Кинотелевизионная система Советский патент 1982 года по МПК H04N7/18 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в устройствс1Х кинотелевизионных комплексов с беспараллаксной кинотелевизион ной камерой, принцип действия которой основан на импульсной череспольной экспозиции мишени передающей трубки. По основному авт. св. W 771905 известна кинотелевизионная система, используемая преимущественно в кинотелевизионной технике и предназначенная для устранения мельканий телевизионного изображения, пслучае-, мого с выхода кинотелевизионной камеры. Указанная система содержит телевизионную KeiMepy с импульсным экспонировгшием мишени передающей трубки, выход которой соединен с первым входом блока коммутации, первым и вторым выходами соединенного соответственно с видеоконтрольным блоком и видеомагнито(юном, выход которого. подключен к второму входу блока коммутации, дополнительный видеоконт рольный блок, оптически связанный через оптический элемент с дополнительной телевизионной камерой, а так же блок выделе11ия импульсов синхронизации, блок формирования параболических и пилообразных сигналов, гамма-корректор, генератор сигналов компенсации, фильтр нижних частот (ФНЧ), сумматор, блок управления разверткой, фильтр верхних частот (ФВЧ), блок задержки, блок обработки сигнала, ключ, блок опредения уровня шумов, блок регулировки порога, блок формирования сигнала испытательной строки и блок управления фокусировкой, при этом третий выход блока коммутации подключен ко входу блока выделения импульсов синхронизации, ко входу гамма-корректора и ко входу блока формирования сигнала испытательной строки, выход блока выделения импульсов синхронизации соединен с входом блока формирования параболических и пилообразных сигналов, первый выход которого подключен к первому входу блока управления разверткой, а второй выход - к первому входу генератора сигналов компенсации, ко второму входу которого подключен первый выход гаммакорректора, вторым выходом соединенного с входом ФВЧ и первым входом ключа, второй вход которого подключен к входу телевизионной камеры с импульсным экспонированием MHIUCHH передакнцей трубки и к выходу блока формирования сигнала испытательной строки,, причем выход генератора сиг налов компенсации подключен ко входу дополнительного видеоконтрольного блока, второй выход которого соединен со вторым входом блока управления разверткой, выходом подключенного к второму входу дополнительной телевизионной камеры, выход которой через ФНЧ подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с вызсодом блока обработки сигнгша, первым входом через блок задержки подключенного к выходу ФВЧ, а BTOiasM входом через последовательно соединенные блок регулировки порога и блок определения уровня шумов подключенного к выходу ключа, выход сумматора соединен с третьим входом блока коммутации, а первый и второй выходы блока управления фокусиров кой подключены соответственно к вто рому входу оптического элe KJHтa и к третьему входу дополнительной телевизионной камеры 13Недостатком этой системы являетс Пространственно-временное рассогласование низкочастотных и высокочастотных составляющих видеосигнала, которое воспринимается наблюдателем как расслоение мелких и крупных деталей изображения по горизоналн и вертикали (пространственно-временны искажения). Кроме того, пространственно-временное рассогласование при водит к существенному ухудшению чет кости передаваемого изображения, особенно при передаче высококонтрастных объектов/ при этом размывается граница черно-белого перехода и восприятие изображения с точки зр ния качественных показателей заметно ухудшается. Указанный недостаток связан прежде всего с тем, что в устройстве любое внешнее воздействи на отклоняющую систему (ОС ) дополнительного видеоконтрольного блока, на фокусирующе-отклоняющую систему (ФОе ) дополнительной телешизионной камеры и на цепи питания кинескопа и видикона приводит к постоян ному или периодическому пространственному рассовмещению растров допол нительных камеры и видеоконтрольного блока. К таким воздействиям можно отнести нагрев ОС и ФОС, изме нение питающих напряжений цепей цен ровки растров, внешние магнитные по ля и т,д. Кроме того, изменение напр;5жения фокусирующих электродов видккона и кинескопа приводит к нек торому повороту растров, что также вызывает пространственно-временное рассогласование высокочастотных и низкочастотных составляющих видеосигнала. Цель