Кинотелевизионная камера Советский патент 1982 года по МПК H04N5/26 H04N7/18 

(54) КИНОТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА

Изобретение относится к телевидению, в частности к кинотелевизионныц. камерам с импульсным экспонированием мишени передающей телевизионной трубки.

Известна кинотелевизионная система, содержащая оптический коммутатор, оптически связанный с киноканалом и мишенью передающей трубки первой телевизионной камеры, выход камер«л подключен к видеоконтррльному блоку , экран которого оптически связан с второй телевизионной камерой, выход второй камеры через фильтр нижних частот связан с сумматором; выход первой телевизионной камеры через блок Коррекции видеосигнала и фильтр верхних частот подключен к второму входу сумматора,- выход которого соединен с регистрирующим устройством, например, к видеомагнитофону, видеоконтрольному устройству и т.д. Инерционные свойства видеоконтрольного блока и второй телевизионной камеры подобраны таким образом,что видеосигналы двух смежных полей усредняются, и тем самым устраняется эффект .мелькания на экране выходного видеоконтрольного устройства. Поскольку мелькания изо 3ражения воспринимаются наблюдателем только на крупных элементах объекта, высокочастотные составляющие видеосигнала поступают на выход без обработки на оптически связанной паре, что обеспечивает сохранение разрешающей способности изображения по горизонтали l.

Недостатками кинотелевизионной камеры являются высокая инерцион10ность системы и низкая временная разрешающая способность за счет того, что удовлетворительный эффект подавления мельканий может быть получен только при достаточно большой

15 постоянной времени оптически связанной пары (ОСП) кинескоп - передающая трубка (видеоконтрольный блок - вторая телевизионная камера) и ограниченная пространственная разрещающан

20 способность системы.

Цель изобретения - повышение пространственной и временной разрешающей способности кинотелевизионной камеры.

