Устройство для динамической калибровки телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью Советский патент 1982 года по МПК H04N7/02 

Описание патента на изобретение SU936457A1

ПЗС-датчика путем сравнения хранящихся в запоминающем устройстве тамновых токов и текущего сигнала, поступающего с выхода ПЗС-датчика. Одновременно вычислительное устройствя определяет величины, обратно .пропорциональные чувствительности каждого элемента ПЗС-датчика, которые фиксируются в запоминающем устройстве. После калибровки камера переводится в рабочий режим-, при котором видеосигнал с ПЗС-датчика подается на вход вычитающего устройства, где из него вычитается темновой сигнал7 поступающий из запоминающего устройства. Результирующий видеосигнал г1оступает на вход усилителя с регули руемым коэффициентом усиления, где каждая выборка видеосигнала умножается на величину, обратную чувстви-тельности соответствующего элемента ПЗС-датчика. В результате с выхода усилителя снимается видеосигнал, достаточно точно отражающий распределение яркости по полю изображения Однако указанное устройство не реализует возможность повышения различимости объектсз при такой калибровке в случае, когда объекты наблюдаются в узком интервале оптического спектра, где лучистости объектов максимально отличаются. Известно, что глубина объединенного слоя, образующегося под электродом ПЗС-дат чика зависит от напряжения накопления на нем. Если учесть также сильну зависимость коэффициента поглощения электромагнитных волн оптического диапазона от длины волны при проникновении в полупроводник, то становит очевидной возможность создания спектрально-чувствительных ПЗС-датчиков позволяющих выделить определенные зоны в видимой и инфракрасной частях спектра излучения объектов путем вычитания видеосигналов, сформированных при различных напряжениях накоплениях матрицы. Цель изобретения - обеспечение калибровки по спектральной чувствительности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для динамической калибровки телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью, содержащее первый ключ, выход которого соединен t первым входом первого блока вычитания;и первым входом первого блока памяти, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, а второй выход - с первым входом вычислительного блока, при этом первый выход вычислительного блока соединен с вторым входом первого блока памяти, а второй выход - с первым входом регулируемого усилителя, к второму входу которого подключен выход.блока вычитания, а также синхронизатор, выходы которого подключены соответственно к синхровходам телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью, первого ключа, первого блока памяти и вычислительного блока, введены два ключа, второй блок памяти, -второй блок вычитания, решающий блок, генератор ступенчатого напряжения, блок формирования разностного напряжения и сумматор, при этом выход регулируемого усилителя через второй ключ соединен с первым входом второго блока вычитания и с первым входом второго блока памяти, выход которого через второй блок вычитания «соединен с решающим блоком, первый выход которого через генератор ступенчатого напряжения соединен с первым входом третьего ключа и с первым входом сумматора, а второй выход решающего блока через последовательно соединенные блок формирования разностного напряжения и сумматор соединен с вторым входом третьего ключа, выход которого подключен к соответствующему входу телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью, причем выходы синхронизатора подключены соответственно к синхровходам второго и третьего ключей, к генератору ступенчатого напряжения и к второму блоку памяти. На фиг. 1 изображена структурноэлектрическая схема предложенного устройства; на. фиг. 2 - характеристика спектральной чувствительности ПЗС-датчика при различных напряжениях накопления. Лричем Uj Uj гиц Повышение напряжения на величину Ди приводит к росту глубины объединенного слоя, и матрица становится более чувствительной в длинноволновой части спектра преобразуемого излучения. Иллюстрацией этому явлению служит сдвиг длинноволнового кг5ыла xapaKteристики спектральной чувствительности, показанный на фиг. 2а. Для образова ния узкой зоны спектральной чувствительности 1 (фиг. 2в) формируют сигнал изображения при U с послед ющим его запоминанием, а затем осуществляют поэлементное его вычитани из сигнала, формируемого при напряж НИИ накопления . В области ( фиг. 2а) спектральные состав ляющие вычитаемых видеосигналов пол ностью компенсируются, чего не прои ходит в интервале ,2- Р® зультате вычитания образуется разно стный видеосигнал, несущий информацию о лучистости наблюдаемой сцены в зоне спектра (фиг. 2в). Таким образом, электрическим спо собом формируют узкую .зону чувствительности. Причем, ширину и место положение этой зоны по спектру плав изменяют путем соответствующего выб ра Uy, и & и.В конечном итоге выбирают такую зону чувствительности, в которой спектральные лучистости объ ектов максимально отличаются, чем достигаю.т повышение контраста наблюдаемого изображения и улучшают различимость объектов. Указанное обстоятельство важно для повышения адаптивности спектрозональных телевизионных систем в тех случаях, ког класс объектов наблюдения широк и неопределен. Устройство содержит ПЗС-датчик 1 видеосигнала, ключ 2, блок 3 вычитания, блок А.