Устройство формирования сигналов изображения Советский патент 1992 года по МПК H04N5/14 

Изобретение относится к прикладному телевидению может быть использовано в устройствах обнаружения малоконтрастных, маломерных объектов на зашумленном неравномерном фоне.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства формирования сигнала изображения.

Устройство формирования сигналов изображения содержит светочувствительную матрицу 1 приборов с зарядовой связью(ПЗС), состоящую из секции 2 накопления, секции 3 памяти и выходного регистра 4, синхрогенератор 5, селектор 6 кадровых импульсов, первый генератор 1 прямоугольных импульсов, первый элемент ИЛИ 8, второй элемент ИЛИ 9, первый блок ТО усреднения, содержащий входной регистр 11, первую и вторую секции 12 и 13 памяти и выходной регистр 14, затворы 15, объединенные в три фазы и стоп-каналы 16 первого блока памяти, первый блок 17 вычитания, квадратор 18, второй генератор 19 прямоугольных импульсов, третий элемент 20 ИЛИ, четвертый элемент 21 ИЛИ, второй блок 22 усреднения, содержащий входной регистр 23, первую и вторую секции 24 и 25 памяти, выходной регистр 26, затворы 27, объединенные в три фазы и стоп-каналы 28 второго блока памяти, блок 29 извлечения квадратного корня, видеоконтрольный блок 30. блок 31 сравнения и коммутации и второй блок 32 вычитания.

Устройство формирования сигналов изображения работает следующим образом.

С первого выхода синхрогенератора 5 на управляющие входы секции 2 накопле- ния светочувствительной матрицы 1 ПЗС, секции памяти i2 и 24 блоков 10 и 22 усреднения соответственно подается управляющий трехфазный сигнал, создающий в данных секциях режим направленного пе- реноса зарядов. Трехфазный управляющий сигнал с второго выхода синхрогенератора 5 подается на управляющий вход секции 3 памяти светочувствительной матрицы 1 ПЗС и через элементы 20 и 21 ИЛИ на уп- равляющие входы секций 13 и 25 памяти блоков 10 и 22 усреднения, создавая в них режим направленного переноса зарядов. Трехфазный управляющий сигнал с третье- го выхода синхрогенератора 5 подается на управляющие входы выходного регистра 4 светочувствительной матрицы 1 ПЗС, входных регистров 11 и 23 блоков 10 и 22 усреднения и через элементы ИЛИ 8 и 9 на управляющие входы выходных регистров 14 и 26 блоков 10 и 22 соответственно, создавая в них режим направленного переноса зарядов.

Во время очередного полукадра сигнал ТВ изображения из выходного регистра 11 блока 10 усреднения поступает построчно на вход секции 12 и записывается в ней. причем предыдущий полукадр ТВ изображения из секции 12 памяти считывается в секцию 13 памяти и записывается в ней.

Расфокусировка изоражения (локальное усреднение) по вертикали достигается подачей импульса с второго выхода генератора 7 прямоугольных импульсов через элементы ИЛИ 20 на затворы 15 секции 13 памяти блока 10 усреднения. При этом под затворами 15 во всех столбцах, отделенных друг1 от друга стол-каналами 16 секции 13 памяти, образуются общие потенциальные ямы. что вызывает ненаправленное растекание зарядовых .пакетов вдоль каждого столбца изображения, а следовательно, ло-. кальное .усреднение выборок сигнала по вертикали. Степень усреднения по вертикали регулируется путем изменения длительности импульса на выходе генератора 7 прямоугольных импульсов от нулевой (при длительности импульса менее 0,01 мкс) до практически полного усреднения (при длительности импульсов в несколько мкс). Импульсы на выходе генератора. 7 прямоугольных импульсов синхронизируются синхрогенератором 5 через селектор 6 кадровых импульсов, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого кадрового гасящего импульса. С приходом следующего полукадра видеосигнал построчно выводится в выходной регистр 14 и на его месте записывается приходящий видеосигнал.

Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигается подачей импульса с выхода генератора 7 прямоугольных импульсов через элемент 8 ИЛИ на затворы выходного регистра 14 блока 10 усреднения. В результате под всеми затворами выходного регистра 14 образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль выходного регистра 14 блока 10 усреднения, а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала по горизонтали. Степень усреднения по горизонтали регулируется путем изменения длительности импульса на выходе генератора 7 прямоугольных импульсов аналогично подбору степени усреднения по вертикали. Импульсы на выходе генератора 7 прямоугольных импульсов синхронизируются синхрогенератором 5, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса. С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного изображения выводится из входного регистра 14 и на его месте записывается приходящий видеосигнал. В блоке 17 вычитания видеосигнал локально усредненного изображения вычитается из исходного видеосигнала, проходящего из выходного регистра 4 светочувствительной матрицы 1 ПЗС. Формирование управляющего сигнала, пропорционального средне квадратическому отклонению (К п ), происходит следующим образом.

С выхода блока 17 вычитания центрированное значение сигнала, соответствующее случайной компоненте яркости по кадру изображения, поступает на вход квадратора 18, а с его выхода полученный видеосигнал поступает на вход входного регистра 23 блока 22 усреднения и записывается в нем о виде зарядовых пакетов. Блок 22 усреднения работает аналогично блоку 10 усреднения. Во время очередного полукадра сигнал ТВ изображения из выходного регистра 23 блока 22 усреднения поступает на вход секции 24 памяти и записывается в ней, причем предыдущий полукадр ТВ изображения из секции 24 памяти считывается в секцию 25 памяти и записывается в ней.

Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по вертикали достигается подачей импульса с выхода генератора 19 прямоугольных импульсов через элемент ИЛИ 21 на затворы 27 секции 25 памяти блока 22 усреднения. При этом под затворами 27 во всех столбцах, отделенных друг от друга стоп-каналами 28 секции 25 памяти образуются общие потенциальные ямы, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль каждого столбца изображения, а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала по вертикали. Степень усреднения по вертикали регулируется путем изменения длительности импульса на выходе генератора 19 прямоугольных импульсов. Импульсы на выходе генератора 19 прямоугольных имлульсов синхронизируются синхрогенератором 5 через селектор б кадровых импульсов, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого кадрового гасящего импульса. С приходом следующего-полукадра видеосигнал из секции 25.памяти построчно выводится в выходной регистр 26 блока 22 усреднения и на его место записывается приходящий видеосигнал.

Расфокусировка изображения (локальное усреднение) по горизонтали достигается подачей импульса с выхода генератора 19 прямоугольных импульсов через элемент 9 ИЛИ на затворы выходного регистра 26 блока 22 усреднения. В результате под всеми затворами выходного регистра 26 образуется общая потенциальная яма, что вызывает ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль выходного регистра 26. а следовательно, локальное усреднение выборок сигнала по горизонтали. Степень усреднения по горизонтали регулируется путем изменения длительности импульса на выходе генератора 19 прямоугольных импульсов. Импульсы на выходе генератора 19 прямоугольных импульсов синхронизируются синхрогенератором 5, следуют друг за другом и расположены во временном интервале каждого строчного гасящего импульса. С приходом следующей строки видеосигнал локально усредненного изображения выво дится из выходного регистра 26 блока 22 усреднения и подается на вход блока 29

извлечения квадратного корня, на выходе которого полученный сигнал усиливается п К раз. Таким образом, полученный сигнал представляет собой сигнал, соответствую5 щии среднеквадратическому отклонению, увеличенному в К раз (сигналу К о).

Выходной видеосигнал формируется следующим образом. Сигнал К о , поступающий на четвертый вход блока 31 сравне0 ния и коммутации, сравнивается с центрированным сигналом X, поступающим на третий вход блока 31 коммутации с выхода блока 17 вычитания. Если сигнал К а будет иметь большее текущее абсолютное

5 значение, чем сигнал X, то на выход блока

31сравнения и коммутации поступит видеосигнал ТВ изображения с выхода выходного регистра 4 светочувствительной матрицы 1 ПЗС, если сигнал К а будет меньше сиг

0 нала X, то на выход блока 31 сравнения и коммутации поступит усредненное значение сигнала Т4В изображения с выхода выходного регистра 14 блока 10 усреднения Таким образом, видеосигнал на выходе бло5 ка31 сравнения и коммутации будет отфильтрован от импульсных помех. Для подавления низкочастотной фоновой составляющей из полученного сигнала в блоке

32вычитания вычитается .локально усред- 0 ненное значение сигнала ТВ изображения с

выхода выходного регистра 14 блока 10 усреднения, сигнал с выхода блока 32 вычитания поступает нз информационный вход видеоконтрольного блока 30. Таким обра- 5 зом, на экран видеоконтрольного блока 30 подается изображение с подавленной низкочастотной фоновой составляющей и отфильтрованное от импульсных помех.

