Устройство для воспроизведения псевдоцветного и квазиобъемного изображения Советский патент 1991 года по МПК H04N15/00 

оэ ос

оо

Јь

05

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в системах анализа, обработки и синтеза термоизображений.

Цель изобретения - повышение качества изображения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управления и синхронизации, первый блок памяти (БП) 2, первый АЦП 3, формирователь I псевдообъемного изображения, преобразователь амплитуда-цвет 5, цветной ВКЬ 6, второй БП 7, второй АЦП 8, вычислительный блок 9, третий БП 10, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 11, аналоговый перемножитель 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом обработки и отображения информация об объекте в цифровой форме заносится в БП 2. Для этого аналоговый видеосигнал преобразуется АЦП 8 в последовательность цифровых отсчетов, которые и запоминаются.

На этом этапе работы управление формирователем последовательности импульсов запуска АЦП 3 и адресной информации для выборки ячеек блока 2 памяти в блоке 1 управления и синхронизации осуществляется кадровыми и строчными синхроимпульсами датчика видеосигнала.

Управление всеми последующими преобразователями сигнала и синхронизации, считывание и отображение информации об исследуемом объекте осуществляются от внутреннего генератора блока 1. После окончания записи цифрового видеосигнала в блок 2 начинается этап формирования и записи квазиобъемного изображения.

В первом канале обработки информации, записанной в блоке 2, этот процесс проходит следующим образом. Информация в блоке 2 считывается и преобразуется в аналоговый сигнал с помощью встроенного в блок ЦАП 11. Полученный видеосигнал, а также кадровые и строчные синхроимпульсы, формируемые блоком 1 при считывании информации, поступают в формирователь .

Формирователем k формируются два напряжения Ux и Uu

,Ut+K(2U2;

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ysvv.

где K(,K,Kj,K - коэффициенты, изменение знака и величины которых приводит к изменению формы квазиобъемного изображения, подобранные таким образом, чтобы расстояния между профиллограммами были минимальными с точки зрения разрешающей способности человеческого глаза;

U - постоянное напряжение;

t - текущее время развертки про- филограмма.

С. tc Тх;

Т - период строчной развертки; Z - порядковый номер строки; видеосигнал Z-строки.

Амплитуды напряжений U и U,. од- повременно преобразуются аналого-цифровыми преобразователями 3 и 8 в последовательность цифровых отсчетов, которые поступают на адресные входы блока 7. Причем цифровое значение напряжения Ux является адресом ячейки блока 7 памяти по строке; U,. - адресом ячейки памяти по кадру.

Перед началом записи в ячейки блока 7 памяти заносятся О. В процессе записи в ячейки памяти, с полученными адресами записываются 1. Таким образом, точка за точ кой с пространственными координатами, эквивалентными адресам ячеек памяти, в блок 7 записывается информация о квазиобъемном изображении.

Для создания модели идеальной лам- бертовой поверхности используют закон Ламберта

.cos9 ,

где I - энергетическая сила света;

L - энергетическая яркость;

Л - излучающая поверхность;

0 - угол между направлением излучения и нормалью к излучающей поверхности.

Получение модели идеальной ламбер- товой поверхности производится во втором канале обработки информации, вмещающем ВБ 9, ЬП 10, цифроаналоговый преобразователь 11 и осуществляется путем присвоения каждому элементу информации о квазиобъемном изображении, содержащейся в блоке 7, определенного значения яркости.

Это достигается тем , что массив, записанный в блок 2, обрабатывается в вычислительном устройстве по следующему алгоритму

I(x,y)L(x,y).A cosQU.y) .cos((x,y),

где U - угол между нормалью к элементу изображения и вектором наблюдения ;

х,у - координаты элемента изображения;

L(x,y)- яркость элемента изображения. При этом

tf N-AB

COSJ Гй ЧАвГ

., ,UZjr AZf .

где N(--i ; - -1) - координаты Лх ЛУ

вектора нормали к элементу изображения;

/N/.J()2+(Jza)f модуль век.

1 1 Лх ДУ

тора нормали к элементу изображения;

В( координаты вектора излучения излучающей поверхности;

JAB/ л/(хДв)2-|-(уДв)2 + иД5)2 - модуль

вектора излучения; х-,у| - адрес ячейки памяти запоминающей матрицы (блок 2). х:

K,Jx,t1-K

1х..« X К.

UJ

чЛ

где К ц- ,х - число, содержащееся в

ячейке памяти с адресом

jx,V(

К -,х. - число, содержащееся в ячейке памяти с адресом 4

У|ХИ«;

- число, содержащееся в ячейке памяти с адресом

У X ;.

cosU

.. NCB Т (NjfCBf

где СВ(хс-хв, yc-ye, Zc-Zg) - координаты вектора наблюдения;

хс,у ,ZC координаты точки наблюдения;

xe,ye,Ze- координаты элемента изображения ;

(xc-xB)2+(yc-ye)7+(Zc-Z6)2 модуль вектора наблюдения. Обработка и расчет значений яркости элемента изображения производятся в вычислительном устройстве по ука0

занному алгоритму. Вычиг.пенныг зндме- ния поступают в блок 10, где записываются по адресам, вырабатываемым блоками 3 и 8, соответствующим пространственным координатам.