памяти, регулируемый усилитель 5. ключ 6,. блок 7 памяти, блок 8 вычитания, видеоконтрольный блок 9 f решающий блок 10, генератор 11 ступенчатого напряжения, блок 12 формирования разностного напряжения, сумматор 13, ключ Т, вычислительный блок 15, синхронизатор 16. Цикл работы устройства включает шесть этапов. Первый. При выключенном источнике калибровочной подсветки (не показан)производится запись в блок k памяти темновых сигналов со всех элементов матрицы датчика. 1 при напряжении накопления UM. При этом напряжение накопления Оц подается на ПЗС-датчик 1 через ключ I от генератора 11 ступенчатогс напряжения (фиг. 26}. Второй. Включается источник кали бровочной подсветки и вычислительный блок 15 определяет чувствительность каждого элемента путем сравнения хранящихся в блоке Ц темновых уровней сигналов и текущего сигнала. Одновременно вычислительный блок 15 определяет величины, обратно пропорциональные чувствительности каждого элемента ПЗС-датчика 1, которые фиксируются в блоке памяти.. Третий. Камера переводится в рабочий режим, при котором видеосигнал с ПЗС-датчика 1 подается на вход блока 3 вычитания, где из него вычитается темновой сигнал, поступающий из блока Ц памяти Результирующий сигнал поступает на вход усилителя 5 с регулируемым коэффициентом усиления, где каждая выборка видеосигнала умножается на величину, обратную чувствительности соответствующего элемента ПЗС-датчика. В результате с выхода усилителя 5снимается скорректированный сигнал, достаточноточно отражакзщий распределение яркости по полю изображения, и подается через ключ 6 в блок 7 памяти. Операции четвертого и пятого этапов аналогичны первому и второму соответственно, но отличаются тем, что ПЗС-датчик формирует сигналы при напряжении накопления Ui. fuU. При этом напряжение Uu с выхода генератора 11 складывается в сумматоре 13 с напряжением ли, поступающим с выхода блока 12 формирования разностного напряжения, И подается через ключ 1 на ПЗС-датчик 1. На шестом этапе работы камера переводится в рабочий режим, и видеосигнал после обработки в блоке 3 и регулируемом усилителе 5 через ключ 6подается в блок 8 вычитания, где на него поэлементно вычитается.видеосигнал, хранящийся в блоке 7 памяти. Разностный видеосигнал, содержащий информацию о распределении яркости по полю изображения в узкой зоне спектра, подается на вход видеоконтрольного блока 9 и решающего блока 10. Все шесть операций осуществляются предлагаемым устройством для ряда значений напряжения накопления в пределах, допускаемых ПЗС-датчиком и задаваемых дискретными уровнями генератора 11 (фиг. 26). Решающий блок 10 производит измерение размаха разностного видеосигнала для каждого уровня напряжения накопления и осуществляет выбор такого уровня генератора 11, при котором размах разностного видеосигнала на выходе блока 8 вычитания максимален. Далее аналогичным образом решающий блок 10 производит выбор величины разностного напряжения ди, определяющей ширину спектральной зоны наблюдения. Синхронизатор 16 обеспечивает синхронную работу всех блоков устройства в соответствий с приведенным циклом. Таким образом, устройство осуществляет автоматический выбор место положения и ширины зоны наблюдения по критерию максимального контраста изображения. Предлагаемое устройство позволяет улучшить различимость объектов за счет наблюдения в узком интервале оптического спектра; отказаться от использования ограниченного набора механически сменяемых оптических фильтров при выборе зоны наблюдения; производить автоматический выбор мес тоположения и ширины спектральной зоны наблюдения. Формула изобретения Устройство для динамической калибровки телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью, содержа щее первый ключ, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания и первым входом первого блока пймяти, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, а второй выход с первым входом вычислительного блока при этом первый выход вычислительного блока соединен с вторым входом первого блока памяти, а второй выход - с первым входом регулируемого усилителя, к второму входу которого подключен выход блока вычитания, а также синхронизатор, выходы кото978 рого подключены соответственно к синхровходам телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью, первого ключа, первого блока памяти, вычислительного блока, отличающееся тем, что, с целью обеспечения калибровки по спектраль ной чувствительности, введены два ключа, второй блок памяти, второй блок вычитания, решающийблок, генератор ступенчатого напряжения, блок формирования разностного напряжения и сумматор, при этом выход регулируемого усилителя через BTOPQV ключ соединен с первым входом второго блока вычитания и с первым входом второго блока памяти, выход которого чер&з второй блок вычитания соединен с решающим блоком, первой выход которого через генератор ступенчатого напряжения соединен с первым входом третьего ключа и с первым входом сумматора, а второй выход решающего блока через последовательно соединенные блок формирования разностного напряжения и сумматор соединен с вторым входом третьего ключа,.выход которого соединен с соответствующим входом телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью,, а выходы синхронизатора подключены соответственно к синхровходам второго и третьего ключей, второго блока памяти и генератора ступенчатого напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дахин A.M. Фантиков О.И., Межкадровая обработка видеосигнала в камерах с твердотельным фоторезистивным матричным фотоприемником. Техника средств связи, сер. Техника телевидения, вып. t, с. tO, 2.Norris D.D. Landauer FiP. Future planetary television Cameras, AlAApap, 1976, № 962, t pp. Ill (прототип).