изобретения - устранение пространственно-временных искажений изображения. Указанная цель достигается тем, что в кинотелевизионную систему по авт. св. 771905 введены генератор злектрического репера, блок формирования электрического репера, пороговое устройство, блок выбора строк, датчик псевдослучайных чисел, блок задержки электрического репера, блок выделения огибающей сигнала, блок модуляции амплитуды электрического репера, датчик оптического репера, блок экспозиции оптического репера, блок задержки экспозиции оптического репера, блок управления центровкой камеры, блок управления центровкой видеоконтрольного блока, блок выделения электрического репера блок оценки фокусировки, блок выделения оптического репера, блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока, при этом выход блока выделения импульсов синхронизации подключен к генератору злектрического репера, выход которого соединен с первым входом блока формирования злектрического репера, ко второму входу блока формирования злектрического репера, вьлход которого соединен с первым входом блока модуляции амплитуды электрического репера, и к первому входу блока управления центровкой видеоконтрольного блока, подключенного ко второму входу дополнительного видеоконтрольного блока, выход генератора сигналов компенсации подключен ко входам блока выделения огибающей сигнала и порогового устройства, соединенного с первым входом блока выбора строк, подключенного выходом к третьему входу блока формирования электрического репера, выход блока выделения огибающей сигнала соединен со вторым входом блока модуляции амплитуды электрического репера, выход которого подключен к третьему входу дополнительного видео контроль но го блока и,через блок задержки электрического репера - к первому входу блока управления центральной камеры, выход которого соединен с четвертым входом дополнительной телевизионной кс1меры, датчик псевдослучайных чисел подключен первым выходом ко второму входу блока выбора строк, а вторым выходом - к блоку экспозиции оптического репера, первый выход которого через датчик оптического репера соединен с четвертым входом дополнительного видеоконтрольного блока, а второй выход через блок задержки экспозиции оптического репера - со вторым входом блока управления центровкой видеоконтрольного блока, выход дополнитёльной телевизионной камеры прд1ключен к входам блока вьщеления электрического репера и блока выделения оптического репера, первый выход которого связан с третьим входом блока управления центровкой видеоконтрольного блока, а второй выход - с первым входом блока оценки фокуЬировки, первый выход которого соединен со входом блока управления фокусировкой, а второй выход через блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока - с пятым входом дополнительного видеоконтролного блока, первый и второй выходы блока выделения электрического репера подключены соответственно ко второму входу блока оценки фокусировки и ко второму входу блока управления центровкой камеры.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит телевизионну камеру 1 с импульсным экспонированием мишени пёредсшщей трубки, видеомагнитофон 2, видеоконтрольный блок 3, 6JJOK 4 коммутации, блок 5 выделения импульсов синхронизации, блок 6 формирования параболических и пилообразных сигналов, гамма-корректор 7, генератор 8 сигналов компенсации, дополнительный видеоконтрольный блок 9, оптический элемент 10, дополнительную телевизионную KciMepy 11, ФНЧ 12, сумматор 13, блок 14 индикации формы развертки, блок 15 управления разверткой, ФВЧ 16, блок 17 задержки, блок 18 обработки сигнала, ключ 19, блок 20 определения уровня шумов, блок 21 регулировки порога, блок 22 формирования сигнала испытательной стрюки/ блок 23 управления фокусировкой, генератор 24 электрического репера, блок 25 формирования электрического репера, пороговое устройство 26, блок 27 выбора строки, датчик 2.8 псевдослучайных чисел, блок 29 задержки электрического репера, блок 30 выделения огибающей сигнала, блок 31 модуляции амплитуды электрического репера, датчик 32 оптического репера, блок 33 экспозиции оптического репера, блок 34 задержки экспозиции оптического репера, блок 35 управления центровкой камеры, блок 36 управления центровкой видеоконтрольного блока, блок 37 выделения электрического репера блок 38 оценки фокусировки, блок 39 выделения оптического репера, блок 40 управления фокусировкой видео;контрольного блока.