25

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее оптический коммутатор, первый выход которого оптически связан с киноканалом, первую телевизионную камеру, первый вн30ход которой через последовательно соединенные блок коррекции видеосигнала и фильтр верхних частот подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с регистрирующим устройством, вторую телевизионну камеру, первым выходом подключенную через фильтр нижних частот к второму входу сумматора, введены светорасщеп ляющий блок, первый и второй анаморФотные оптические элементы,первый и второй датчики реперов, блок совмещения растров, первый и второй блоки выделения реперов, блок дезанаморфирования по кадру и блок дезанаморфир вания по строкам, при этом второй выход оптического коммутатора оптиче ки связан со светорасщепляющим блоко первый и второй выходы которого подключены соответственно через последовательно соединенные первый анаморфотный оптический элемент и первый датчик реперов с первым входом первой телевиз-ионной камеры и через последовательно соединенные второй анаморфотный оптический элемент и второй датчик реперов с первым вхо дом второй телевизионной камеры, бло совмещения растров первым и вторым выходами подключен к вторым входам соответственно первой и второй телевизионных камер, второй выход первой телевизионной камеры соединен с первым блоком выделения реперрв, первый выход которого подключен к первому входу блока совмещения растров, второй выход - к второму входу блока коррекции видеосигнала, а третий вы ход - через блок дезанаморфирования по кадру к третьему входу первой телевизионной камеры, второй выход второй телевизионной камеры подключ к входу второго блока выделения реперов, первый выход которого соединен с вторым входом блока совмещени растров, а второй выход через блок дезанаморфирования по строкам - к третьему входу второй телевизионной камеры. На фиг.1 представлена структурная схема предложенной кинотелевизионнор камеры; на фиг.2 - изменени условий вписывания растра по сравнению с растром 3:4 при использован анаморфотной оптики: а - при анамор фирований по кадру; б -при анаморфировании по строкам; на фиг.З графжки относительного изменения пространственной разрешающей способ ности при анаморфировании изображения по сравнению с растром 3:4. Кинотелевизионная камера (фиг.1) содержит киноканал 1, оптический коммутатор 2, светорасщепляннций блок 3, первъА и второй анаморфотные оптические элементы 4 и 5, первый и второй датчики реперов 6 и 7, блок 8 совмещения растров, первую и вторую телевизионные камеры 9 и 1 ервый и второй блоки 11 и 12 ныделе-гия реперов, блок 13 дезанаморфироания по кадру, блок 14 дезанаморирования по строкам, блок 15 корекции видеосигнала, фильтр 16 верхих частот (ФВЧ), фильтр 17 нижних астот, сумматор 18 .и регистрируюее устройство 19. Кинотелевизионная камера работает следующим образом. Исходное изображение через киносъемочный объектив (не показан) проецируется с помощью оптического коммутатора 2 поочередно в киноканал 1 и на светорасщепляющий блок 3. На выходе светорасщепляющего блока 3 получаются два идентичных сьетовых потока, поступающих на первый и второй анаморфотные оптические элементы 4 и 5, в качестве которых используются анаморфотные оптические системы, оси анаморфирования которых взаимно перпендикулярны. Для схемы фиг.1 первый анаморфотный оптический элемент 4 обеспечивает анаморфирование изображения (сжатие) по вертикали, для мишени первой телевизионной камеры 9, а второй анаморфотный оптический элемент 5 - анаморфирование (сжатие) растра по горизонтали для второй телевизионной камеры 10. Между первым анаморфотным оптическим элементом 4 и первой телевизионной камерой 9 установлен первый датчик 6 реперов, осуществляющий введение в телевизионное изображение опорных знаков, позволяющих в дальнейшем совмещать телевизионные изображения с ТВ камер 9 и 10.Аналогичное назначение имеет йторой датчик 7 реперов, расположенный между вторым анаморфотным оптическим элементом 5 и телевизионной камерой 10. Как правило, реперы (опорные знаки) располагаются на изображениях по краям растров, вне зоны сюжетно важной части кадра. Форма реперов может быть весьма разнообразна, однако необходимо отметить , что в предложенной кинотелевйзионной камере расстояние между знаками и их взаимная форма для датчиков реперов 6 и 7, должны быть выбрана таким образом, чтобы при дезанаморфировании растров обеспечивалось их полное совмещение (т.е. опорные знаки в датчиках реперов 6 и 7 должны быть предварительно анаморфированы относительно друг друга в соответствии с законом анаморфирования первого и второго анаморфотных оптических элементов 4 и 5). В Предложенной кинотелевизионной камере, как и в устройстве по прототипу, применено частотное разделение спектра телевизионного сигнала, что позволяет получить эффективное подавление шумов в видеосигнале и добиться устранения мельканий изображения. Од( нако в предложенной кинотелевизионной камере анаморфотные оптические элементы обеспечивают существенное увеличение пространственной разреш ющей способности телевизионного тра та , Рассмотрим подробно прохождение высокочастотной и низкочастотной составляющих сигнала. Высокочастотный тракт кинотелевизионной камеры содер жит первую телевизионную камеру 9, блок 15 коррекции видеосигнала и фильтр 16 верхних частот. Телевизион ный сигнал с выхода первой телевизи онной камеры 9 поступает на блок 15 коррекции видеосигнала, где видеосигнал ограничивается по некоторому пороговому уровню, определяемому ам.плитудой шумов в зоне одного из реперов, управляющий сигнал в блок 15 поступает с первого блока 11 выде ления, реперов. С блока 15 коррекции видеосигнала видеосигнал поступает на фильтр 16 верхних частот, где выделяются только его высокочастотные составляющие, которые поступают на первый вход сумматора 18. Низкочастотный тракт кинотелевизионной камеры содержит вторую телевизионную камер ь 10 и фильтр 17 нижних частот, в котором от телевизионного сигнала с камеры 10 отделяются низкочастотны составляющие,поступающие на второй вход сумматора 18. Суммарный телевиз онный сигнал с выхода сумматора 18 подается на регистрирующее устройство, например, видеоконтрольное устро ство, видеомагнитофон и т.