Устройство коррекции геометрических искажений телевизионного изображения

 

УСТРОЙСТВО КОРРЕКПИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержагчее аналого-цифровой преобразователь, которого соединен с вxoдa ш первого и второго блоков памяти на строку , первые управляющие входы которых соединены с первым выходом блока записи-считывания, а выходы соединены с соответствующими входами коммутатора, управляющий вход последнего соединен с вторым выходом блока записи-считывания, а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователи, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения коррекции горизонтальных координатных искажений , воз никаюп(их при наклоне передающей телевизионной камеры относительно плоскости съемки, введены блок задержки на кадр, первый вычислитель числа элементов в строке, селектор начала и конца записи и последовательно соединенные линии задержки на строку, второй вычислитель числа элементов в строке, блок вычитания, сумматор и вычислитель, выход которого соединен с первыми входами селектора начала и конца записи и блока записи - считывания, выход последнего соединен с вторым входом селектора начала и конца записи, выход которого соединен с вторыми управi ляющ1ти входами первого и второго блоков памяти на строку и с входом (Л управления аналого-цифрового преобразователя , вход которого соединен с выходом блока задержки на кадр, вход которого является входом устройства и соединен с входами линии задержки на строку и первого вычисСП лителя числа элементов в строке, выход которого соединен с вторыми эо входами блока вычитания и вычислителя , третий вход которого соединен с вторым входом блока записи-считывания, с третьим входом селектора начала и конца записи, с третьим входом блока вычитания и с вторым входом сумматора и является входом строчных Синхроимпульсов,, при этом третий вход сумматора и четвертый вход вычислителя объединены и являются входом кадровых синхроимпульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) g Н 04 N 3/22 юв

1 зР 1!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3577519/24-09 (22) 13.04.83 (46) 23.12.85. Бюл. N 47 (71) Ленинградский электротехнический институт им. проф. И.А.БончБруевича (72) В.П. Иорев и Л.В. федотов (53) 621.397(088.8) (56) Патент США К - 4245254, кл. Н 04 Н 7/02, опублик. 1981.

Патент Англии )) 1581546, кл. Н 04 N 1/00, опублик. 1980.

Патент Японии N - 52-22214, кл. С 06 F 3/14, опублик. 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО КОРРЕКПИИ ГЕОNFTPH×EÑÊÈÕ ИСКАЖЕНИЙ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее аналого-цифровой преобразовaòåëü, выход которого соединен с входами первого и второго блоков памяти на строку, первые управляющие входы которых соединены с первым выходом блока записи-считывания, а выходы соединены с соответствующими входами коммутатора, управляющий вход последнего соединен с вторым выходом блока записи-считывания, а выход соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого является выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения коррекции горизонтальных координатных искажений, возникающих при наклоне передающей телевизионной камеры относительно плоскости съемки, введены блок задержки на кадр, первый вычислитель числа элементов в строке, селектор начала и конца записи и последовательно соединенные линии задержки на строку, второй вычислитель числа элементов в строке, блок вычитания, сумматор и вычислитель, выход которо. го соединен с первыми входами селектора начала и конца записи и блока записи — считывания, выход последнего соединен с вторым входом селектора начала и конца записи, выход которого соединен с вторыми управляющими входами первого и второго блоков памяти на строку и с входом управления аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом блока задержки на кадр, вход которого является входом устройства и соединен с входами линии задержки на строку и первого вычислителя числа элементов в строке, выход которого соединен с вторыми входами блока вычитания и вычислителя, третий вход которого соединен с вторым входом блока записи-считывания, с третьим входом селектора начала и конца записи, с третьим входом блока вычитания и с вторым входом сумматора и является входом строчных синхроимпульсов, при этом третий вход сумматора и четвертый вход вычислителя объединены и являются входом кадровых синхроимпульсов.

1158(>17

Изобретение относится к оГ>ласти т(:л«видения и может быть использова— но в прикладных телевизионных (ТВ) спстс-.?ах подвижных объектов, в част11ости г> ТБ системах летательных аппа- 5

15

-(1 т ът с?р пр с>р

20 сгр (>р c?p

30 но определить пали Еие и «е I?1 IIIIIv угла 8 . Более простым с ïoñOáoì яв—

40 ки;

N i! число ния в

ЧИС 10

coe(B-(Ъ) " (e p) (3 б(7 1 гд«!„1, L — участок местности, прое- 55 цируемый на первую и последнюю активную строки соответственно, b ! Л>а к С вЂ” — — — f1„ !!

1 (4 >

СО С> -

> !

