончании активной части поля, в период обратного хода, осуществляется перепись из ЗБ 8 (одной из областей) в ЗБ 9. Адресное пространство ЗБ 9, определяемое формирователем 11 адресов чтения блока 13 уп- равления, также разбито на две области, соответствующие четному и нечетному полям. Таким образом, в каждой из областей ЗЬ 8 производятся накопление информации в течение одного кад ра и перепись в период каждого гасящего импульса полей из соответствую- щей области ЗБ 8 в соответствующую область ЗБ 9 (четную-нечетную) поочередно. Работой ЗБ 8 и ЗБ 9 управляет блок 13 управления. Формирователь И адресов чтения и формирователь 15 ал,- ресов записи обеспечивают формирование адресных и управляющих сигналов. В свою очередь, их работой управляет логическая схема 17. На нее поступают синхронизирующие импульсы для режимов записи и считывания, а также сигнал разрешения записи с первого выхода делителя 12.

Логика работы логической схемы 17 основана на соблюдении совокупности условий для изменения режимов работы ЗБ 8 и ЗБ 9, которые являются обязательными для правильного функциони- рования устройства.

Условия для перехода ЗБ 8 из режима записи в режим считывания и ЗБ 9 из режима считывания в режим записи (переход в режим перезаписи) считы- вание активной части поля из ЗБ 9 должно быть закончено (наличие синхроимпульса полей выходного ТВ стандарта) ; запись очередной строки п ЗБ 8 должно быть закончена (отсутствие сигнала разрешения записи); переход в режим перезаписи должен осуществляться синхронно с началом активной части строки выходного стандарта (наличие строчного синхроимпульса выходного ТВ стандарта) .

Условия для перехода ЗБ 8 из режима считывания в режим записи и ЗБ 9 из режима записи в режим считывания

(переход в режим накопления информации в ЗБ 8): перепись из ЗБ 8 в ЗБ 9 должна быть закончена; переход в режим накопления должен осуществляться синхронно с началом активной части строки входного сигнала (наличие строчного синхроимпульса входного сигнала)

Логическая схема 17, вырабатывающая управляющие сигналы в соответстви с указанными условиями, может быть реализована на основе схем совпадени (например, группы элементов И) и запоминающих элементов (например, D- триггеров).

В результате логических операций над этими переменными определяются моменты времени для перехода ЗБ 8 в режим записи, а также з режим перезаписи в ЗБ 9 и выдаются сигналы, управляющие работой формирователей 15 и 1Ц адресов записи и считывания и мультиплексором 16, осуществляющим мультиплексирование синхроимпульсов зописи - считывания на формирователь 15 адресов записи. При этом накопление информации в ЗБ 8 осуществляется с частотой записи, а перезапись из ЗБ 8 в ЗБ 9 с частотой считывания и в дальнейшем считывание ЗБ 9 с это же частотой. С выхода ЗБ 9 сигнал поступает на ЦАП 10 и далее на ВКУ. Синхронизацию режима считывания осуществляют синхросигналы F2 выходного ТВ стандарта, а режима записи - синхроимпульсы F,, соответствующие параметрам разложения исходного изображения .

Предлагаемый преобразователь дает дополнительную возможность проводить визуальные наблюдения без геометрических искажений на движущихся объектах при произвольном изменении скорости движения.

Формула изобретения

Устройство преобразования видеосигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого является входом для видеосигнала устройства, умножитель, сумматор, первый, второй и третий запоминающие блоки, мультиплексор и цифроаналого- вый преобразователь, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможноетей путем преобразования видеосигнала с произвольным числом строк, введен четвертый запоминающий блок, вычислитель, делитель, элемент И и блок управления, причем первый и второй входы вычислителя являются соответственно входами для сигналов масштаба и скорости, а выход подключен к первому входу делителя, выход аналого- цифрового преобразователя подключен к первому входу умножителя, выход которого соединен с первым входом сумматора .выход которого подключен к первым входам первого и четвертого запоминающих блоков, первый и второй входы мультиплексора подключены соответственно к выходам первого и четвертого запоминающих блоков, а выход - к первому входу второго запоминающего блока и к первому входу элемента И,выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход второго запоминающего блока подключен к

F2

/7

первому входу третьего запоминающего блока, первый выход делителя подключен к второму входу элемента И и к первому входу блока управления, а второй выход делителя - к второму входу умножителя, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами второго и

третьего запоминающих блоков, а выход третьего запоминающего блока подключен к первому входу цифроаналогового преобразователя, третий вход мультиплексора и вторые входы аналого-цифрово5 го преобразователя, делителя, блока управления, первого и четвертого запоминающих блоков являются входом для сигнала синхронизации исходного видеосигнала, а третий вход блока уп0 равления и второй вход цифроаналогового преобразования - входом для CHI- нала синхронизации преобразованного видеосигнала.

/5