Устройство формирования сигналов изображения Советский патент 1992 года по МПК H04N5/335 

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для формирования сигналов изображения.

Цель изобретения - повышение контрастной чувствительности устройства формирования сигналов изображения путем двумерной фильтрации верхних частоте одновременным накоплением сигнала изображения.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства формирования сигналов изо- бражения; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на первом входе первого коммутатора (фиг. 2а), на выходе первого инвертора (фиг. 26), на выходе первого коммутатора (фиг. 2в); на фиг. 3 - спектры сигнала изображения на выходе светочувствительной матрицы ПЗС (фиг. За), первого коммутатора (фиг. 36), матрицы ПЗС (фиг. Зв), второго коммутатора (фиг. Зг).

Устройство формирования сигналов изображения содержит первую матрицу 1

ПЗС, состоящую из секции 2 накопления, секции 3 памяти и выходного регистра 4, синхрогенератор 5, элементы ИЛИ 13 и 14, инверторы 6 и 15, коммутаторы 7 и 16, видеоконтрольный блок 8, сумматор 17, вторую матрицу 9 ПЗС, состоящую из входного регистра 10,секции 11 переноса и выходного регистра 12.

Устройство формирования сигналов изображения работает следующим образом.

Во время очередной строки телевизионного изображения видеосигнал с выхода выходного регистра 4 первой матрицы 1 ПЗС поступает на первый вход сумматора 17, с выхода которого сигнал поступает на первый вход коммутатора 7 (фиг. 2а). На второй вход коммутатора 7 поступает проинверти- рованный сигнал с выхода инвертора 6 (фиг. 26). Управление коммутатором 7 осуществляется сигналом, поступающим с выхода 8 синхрогенератора 5, причем управление

ел

С

vi

CJ

vi

VI СЛ GJ

производится таким образом, что с каждым тактом на выход коммутатора 7 поступают прямая и инверсная выборки сигнал изображения (фиг. 2 в). Дискретный сигнал изо- бражения на выходе коммутатора 7 описывается выражением

иВых(пТ) (-1)пивх(пТ),(1)

где ивых(пТ) - дискретный выходной сигнал;

Uex(nT) - дискретный входной сигнал;

п 0,1,2 - номер отсчета;

Т - период следования выборки.

При этом спектр сигнала по координате (вдоль строки телевизионного изображения) имеет вид:iotrlos-fr)

J т

Свых(е ) Gex(e),(2)

где Свых(е ) - спектр сигнала на выходе коммутатора (фиг. 36);

спектр сигнала на входе коммутатора (фиг. За);

f - частота сигнала;

Т - период дискретизации.

Таким образом, коммутатор 7 и инвертор 6 позволяют путем простого изменения знака каждого второго отсчета сигнала изображения осуществить смещение спектра на половину частоты дискретизации. Для осуществления аналогичного преобразования спектра по оси Y (перпендикулярно строкам телевизионного изображения)производится чередование прямого и инверсного сигналов вдоль столбцов изображения от строки к строке.

Таким образом, для каждой нечетной строки изображения

Ueyx(nT) (-1)n+1UBx(nT), п-0,1.2..., (3) а для каждой четной строчки изображения

иВых(пТ) - (-1)nUBx(nT), n 0,1,2. (4)

С выхода коммутатора 7 сигнал изображения, спектр которого смещен на половину частоты дискретизации, поступает на вход входного регистра 10 матрицы 9 ПЗС, где происходит преобразвание сигнала в зарядовые пакеты. Далее зарядовые пакеты, соответствующие строке телевизионного изображения, перемещаются через секцию 11 переноса и поступают в выходной регистр 12.