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал с выхода телевизионной камеры 1 или видеомагнитофона 2

поступает на блок 4 коммутации н далее на гамма-корректор 7. С блока (7) высокочастотные (ВЧ) составляющие видеосигнала через фш.ьтр 16 верхних частот, блок 17 задержки

и блок 18 обработки подаются на сумматор 13. Противошумовая обработка ВЧ составляющих выполняется с помощью блока 22 формирования испытательной строки, ключа 19,

блок 20 определения уровня шумов .и блока 21 регулировки порога. Аналогично производится обработка низкочастотных (нч; составляющих с помощью генератора 8 сигналов ком тенсации, оптически связанной пары, содержащей дополнительный видеоконт- рольннй блок 9, оптический элемент 10 и дополнительную телевизионную камеру 11, с выхода блока (11 )видеосигнал через фильтр 12 нижних час- тот поступает на другой вход упомянутого ранее сумматора 13. Для устранения геометрических искажений растров блоков (9 и 11) кспользуются блок 6 формирования параболических и пилообразных сигналов, блок 14 индикации формы развертки и блок 15 управления разверткой.

В предлагаемом устройстве применена система стабилизации взаимнего положения растров блоков (9

и 11), использующая информацию о взаимном положении оптических и электрических высокочастотных реперов на экране блока 9, что позволяет не только оценить степень рассогласования взаимного положения растров, но и определить, какой из растров смещен в том или ином направлении, а такжевыявить источник расфокусировки изображения (блок 9 или блок 11) и, соответственно, источник поворота растров. Исполнитель- . ные устройства (блока управления) обеспечивают подцер хание совмещенности растров на оптимальном уровне.

Рассмотрим подробно работу системы стабилизации растров. Как указывалось выше, в предлагаемом устройстве используются.два типа высокочастотных реперов - электрические и оптические. Электрический репер, имеющий форму пачки синусоидальных сигналов, длительностью в несколько строк телевизионного изображения,

ВВОДИТСЯ В видеосигнал, а оптический репер, имеющий форму высокочастотной миры, проецируется на поверхность экрана кинескопа. Формирование электрического репера осуществляется с помощью генератора 24 электрического репера, блока 25 формирования электрического репера, 27 выбора строки и датчика 28 псевдослучайных чисел. С датчика 28 периодически (например,с периодом

в несколько секунд) поступает некоторое произвольное число, которое в блоке 27 преобразуется в номер строки,, с приходом которой в ближайшем поле начинается формирование электрического репера, получаемого с помощью генератора 24 элект- рического репера и блока 25 формирования электрического репера. Блок 2 представляет собой генератор синусоидального напряжения, сфаэированного с частотой строк и с собственной частотой в 2-3 раза большей, чем частота среза фильтра 12 нижних частот. В блоке 25 репер формируется по размеру (например, десять строк телевизионного разложения; и по времени (например, шесть полей ТВ разложения ).

Следует отметить,что формирование репера осуществляется как в четном, так и в нечетном полях разложения, поэтому в блоке 27 выбора строки выбираются две строки - преобразования из числа с блока (28) и смежная с этой строкой строка в следующем поле. Суммирование видросигнала с репером должно осутдествляться только на линейном участке характеристики оптически связанной пары (блоки 9, 10 и 11), так как в противном случае после фильтрации в блоке (12) репер внесет некоторую паразитную постоянную составляющую в видеосигнал, воспринимающуюся как изменением яркости нескольких строк ВТ изображения на месте формирования репера. Для устранения паразитной постоянной составляющей электрический репер модулируется по амплитуде в зависимости от уровня исходного видеосигнала, что выполняется с помощью блока 30 выделения огибающей сигнала и блока 31 модуляции с1мплитуды электрического репера. В случае, если амплитуда видеосигнала в выбранной с помощью блоков (27 и 28) строке превышает по уровню белого или черного некоторое пороговое значение, при котором введение репера не представляется возможным, пороговое устройство 26 выдает команду, запрещающую введение репера в данную строку, и формирование репера выполняется в некоторой следующей строке, где форма видеосигнала удовлетворяет указанным выше требованиям.

Как уже указывалось, оптический репер проецируется на поверхность экрана кинескопа видеоконтррльного блока 9.

Проекция осуществляется с помощью датчика оптического репера 32 и блока экспозиции оптического репера 33 Время экспозиции выбирается с помощью датчика 28 псевдослучайных чисел, а период экспозиции - с помощью блока 33, причем период экспозиции оптического репера может быть суцественио увеличен по сравнению с периодом работы блока (28/, так как совмещение реперов в промежутках между экспозициями блока 33 5 может быть достаточно точно осуи ствлено с помощью электрического репера. Оптический репер проецируется на экран кинескопа ви 1еоконтрольного блока в виде оптической

0 миры, занимающей часть строки по горизонтали и несколько стрюк по вертикали, причем пространственная частота миры должны отличаться от частоты электрического репера. На выходе дополнительной телевизионной 11 видеосигнал в момент проецирования оптического репера и введения электрического репера содержит полную информацию о взаимном положении растров(блоков 9 и 11).

Оптический репер из видеосигнала вы деляется с помощью блока выделения оптического репера 39, а электрический - с помощью блока 37 выделения

5 электрического репера. В блоке 35 управления центровкой каьюры производится сравнение выделенного из видеосигнала электрического репера (.с блока 37) и исходного электричеси кого репера (с блока 31), задержанного на время прохождения сигнала через блок (9, 10 и 11) с помощью блока задержки электрического репера 29. Поскольку электрический репер в видеосигнал вводился в конкретную строку, то любое изменение его местоположения показывает на изменение центровки телевизионной камеры 11, например, перемещение репера в строки с большим или меньшим номером соответствует изменению центровки по вертикали, а смещение репера по отношению к исходному на время, меньшее длительности строки показывает на изменение

5 центровки по горизонтали. Аналогично, оптический .репер, выделенный с помощью блока 39, поступает на блок 36 управления центровкой видеоконтрольного блока. Поскольку оптический репер ориентирован строго относительно определенной зоны экрана кинескопа видеоконт юльного блока 9 и соответствует некоторым определенным строкам растра бло.