д. Пространственное совмещение высокочастотного и низкочастотного сигнала осуществляется с помощью первого и второго блоков11 и 12 выделения реперов, и блока 8 совмещения растров. Блок 8 совмещения растров вырабатывает управляющий сигнал, служащий для взаимного совмещения растров на мишенях первой и второй телевизионных камер 9 и 10. Сигнал управления получается в результате анализа в бл ке 8 информации о взаимном положении реперов на растрах первой и второй телевизионных камер 9 и 10, данная информация поступает из телевизионных камер после обработки в первом ( для камеры 9) и втором (для камеры 10) блоках 11 и 12 выделения реперов. В устройстве применены аморфотные оптические элементы. На Фиг.2 представлены растры с соотношением сторо 3:4 и растр, полученный при анаморфировании в два раза. На фиг.2 видно, ЧТО длина строки увеличивается (заштрихованная зона), соответственно увеличивается и разрешающая способность первой телевизионной камеры 9 по горизонтали. Вторая оптическая система установлена таким образом, что существенно увеличивается разрешающая способность второй телевизионной камеры 10 по Еертикали.На фиг. 26 представлены растры с соотношением строк 3;4 и при анаморфировании в два раза, где заштрихованная зона показывает увеличение разрешающей способности по вертикали. Увеличение разрешающей способности по вертикали позволяет устранить эффект считывания потенциального рельефа в смежных строках полей, что полностью устраняет мелькание изображения крупных деталей (т.е. тех участков изображения, где мелькания наиболее заметны). На фиг.З представлены, кривые относительного увеличения пространственной разрешающей способности по горизонтали (кривая 1) и вертикали (кривая 2). Как видно из графика, кинотелевизионная система при использовании, например, стандартной анаморфотной оптики с коэффициентом анаморфирования ,5 сравнима по разрешающей способности по вертикали с системой, имеющей телевизионную трубку с 1,5 мишенью, и по сравнению с прототипом имеет увеличение пространственной разрешающей способности по вертикали в раза, а по горизонтали в 1,1 раза. Совмещение двух анаморфированных растворов с первой и второй телевизионных камер 9 и 10 выполняется с помощью блоков 13 дезанаморфирования для камеры 9 и. 14 (для лсамеры 10). В блоке 13, на основании информации о положении реперов, с блока 11 вырабатывается сигнал, управляющий работой строчной развертки первой телевизионной камеры 9, при котором считывающий растр имеет форму анаморфированного изображения, проецируемого на мишень. Аналогично дезанаморфирование растра со второй телевизионной камеры 10 осуществляется с помощью блоков 12 и 14, при этом блок 14 управляет кадровой разверткой второй телевизионной камеры 10. Преимуществом предложенной кинотелевизионной камеры по сравнению с прототипом является повышение временной разрешагацей способности (снижение инерционности). Данное преимущество получено за счет того, что в предложенной кинотелевизионной камере устранение мельканий выполнено за счет устранения самой причины неидентичности видеосигналов в двух смежных полях (считывание потенциального рельефа в смежных строках двух полей разложения), кроме того, повышается пространственнйя разрешающая способность за счет изменения соотношения сторон растров на мишеjiHx, реализованное с помощью анаMoi)I)OTHUx оптических систем. Для ста стоидартных анаморфотных объективов разрешающая способность по горизонтали увеличивается в 1,1 раза, а по вертикали в 1,4 раза. Применение оптических систем с меньшим коэффициентом анаморфирования позволяет увеличить разрешающую способность в 1,3 и 1,6 раза соответственно, повышается чувствительность низкочастотного тракта, так как отсутствует дополнительное считывание потенциаль ного рельефа и смежных строках двух полей, тем самым время накопления пОгенциального рельефа повышается в 2 раза, а чувствительность возрастает примерно на 40%. Формула изобретения Кинотелевизионная камера, содержащая оптический коммутатор, первый выход которого оптически связан с киноканалом, первую телевизионную камеру, первый выход которой через последовательно соединенные блок коррекции видеосигнала и фильтр верхних частот подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с регистрирующим блоком, вторую телевизионную камеру, первый выход которой подключен через фильтр нижних частот ко второму входу .сумм тора, отличающаяся тем, что,с целью повышения пространствен ной и временной разрешающей способности, в нее введены светорасщепляю щий блок, первый и второй анаморфот ные оптические элементы, первый и второй датчики реперов блок совмещ НИН растров, первый и второй блоки выделения реперов,, блок дезанаморфирования по кадру и блок дезанаморфирования по с трокам, при этом второй выход оптического коммутатора оптически связан со светорасщепляющим блоком, первый ,и второй выходы которого подключеньа соответственно через последовательно соединенные первый анаморфотный оптический элемент и первый датчик реперов с первым входом первой телевизионной камеры и второй анаморфотный оптический элемент и второй датчик реперов с первым входом второй телевизионной камеры, блок совмещения растров первым и вторым выходами подключен ко вторым входам соответственно первой и второй телевизи онных камер, второй выход- первой чергз последовательно соединенные телевизионной камеры соединен с первым блоком выделения реперов, первый выход подключен к первому входу блока совмещения растров, второй выход ко второму входу блока коррекции видеосигнала, а третий выход через блок дезанаморфирования по кадру - к третьему входу первой телевизионной камеры,второй выход второй телевизионной камеры подключен к входу второгоблока выделения реперов, первый вы- ход которого соединен со вторым входом блока совмещения растров, а второй выход через блок дезанаморфирования по строкам - к третьему входу второй телевизионной камеры.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 771905, кл. Н 04 N 7/18, 1978.