Телевизионный автокоррелятор Советский патент 1979 года по МПК G06G9/00 

.

Изобретение относится к области автоматических приборов, предназначенных ДЛЯ определения характеристик оптических, изображений. Оно может быть использовано в кибернетических устройствах распознавания образов, в космической и: воздушной навигации, медицинской диагностике и другихотраслях науки и техники.

Известен двумерный оптический коррелятор, содержащий две электронно-лучевых трубки системы совмещения изображения, позволяющие определять двумерную корреляционную функцию (КФ) l.

Недостаток коррелятора состоит в том, что разделение изображений осуществляется с помощью оптических фильтраций, а совмещение - с помощью специальной люминофорной пластины..

Известен наиболее близкий к изобретению телевизионный автокоррелятор, содержащий блок умножения, которо- го соединен с информационным входом .днтегратора, выхоп которого подключен к

;{информационному входу блока регистрации, синхрогенератор, первый выход которого подключен к входам первого и второг о блоков срочной развертки, второй выход соединен с управляющими входами интегратора и блока регистрации,выходы каждого из блоков срочной развертки подключены к входам соответствующих телевизионных камер, выходы которых соединены с соответствующими входами блока умножения, а входы оптически связаны с выходами блока раздвоения изображения, оптический вход которого является, входом автокоррелятора. Кроме этого коррелятор содержит электромеханический привод, предназначенный для сдвига изображения на фотокатоде передающей трубки одной из телекамер 21. АвтокОррелятор обладает значительно большими возможностями в выборе количества и величины щагов отсчета корреляционных функций.