Сигналы управления затворами секции 1 переноса поступают с трехфазного выхода синхрогенератора 5 через элемент ИЛИ 13. Сигналы управления затворами входного регистра 10 и выходного регистра 12 поступают с трехфазного выхода 3 синхрогенератора 5 через элемент ИЛИ 14. При прохождении через матрицу 9 ПЗС осуществляется задержка сигнала на время одного кадра телевизионного изображения. Кроме того, во второй матрице 9 ПЗС осуществляется операция расфокусировки сигнала изображения по координате X и

координате Y, что эквивалентно операции двумерной низкочастотной фильтрации сигнала изображения. Расфокусировка по координате X (вдоль строки телевизионного изображения) осуществляется во входном

10и в выходном 12 регистрах матрицы 9 ПЗС, для чего в период обратного хода строчной развертки на затворы входного регистра 10 и выходного регистра 12 подается

импульс расфокусировки, поступающий с седьмого выхода синхрогенератора 5 на второй вход элемента ИЛИ 14. Расфокусировка по координате Y (перпендикулярно строке телевизионного изображения) осуществляется в секции 11 переноса второй матрицы 9 ПЗС, для чего в период обратного хода кадровой развертки на затворы секции

11переноса подается импульс расфокусировки, поступающий с шестого выхода синхрогенератора 5 на второй вход элемента

ИЛИ 13. Степень расфокусировки по координате X и Y определяется длительностью соответствующих импульсов расфокусировки и может регулироваться. С выхода выходного регистра 12 сигнал изображения,

спектр которого имеет вид, показанный на фиг. Зв, поступает на первый вход коммутатора 16 и на вход инвертора 15, с выхода которого сигнал поступает на второй вход коммутатора 16. Управление коммутатором

16 осуществляется сигналом, поступающим на третий вход коммутатора 16 с восьмого выхода синхрогенератора 5. Коммутатор 16 и инвертор 15 осуществляют смещение спектра сигнала изображения на половину частоты

дискретизации (фиг. Зг). С выхода коммутатора 16 задержанный на время одного кадра сигнал изображения поступает на второй вход сумматора 17, на первый вход которого поступает сигнал изображения с выхода выходного регистра 4. Сумматор 17 осуществляет сложение сигналов, поступающих на первый и второй входы с заданными весовыми коэффициентами. С выхода сумматора 17 сигнал изображения поступает на первый вход коммутатора 7 и инвертора 6, что обеспечивает межкадровое накопление сигнала изображения и уменьшение эффективного значения шума на выходе устройства формирования сигналов изображения. Кроме того, сигнал с выхода сумматора 17 поступает на второй вход видеоконтрольного блока 8.

Формула изобретения Устройство формирования сигналов изображения, содержащее первую матрицу ПЗС, состоящую из секции накопления, секции памяти и выходного регистра, синхроге- нератор, видеоконтрольный блок, первый

ыход синхрогенератора, подключен к входу секции накопления, первой матрицы ПЗС, второй выход синхрогенератора подключен к входу секции памяти, а третий выход синхрогенератора - к входу выходного регист- 5 ра, первой матрицы ПЗС, четвертый выход синхрогенератора подключен к входу видеоконтрольного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения контрастной чувствительности путем двумерной фильт- 10 рации верхних частот с одновременным накоплением сигнала изображения, в него введены первый и второй инверторы, первый и второй коммутаторы, сумматоры, первый и второй элементы ИЛИ, вторая 15 матрица ПЗС, содержащая входной и выходной регистры,секцию переноса, причем выход выходного регистра первой матрицы ПЗС соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом 20 видеоконтрольного блока с первым входом

первого коммутатора и входом первого инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, выход которого соединен с входом входного регистра, второй матрицы ПЗС, выход выходного регистра второй матрицы ПЗС соединен с первым входом второго коммутатора и входом второго инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход которого подключен к второму входу сумматора, пятый выход синхрогенератора подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к секции переноса второй матрицы ПЗС, шестой выход синхрогенератора подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, третий и седьмой выходы синхрогенератора подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам входного и выходного регистров второй матрицы ПЗС.

/

/

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для формирования сигналов изображения. Устройство содержит первую матрицу 1 ПЗС, состоящую из секции 2 накопления, секции 3 памяти, выходного регистра 4, синхронизатор 5, первый 6 и второй 15 инверторы, первый 7 и второй 16 коммутаторы, вторую матрицу 9 ПЗС, включающую входной регистр 10, секцию 11 переноса, выходной регистр 12, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, видеоконтрольный блок 8 и сумматор 17. 3 ил.

V

/

Т/ /VМ/vv/

Фиг. 2.