40

Формула изобретения

Устройство формирования сигналов изображения, содержащее светочувствительную матрицу приборов с зарядовой

связью (ПЗС), состоящую из секции накопления, секции памяти и выходного регистра, первый и второй блоки усреднения, каждый из которых состоит из первой и второй секций памяти, входного и выходного регистров, обьединенных в три фазы, и стоп-каналов, синх- рогенератор, первый выход которого соединен с управляющим входом секции накопления светочувствительной матрицы ПЗС, с управляющим входом первой секции памяти первого блока усреднения и с управляющим входом первой секции памяти второго блока усреднения, второй выход синхрогене- ратора соединен с управляющим входом секции памяти светочувствительной матрицы ПЗС, третий выход синхрогенератора подключен к входу выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС. к управляющему входу входного регистра первого блока усреднения, к управляющему входу входного регистра второго блока усреднения и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом выходного регистра первого блока усреднения, первый и второй генератор прямоугольных импульсов первые входы которых соединены с четвертым входом синхрогенератора, первый выход первого генератора прямоугольных импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, пятый выход синхрогенератора подключен к входу селектора кадровых импульсов и к синхронизирующему входу видеоконтрольного блока, первый блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС, второй вход - с выходом выходного регистра первого блока усреднения, а выход - с входом квадратора, выход которого соединен с информационным входом входного регистра второго блока усреднения, выход выходного регистра которого соединен с входом блока извлечения квадратного корня, второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к третьему входу синхрогенератора, второй вход- к первому выходу второго генератора прямоугольных импульсов, а выход - к управляющему входу выходного регистра второго блока усреднения, выход селектора кадровых импульсов подключен к вторым входам первого и второго генераторов прямоугольных импульсов, при этом в первом и

во втором блоках усреднения группа выходов входного регистра соединена с группой входов первой секции памяти, группа выходов которой соединена с группой входов

второй секции памяти, группа выходов которой соединена с группой входов выходного регистра, отличающееся тем. что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены третий и четвертый элементы

ИЛИ, второй блок вычитания и блок сравнения и коммутации, причем первые входы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены с вторым выходом синхрогенератора, выход третьего элемента ИЛИ соединен

с управляющим входом второй секции памяти первого блока усреднения, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второй секции памяти второго блока усреднения, вторые входы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к вторым выходам соответственно .первого и второго генераторов прямоугольных импульсов, первый, второй, третий и четвертый входы блока сравнения и коммутации

подключены соответственно к выходу выходного регистра первого блока усредне- ния, к выходу выходного регистра светочувствительной матрицы ПЗС, к выходу первого блока вычитания и к выходу блока извлечения квадратного корня, выход блока сравнения и коммутации подключен к информационному входу входного регистра первого блока усреднения и к первому входу второго блока вычитания, второй вход которого соединен с первым входом блока сравнения и коммутации, а выход - с информационным входом видеоконтроль ного блока.

Изобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано в устройствах обнаружения .малоконтрастных, маломерных объектов на зашумленном фоне. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Видеосигнал с выхода светочувствительной матрицы 1 приборов с зарядовой связью, управляемой от синхро- гёнератора 5 поступает на первый блок 17 вычитания, где из него вычитается видео сигнал, локально усредненный по горизонтали и вертикали в первом блоке 10 усреднения. Степень усреднения определяется параметрами импульсов с выходов пер- вого генератора 7 прямоугольных импульсов. С выхода блока 17 вычитания центрированное значение сигнала, соответствующее случайной компоненте яркости по изображения./юступает на вход квадратор/ 18 и далее на вход второю блока 22 усреднения, степень усреднения в котором определяется параметрами импульсов с выходов второго генератора 19 прямоугольных импульсов. На выходе второго блока 22 усред- ненияформируетсясигнал, соответствующий среднеквадратическому отклонению, и используемый а блоке 31 сравнения и коммутации наряду с центрированием сигналом с выхода первого блока 17 вычитания, для принятия решения о подключении к входу блока 10 усреднения или сигнала с матрицы 1 ПЗС или с выхода первого блока 10 усреднения. Для подавления низкочастотной составляющей из полученного на выходе блока 31 сигнала во втором блоке 32 вычитания вычитается локально усредненное значение сигнала с выхода первого блока 10 усреднения. 1 ил. со с