5 ка 9, то любое смещение относительно этих строк характеризует смещение растра блока 9. Сравнение осуществляется аналогично блоку 35, и в блок 36 подается информация, о начале формирования оптического репера и информация о параметрах растра с блока 5 выделения импульсов

синхронизации. Оценка уровня фокуси4 ровки видеоконтрольного блока 9 и 5 телевизионной камеры 11 осуществляется путем сравнения оптического и электрического реперов в блоке оценки фокусировки. При расфокусировке изображения в блоке 9 амплитуда . электрического репера с блока 37 падает, а с блока 39 остается без изменений, а при расфокусировке в блоке 11 падает амплитуда как оптического, так и электрического реперов. Управление фокусировкой осуществляется с помощью блока управления фокусировкой 23 (для камеры 11 и с помощью блока управления фокусировкой видеоконтрольного блока 40 (для блока 9 ).

Предлагаеьюе устройство обладает ВЫСОКОЙ степенью пространственно-временного согласования высокочастотного и низкочастотного сигналов, что позволяет значительно улучшить эмоциональное восприятие телевизионного изображения. Применение высокочастотных реперов в канале обработки низкочастотных составляющих видеосигнала позволяет избежать присущий всем реперсным системам недостаток: появление репера в поле зрения наблюдателя. В предлагаемом устройстве высокочастотные реперы отфильтровываются фильтром низких частот и, кроме того, появление реперов в случайной зоне изображения позволяет полностью устранитьвизуальные помехи от электрического репера.

Предложенные в отличительной части .формулы блоки достаточно просто реализуются на базе современной схемотехники. Так, датчик псевдослучайных чисел может быть выполнен на основе двух автоколебательных мультивибраторов с кольцевым счетчиком, датчик оптического репера 32 представляет собой оптический проектор, с малоинерционным источником светового потока, например светодиодом. Остальные блоки выполняются на базе общеизвестной схемотехники.

Формула изобретения

Кинотелевизионная система по авт. св. 771905, отличающ а я с я тем, что, с целью устранения пространственно-временных искажений телевизионного изображения, Б нее введены генератор электрического репера, блок формирования элекрического репера, пороговое устройство, блок выбора строк, датчик псевдослучайных чисел, блок задержки электрического репера, блок выделения огибаюк ей сигнала, блок модуляции амплитуды электрического репера, датчик оптического репера, блок экспозиции оптического репера, .блок Зсщержки экспозиции оптического репера, блок управления центровкой камеры,блок управления центровкой видеоконтрольного блока, блок выделения электрического репера; блок оценки фокусировки, блок выделения оптического репера, блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока, при этом выход блока выделения импульсов синхронизации подключен к генератору электрического репера, выход которого

0 соединен с первым входом блока фор- мирования электрического репера, к второму входу блока формирования электрического репера, выход которого соединен с первым входом блока

5 модуляции амплитуды электрического репера, и к первому входу блока управления центровкой видеоконтрольного блока,подключенного к второму входу видеоконтрольного блока, выход гененатора сигналов компенсации подключен к входам блока выделения огибающей сигнала и порогового устройства, соединенного с первым входом блока выбора строк, подключен5ного вьоходом к третьему входу блока формирования электрического репера, выход блока выделения огибающей сигнала соединен с вторым входом блока модуляции амплитуды электричес0кого репера, выход которого подключен к третьему входу дополнительного видеоконтрольного блока, и через блок задержки эле;ктрического репера - к первому входу блока управ5ления центровкой камеры, выход которого соединен с четвертым входом дополнительной телевизионной камеры, датчик псевдослучайных чисел подключен первым выходом к второму входу блока выбора строк, а вторым

0 выходом - к экспозиций оптического репера, первый выход Которого через датчик оптического репера соединен с четвертым входом дополнительного видеоконтрольного

5 блока, а второй выход через блок згщержки экспозиции оптического репера - с вторым входом блока управления центровкой видеоконтрольного блока,выход дополнительной теле0визионной камеры подключен к входам блока выделения электрического репера и блока выделения оптического репера, первый выход которого связан с третьим входом блока управле5ния центровкой видеоконтрольного блока, а второй выход - с первым входом блока оценки фокусировки, первый выход которого соединен с входом блока управления фокусиров0кой, а второй выход через блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока - с пятым входом дополнительного видеоконтрольного блока, первый и второй выходы блока выде5ления электрического репера подключены соответственно к второму входу блока оценки фокусировки и к второму входу блока управления центровкой камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 771905, кл. Н 04 К 7/18, 1978.