Недостатками автокоррелятора являются конструктивная сложность, низкие на дежнЬсть и эксплуатационные качества связанные с наличием электромеханического привода, Цель изобретения состоит в упрощении и повыиНении надежности и эксплуатацион ных качеств коррелятора. При этом исклю чается электропривод. Цель достигается тем, что в телевизи онный автокоррелятор введен блок дискретного смещения положения строки вдол линии развертки, вход Которого соединен с третьим выходом синхрогенератора, а выход подключен к второму входу первой отклоняющей системы, причем блок диск- рётйого смещения положения строки вдоль линии развертки выполйён в виде генератора пилообразного сигнала.; . В случае применения труббК (и элёкт- ромагнитньп/ отклонением луча таким ,блоком может быть узел, содержащий генератор пилообразного тока смещения, подключенный к дополнительной катушке, расположенной на передающей трубке акже, как и отклонйюгаая катушка строч ной развертки. При этом период пилообразного трка смещения выбирается в N раз больше периода строчной развертки, где 1И-необходимое количество дискрет (шагов) смещения строки. Этот узел выполнен аналогично узлу обычйой кадровой раЭвертки и отличается лишь взаим ным расположением катушек, что и обеспечивает С111ещение строк не по кадру, а вдоль линии развертки, а так же узел, вьтопненный в виде генератора пилообраз ногр toxa смещения, подключенного к той же отклоняющей катушке, что и генератор пилообразного тока строчной развертки. Возможны такие технические решения, при которых в качестве узла дисркетно. го смещения строки использзтотся пассивные или 1активные ячейки (цепочки) дискретного смещения рабочих характеристик электронных приборов (ламп, транзисторов), входящих в состав блока (Сигналов строчной развертки. Детальное описание автокоррелятора и его работы излагается на примере блока дискретного смещения на основе генератора пилообразного сигнала. На фиг. 1 изображена блок-схема пред лагаемого автокоррелятора; на фиг. 2 показаны формы сигналов в различных стройства точках ...,.,-.J..,,.,-.... -4,-..,-4-...--Х- - -- --.- ™ «----.----.--,- В соответствии с блок- ;хемой автокоррелятЬр включает блок 1 раэдвоения изображения, закрепленный нёпосрёдст705477венно перед фотокатодами передающих трубок, телевизионных камер 2 и 3 с однострочными развертками, отклоняющую систему 4 одной из телефизионных камер, подключенную к выходам блока 6 строчной развертки, блок 7 дискретного смещения положения строки вдоль линии развертки, отклоняющую систему 5 второй камеры, подключенную к выходу блока 8 строчной развертки, блок 9 умножения с двумя входами, подсоединенный каждым входом к выходу одной из телевизионных камер, интегратор 10, включенньгй между выходом блока-9 и блоком 11 регистрации, синхрогенератор 12, подключенный к блокам 6 и 8 строчной развертки, блоку 7 дискретного смещения . положения строки, интегратору 10 и блоку 11 регистрации. : Назначение и особенности названных блоков и узлов состоят в следующем. Блок 1 .раздвоения изображения предназначен для раздвоения и проектирования исследуемого изображения на фотокатоды обеих передающих трубок телевизионных камер 2 и 3. Такими изображениями могут быть, например , изображения полученные просвечиванием негативов фотопленок (фотопластинок) или натурные изображения, находящиеся в поле зрения блока раздвоения изображения. Причем, оптическая система этого блока настроена таким образом, что обеспечивает одинаковое положение исследуемого изображения на фотокатодах обеих передающих трубок. Камеры 2 и 3 служат для преобразования оптического изображения в электрический видеосигнал. Отклоняющая система 4 одной из передающих камер (на фиг. 1 - левой) служит для строчной развертки считывающего луча и смещения этой развертки по фотокатоду трубки поСлё цикла считывания одной строки на некЬторую фиксированную величину (шаг) вдоль самой же линии развертки. Блоки 6-8 предназначены для формирования электрического тока пилообразной формы. Устройство таких блоков широко йШестнов телевизионной технике. Рассмотрим более подробно выбор пара- . метров (длительности,амплитуды и крутизны нарастания) пилообразных токов, формируемых блоком 7 смещения и блоками 6 и 8 строчной развертки. -Выбор этих параметров должен осуществляться на основе требований, предъявляемых к автокоррелятору. Такими требо- ваниями могут быть: время Т определения корреляционной функции, шаг лЕ сдвига строк (считываемых изображений) при снятиии точек корреляционнойфункции, количество N снимаемьгх. fo4eK. Исходя из условия выполнения этих требований, длительность нарастания пилообразного тока смещения лТ. генерируемого блоком 7, выбирается равной времени Т определения корреляционной функции. Крутизна нарастания тока смещения К -d T/d-t выбирается из условия обеспечения требуемого шага сдвига строки при снятии точек корреляционной функции г, . 1 1 .т At гдеС - постоянная величина, характеризующая магнитные свойства катушки; длительность времени снятия одной точки. Длительность дТ периода пилообразных токов, формируемых блоками 6 и 8 дыбирается одинаковой и равной длительности времени &Т снятия одной точки корреляционной функции. Отметим, что это время iiT является временным прям го обратного ходов луча строчной развертки - Пр- ОБрРассмотрим связь параметров разверт ки, (длины развертки и шага смещения Е на фотокатоде трубки левой телекаК еры с магнитными свойствами отклоняющей системы 4 и параметрами пилообразных токов ,,формируемых соответственно блоком 6 и блоком 7. При подключении блока б и блока 7 к катушке 4 пилообразные токи З иИ будут в катушке дибо складываться, (в случае включения в фазе), либо вычитаться (в случае противо фазного включения). Рассмотрим случай фазного включения. Примерные осциллог- раммы токов D и О-, и результирующего тока Зд в катушке отклоняющей сисЛвмы 4 приведены на фиг. 2. Ток полученный суммированием пилообразных токов 0 и 3. имеющих существенно (в N раз) различные периоды, имеет тоже пилообразну1|э форму. Однако амплитуда тока при переходе от одного периода к другому дискретно изменяется на величинудОс) Причем это изменение идет только за счет тока 3., . Форма и размеры (крутиз на Кр и амплитуда Ор)тока развертки (самих зубцов) являются постоянными и имеют значения,,, ,6Tj,p, где К - крутизна нарастания тока Ofc формируемого блоком 6. Такой ток рбеспечивает длину развертки (строки) е,р Up- С. Положение развертки на фотокатоде трубки определяетс51 значением тока 3 в момент начала формирования передних фронтов тока развертки. При переходе от одного периода развертки к другому это значение изменяется на величину Л 3(..