Причем адреса, по которым в блок 7 записываются 1, характеризующие вид квазиобъемного изображения и адреса, по которым записываются числовые значения яркости в блок 10 памяти, аналогичны для каждого числового значения, считываемого из блока 2. Величина яркости, рассчитанной в выс числительном устройстве, представляет собой многоуровневый сигнал. Число уровней выбирается, исходя из возможностей человеческого зрения по восприятию изображений. После окон0 мания записи информации в блоки 7 и 10 устройство готово к отображению квазиобъемного изображения.

Для отображения модели идеальной ламбертовой поверхности на экране

5 Kb числа, считанные по определенным адресам, последовательно, начиная с нулевой ячейки из блока 10 памяти, поступают на вход цифроаналогового преобразователя, где преобразуются в аналоговый сигнал (напряжение), который поступает на аналоговый перемножитель 12 и перемножается в нем с 1, считанными пс аналогичным адресам из блока 7.

В результате этого, если на эналотовый перемножитель с блока 7 поступила 1, то ее перемножение с сигналом яркости из блока 10 приводит к тому, что в данной точке формируется значение яркости, равное величине сигнала, поступающего из блока 10. При перемножении О с блока 7 и сигнала с блока 10 в данной точке изображения значение яркости равно нулю, т.е. наблюдается темная точка. С выхода аналогового перемножителя информация в виде напряжения различной амплитуды поступает на модулятор кинескопа цветного ВКБ.

0

Таким образом, каждому элементу

полученного квазиооъемного изображения присваивается определенное значе- Тние яркости. Для получения псевдоцвет- 5 ного изображения информация из блока 2 считывается и поступает на преобразователь 5, где дискриминируется по количеству уровней, равному числу цветов в изображении, декодирует0

5

ся и поступает на управляющие входы кинескопа цветного ВКБ 6.

Программирование числа уровней, их амплитуд и диапазона осуществля- ется оператором.

Устройство позволяет улучшить качество квазиобъемного изображения, 1так как изображение максимально при- .ближается к реальному изображению поверхности. При этом улучшаются условия работы оператора в связи со свойством человеческого зрения к восприятию трехмерных сцен, а также повышается вероятность обнаружения объектов на местности.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения псевдоцветного и квазиобъемного изображения, содержащее цветной видеоконтрольный блок (ВКБ) , первый вход которого через преобразователь амплитуда-цвет подключен к первому выходу первого блока памяти, второй выход которого подключен к входу формирователя псевдообъемного изображения, а первый вход первого блока памяти подключен к выходу первого ана- лого-цифрового преобразователя (АЦП) первый вход второго блока памяти подключен к первому выходу второго АЦП,

5

о

0

5

вход которого подключен к выходу формирователя псевдообъемного изображения и выход первого АЦП подключен к первому входу формирователя псевдообъемного изображения, а выход второго блока памяти подключен к второму входу цветного ВКБ, блок управления и синхронизации, выход которого подключен к входам управления первого, второго блоков памяти, первого АЦП, преобразователя амплитуда-цвет, формирователя псевдообъемного изображения, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изображения, введены вычислительный блок,третий блок памяти, цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) и аналоговый перемножитель, причем вход , вычислительного блока подключен к выходу первого блока памяти, а выход вычислительного блока подключен к входу третьего блока памяти, первый и второй адресные входы которого подключены к выходам первого и второго АЦП, выход третьего блока памяти подключен к входу ЦАП, выход которого подключен к первому входу аналогового перемножителя, выход которого подключен к второму входу цветного ВКБ, при этом выход блока управления и синхронизации подключен также к входам управления введенных блоков.

Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изобретения - повышение качества изображения на экране видеоконтрольного блока (8Kb). Обработка информации об исследуемом объекте в цифровой форме ведется параллельно по двум каналам. Первый канал содержит первый блок 2 памяти (БП), первый 3 и второй 8 аналого- цифровые преобразователи, формирователь сигнала и второй ЬП 7. В первом кнчаяе формируется цифровой код, оп- Р д ляю:ций кои„/|ичаты тоиек, состгв- j я-ощнх ког Э б ьемную картину на зк- рлне ВКЬ и, Зторои канал содержит вычислительной блок 9, третий БП 10 и цифроаналпговый преобразователь 11. ti этом канале формируется напряжение, пропорциональное яркости каждой картины. Нагря/чения, полученные в первом и етором каналах, перемно- жаются аналоговым перемножителем и поступает на модулятор кинескопа цветного ВКБ. Ча экране ПКЬ полумаются сигналы исследуемого объекта, форма которого подчеркнута распределением света и тени на выпуклостях и впадинах картины изображения. Псевдоцветное изображение формируется формирователем ампл туда-цвет и отображается на экране ВКБ. Устройство также содержит блок управления и синхронизации . 1 ил. с Ј а С