J/7.f

(///f

/«,fj(/ г (/ffj

а

Я;

I H i-All

Похожие патенты SU936457A1

название год авторы номер документа
Устройство для распознавания объектов на двумерном поле 1989
  • Кишенский Сергей Жанович
  • Крекер Александр Яковлевич
  • Иванов Геннадий Михайлович
  • Игнатьев Валерий Эдмундович
SU1683182A1
Устройство для распознавания объектов на двумерном поле 1981
  • Бычков Борис Николаевич
  • Кузнецов Николай Николаевич
  • Тимофеев Борис Семенович
SU1012459A1
Устройство для формирования сигнала межкадровой разности 1980
  • Довжиков Дмитрий Алексеевич
  • Куликов Александр Николаевич
SU938423A1
ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Смелков Вячеслав Михайлович
RU2451419C1
ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ 2011
  • Смелков Вячеслав Михайлович
RU2459376C1
ТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ВО ВСЕМ ПОЛЕ ЗРЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ И/ИЛИ ЯРКОСТИ ОБЪЕКТОВ 2011
  • Смелков Вячеслав Михайлович
RU2472300C1
Способ управления чувствительностью телевизионной камеры на матрице ПЗС в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов, компьютерной регистрации видеосигнала и его воспроизведения 2018
  • Смелков Вячеслав Михайлович
RU2699813C1
Способ формирования сигнала управления экспонирования ПЗС-фотоприемника и устройство для его осуществления 1989
  • Пирогов Александр Михайлович
  • Уваров Николай Егорович
  • Хитрово Николай Георгиевич
SU1728982A1
Способ формирования сигнала изображения на приборах с зарядовой связью 1987
  • Стаценко Виталий Андреевич
SU1603536A1
Способ управления чувствительностью телевизионной камеры на матрице ПЗС в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов 2017
  • Смелков Вячеслав Михайлович
RU2670419C1

Иллюстрации к изобретению SU 936 457 A1

Реферат патента 1982 года Устройство для динамической калибровки телевизионного датчика на приборах с зарядовой связью

Формула изобретения SU 936 457 A1

SU 936 457 A1

Авторы

Селькин Владислав Владимирович

Даты

1982-06-15Публикация

1980-07-29Подача