д( что и обеспечивает смещение развертки вцопь самой линии развертки при переходе от цикла считывания одной строки к циклу считывания другой на величину &t 3pC. Чтобы считывающий луч при максимальном сдвиге AC-vn сдвигу при снятии N -и точки корреляционной функции, fiktj лЕ-К) и длине развертки tn не выходил за край фото- о катода, длина развертки Ь должна выбираться из условия. где фх - размер фотокатода по линии ; развертки считьюающего луча. Выполнение этого условия обеспечивают путем соответствующего подбора крутизны К нарастания тока, генерируемого блоком 6. Параметры пилообразного тока Dg строчной развертки в катуиже отклоняю-щей Ьистемы правой камеры 3, генерируемого блоком 8, выбираются из условия формирования развертки, одинаковой с только что рассмотренной разверткой левой камеры (по частоте, скорости, длительности прямоЬо и обратного ходов). Но, в отличие от развертки камеры 2, в камере 3 формируют обычную строчную развертку с фиксированным ее положением на фотокатоде трубки камеры 3. Причем, это положение выбирают так, . чтобы в исходном состоянии (при первом цикле развертки: луча считываемые обеими телевизионными камерами участки изображения совпадали. Блок 9 умножения и интегратор 1О служат для преобразования (в соответствии с их названием) сигналов, поступающих с выходов телекамер, в соответствующие значения определяемой КФ. Блок 11 регистрации предназначен для регистрации сдвига изображений и значе-v НИИ корреляционной функции в соответствующих точках сдвига. Синхрогенератор 12 служит для обеспечения синхронной работы блоков 6 и 8 строчных разветок, блока 7 смещения развертки и подачи команд на обнуление интегратора 10 после считывания каждой ординаты КФ и на регистрацию сдвига и значений КФ блоком 11. Причем синхронизирующие импульсы на блоки 6 и 8 строчной развертки, интегратор 10 и блок 11 регистрации подают с частотой строчной развертки, а на узел 7 смещения - в N раз меньше. Работает автокоррелятор следующим образом. Исследуемое изображение с .помощью блока 1 раздвоения изображения проекти руется на фотокатоды передающих тру.брк камер 2 и 3 . При поступлении с синхронизатора 12 импульса запуска бл ки 6 и 8 строчных разверток и блок 7 .смещения развертки одновременно начинают формировать линейно на|эастающие значения токов относительно нулевых (исходных) значений этих токов. При этом суммарный ток блока 6 и блока 7 протекающий в катушке отклоняющей сис темы 4 телевизионной камеры 2, и ток катушки 5, генерируемый блоком 8 камеры 3 имеют одинаковые значения. В результате этого лучи обеих телевизионных камер считывают одни и те же учас киизображений на фотокатодах камер 2 и 3. Видеосигналы, соответствующие этим участкам изображений преобразуют в значение КФ путем их подачи на входы блока 9 умножения и последующего интегрирования блоком 1О. По окончани прямого хода лучей блок 11 фиксирует максимальное значение корреляционной функции, соответствующее нулевому сдви гу изображений. После этого производит ся обнуление интегратора. В процессе формирования блоками 6 и 8 заднего фронта токов строчных разверток .значения йТ их токов падают до первоначально исходной величины. Поэтому к моменту начала цикла считывания второй строки считывающий луч камеры 3 возвратится в первоначальное положение. В отклоняю щей системе 4 камеры 2, в силу продол жающегося непрерывного нарастания тока смещения, формируемого блоком 7 к эт му моменту будет протекать ток, отличающийся от своего первоначального значения на некоторую величину лЗ . Поэтому к моменту начала второго цикла считывания луч ..телевизионной каме- ры 2 будет находиться в другой точке фотокатода, сдвинутой в направлении развертки на величину шага E. В 7а результате этого при формировании бло- ками 6 и 8 следующих сигналов строчной развертки считываемые участки изображений на фотокатодах передающих трубок будут сдвинуты относительно друг друга на величину -ЛЕ- . Г1осле перемно-.. жения видеосигналов, снимаемых с передающих трубок, и интегрирования результатов перемножения, блок 11 зафиксирует величину первого сдвига лЕ и соответствующее этому сдвигу значение КФ. Далее при снятии каждого следующего значения функции процесс повторяется с увеличением сдвига считываемых участко,в изображения на величину 6 . Изложенный в настоящем изображении принцип получения КФ,. состав, пр.имеры реализации и детальное описание на конкретном примере работы автокоррелятр- ра показывают, что изобретение позволяет существенно упрсютить конструкцию, повысить надежность, эксплуатационные качества, снизить вес и габариты телевизионных автокорреляторов. 3 о б р е тения Формула 1.Телевизионный автокоррелятор, содержащий блок умножения; выход которого соединен с информационным входом интегратора, выход которого подключен к информационному входу блока регистрации, синхрогенератор, левый выхосГ которого подключен к входам первого и второго блоков строчной развертки, второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами интегратора и блока реги- страции, выходы каждого из блоков строч- ной развертки подключены к входам соответствующих блоков ввода визуальной информации, выходы которых соединены с соответствующими входами блока умножения, а входы оптически связаны с выходами блока раздвоения изображения; оптический вход которого является, входом автокоррелятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в телевизионный автокоррелятор введен блок дискретногр смещения положения строки ваопь линии развертки, вход которого соединен с третьим выходом син- хрогенератора, а выход п:од слючен к . второму входу отклоняющей системы. 2.Автокоррелятор по п. 2, отличающийся тем, что блок дискрет-