Аналого-цифровой преобразователь для неподвижных штриховых изображений Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

На фиг,1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 осциллограммы, поясняющие принцип работы устройства. Аналого-цифровой преобразователь содержит детектор 1, пороговый элемент 2, блок 3 формирования, местны /импульсный генератор 4, блок 5-8 квантования по длительности, выполненные на элементах совпадения, а Также инвертор 9 и триггер 10. Аналого-цифровой преобразователь работает следующим, образом. Аналоговый сигнал (фиг,2о) ,, пред варительно промодулированный сигнаГлом несущей частоты f, поступает на вход детектора 1. Модулированный сигнал-(фиг.25) детектируется детек тором 1 и поступает на вход порогового элемента 2 (фиг. 2 &) . На фиг.2о1, б черным штрихом изображения соответствует минимальный сигнал (провалы), а белым штрихаммаксимальный сигнал. Блок 3 формирования импульсов квантования формирует из сигнала не сущей частоты импульсы квантования минимальной длительности с частотой следования, -равной Н сдвинутые на величину ji- относительно несущей частоты, вершина их совпадает с максимумом амплитуды си нала несущей частоты (фиг. 28) . Блок формирования импульсов кван тования представляет собой последовательно соединенные диффенерцирующ цепочку, детектор и линию задержки (не показано) и формирует сигнал (фиг.2а). Сформированный по амплитуде сигнал (фиг.) с выхода порогового элемента 2 подается на первый элеме

б совпадения непосредственно, а на второй элемент 5 через инвертор 9. На вторые входы элементов 5 и б сов падения подводятся стробирующие импульсы с блока 3 формирования импульсов квантования (фиг.2д).

На выход элемента б совпадения проходят импульсы блока 3 формирования импульсов квантования, совпадающие с импульсами порогового элемента 2. На фиг.2 это соответствует сигналу от белых штрихов. Для надежности ,совпадения импульсы (фиг.2й) блока 13 формируются совпадающими посередине с импульсами продетектированной . несущей частоты, т.е. обеспечивается сдвиг на д импульсов (фиг.23) блока 3 по срЛнению с передним фронтом импульсов (фиг.2г,) на выходе порогового элемента 2. Первый импульс на выходе элемента б устанавливает триггер 10 в единичное состояние (фиг.2е) .

В инверторе 9 сигнал (фиг,2г) с порогового элемента 2 инвертируется и поступает на вход элемента 5 совцифровую форму.

При аналого-цифровом преобразовании аналогового сигнала известным преобразователем точность формирования оценивается ошибкой формирования, определяемой Как

д |-с,гссоз 2 -.где В - нормированная яркость штрихо

изображения; h - порог ограничения V - коэффициент апертурных искажений равный, как правило, 0,81.

Реально изображение имеет диапазон изменения яркостей «кс для этого диапазона существует оптикогда

мальное значение порога

О ошибка Л минимальна.

мин

макс

1+

1-В 1-В,

мин

макс.

-1 падения. На выход элемента 5 пройдут импульсы квантования (фиг.2д), которые совпадают с инвертированными импульсами порогового элемента 2. На фиг.2 это соответствует черным штрихам. Первый импульс на выходе элемента 5 совпадения, т.е. первый последующий импульс после последнего импульса, на выходе элемента 6 совпадения установил триггер 10 в нулевое состояние (фиг.2с(). Цифровой сигнал (фиг.2е) с выхода указанного триггера поступает на совершенно аналоговый блок, состоящий из элементов 7 - 10, где осуществляется квантование по длительности стробирующими импульсами (фиг.2) рабочей тактовой (канальной) частоты ffjT местного импульсного генератора б. синхронизированными со стробиpyюш ми импульсами на приеме .Из условия обеспечения минимума искажений длительности сформированного цифрового сигнала (ошибки квантования) частоты стробирующих импульсов (выбираются равньми , mfpTf где m - целое кратное число, -значительно большее единицы (т / 100, реально m 100-1000). Рабочая частота fpr может изменяться в зависимости от скорости работы по каналу связи. Блок из. элементрв 7 - 10 на рабочей тактовой частоте fp- работает аналогично блоку, состоящему из элементов 5, 6, 9,10. На выходе устройства получаем сигнал (фиг.25) для передачи по дискретным каналам связи. Использование в предлагаемом устройстве новых элементов позволяет непосредственно амплитудно-модулированный видеосигнал преобразовать в

в а накс мин

иин

о

1-6

1-В

НИН

макс

Поскольку штрихи, из которых состоит любое штриховое черно-белое изображение, не связаны никакими закономерностями с fpT;, то часть сформированных .импульсов от штрихов длительность которых меньше , и несинфазна с рабочими тактами (находятся внутри между рабочими тактовыми импульсами генератора 6) .будет теряться, т.е. не будет проходи ть на выход устройства.

Таким образом,, снижение точности формирования приводит к снижению надежности формирования дискретных сигналов (потери части узких штрихов)..

поэтому Трт I 1+ 4 (Ьо J г/7)Г

где N;t - разрешающая способность

изображения, лин/мм; Пх скорость строчной разветки

изображения, мм/с. Соответственно выбирается равной

х

.)

. Максимальная ошибка формирования для предлагаемого устройства после цифрового преобразования на f,, . определяется как

А„дкс л1Ьо,е)+л(),

где (Ткв) TVV TVx ° мированная ошибка,;цикретизации во

времени с

KB

Выбирая , f рте, можно обеспечить снижение второй составляющей. При

.. d(TKe) loot -4iio.e)r

Если Л;1Ьц.,.В) 0,07, то а(Тхв) 0,05, а общая ошибка ,07+0,005 0,75. Практически, выбирая , можно уменьшить ) .до очень малой .величины, которую можно не учйтывать.

Таким образом, эффективность изобретения заключается в обеспечении высокой надежности цифрового преобразования ймплитудно-модулированного сигнала путем сохранения высокой точности формирования.

15

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь для неподвижных штриховых изображений по авт.св. № 197681, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности форялирования цифрового сигнала из амплитудно-модулированного сигнала штриховых изображений, в него дополнительно введены детектор, блок формирования и мпульсов квантования, инвертор-триггер и блок квантования по длительности, первые входы которого подключены 1 к блоку формирования импульсов

.квантования, вход которого соединен с шиной сигнала несущей частоты амп-литудно-модулированного сигнала изображения, вторые входы дополнительного блока квантования по длительности соединены непосредственно и через дополнительный инвертор с выходом порогового элемента, вход которого соединен через детектор с входной шиной с1мплитудно-модулированного сигнала изрбражения, а выходы дополнительного блока квантования по длительности соединены с раздельными управляющими входами дополнительного триггера, выход которого подключен к второму входу блока квантования

по длительности. J

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 197681, кл. Н 03 К 13/20, 1966 (прототип).

/illtiu;jj B

t flflflfl ЯПЛЛЛЛЛЛЛЛМД flftWWl

9 iiHiiHintiimtunntinunMitm

j.

j.

и I i in 11 I 11 It I 111 M I 11 M i 11 ,v

1 t1