ПО)1>/ ЕпЛ1 3 t t(i t (It lt(рлтов дня измере>Еия и коррекции гори— 3(нта >1ьн ой сост 1 вляющ(.й координатных искажений.

f!cлью изобретения является рлсшиРЕЕЦЕЕ фУ.I>(I?HOH<1$?bttf)!X ВОЗМОжНОСт«й путем об«с>печения коррекции горизонтальных координя гных искажений, возшпсл>вщих при наклоне передаю>цей ТВ

КЛМ(РЫ (ГНОСЕ?т«ЛЬНО ПЛОСКОСТИ СЪЕМКИ. !

>э ;!«. 1 изображена структурная г;, кля сх«мя устройства коррек:,(;«тр>:ч«Гких искажений TH изо->:ш 1;, нл фиг. 7 — модель формирогс-;»««грических искажений; нл изобрлжение шахматногÎ поля. устройство коррекции геометричес.1)х иГ?слжений тБ изображения (фиг. 1) л1«рж11т линию 1 задержки на строку, пс р. ый и 13ТОрОи вычислители 2 и 3

>1)слл >лементов в строке, блок 4 вы !иглния, cy>,матор 5, вычислитель 6, блок 7 Задержки и» кадр, аналого,Е>?фр;>1>ой преобразователь (АЦП) 8, первый блок 9 па Зяти нл строку, вто—

po1t блок 1(! памяти на строку, комму—

T 3тс р 11, цифроаналоговый преобра— овлтель (ПАП) 1", блок 13 злписиГчпгывлния и селектор 14 начала и концл;3 а IIH (11. устройство коррекции геометрическ;Ех искажений ТВ изображения работат следующим образом.

Прп отклонении оптической оси АВ ((1)?1 г . ? ) пер едлющей TR камеры от перпендикуляра С;! к плоскости 15 объек— тл съемки ня угол с3 возникают гори.3(>нтал?.ные координатные искажения на:.Il«i!«!IH 16 передающей ТВ трубки (фиг. 3, б) за счет проецирования неравных участков местности Е,Е, (фиг. 3,») на мишень 16, имею> у.(> постоянный размер по строке !) . Б этом случае максимальные относительнь1е горизонтальные координатные искажения по кадру равны

/3 — половин» угла по.ея зрения Об I«? TH»;l передаю111ей, ТБ камеры.

При склнировлнии такого изоГражения (фиг, 3,6) с постоянной скоростью и принимая текстур н te ct>n?tc T!3» наблюдаемой поверхностH 03?!I If»Ho!3»t— ми, например в случае шлхматногс поля (фиг. 3, л), максе?мять>1»я о r!10— сительная частотная нерявномс р>1ос ть

Т13 сигнала по клдру рл?3на.)квивллентнля .)л«ктр;1ческая Еастoтл ТБ (и г— нл Еа 1 — oli строки, Г >— держлщ«й iJ3 элементо?3, э к в и 13 л л с и т и л я э:! «к т р 1 . ческая частота Б спгнл.t» последней лкти?3ItnIt строки рлс т;>л, сов держлксей N of!«ì«!IT«13, — период стро-ttt(>I» р».>в вертки.

Таким образом, по разш1це частoT изображения D различных строках 1 .с;ж— ляется подсчет высокочястот>п.:., элементов ТБ сигналя в рлзли Еных с-роклх при одиплковых текстуp»htx с?3 >13—

-.òâ»õ объекта съемки, Для устран«ния cëó÷àHø Ix отклонений числя э)1«вЂ”

t t «?t T O B В Р Сl 3 Л ИЧ Н ЫХ C T P 0 ?(5 X ) П Р И Г У Т

cтвующих в p«àëüíîì изot)p»æ«I!1tH зл счет текстурной нера>3номернс сти кл;1— ра изображения, Ilp(7113130jfft ся усре,t.— нение по всем строкам кадр» (р»знасти числа элементов 13 кадр«ЛЕ!(,„„Г !

Макс к ) !! с>.) 1 (33

) =1 где (3, — число элементов t -ой строэлементов изоГраже+1 строке, акти!3>fûx cTpОк изОбpë жения, — flow«3) rтроки изображ«нин

Р е ?31» Я У P 013 н с н?1е.

11580

После вычисления 4 N еаза коррекцию измеренных искажений можно осуществить путем построчного- изменения скорости записи F aä,, при постоянной скорости считывания ; = F»„<, причем жения в соответствии

20 N „(-11

hN зад1 (7 112 (6) гдето»,— задержка начала и конца цд1 записи строки.

Устройство (фиг. 1) содержит измеряющую и корректирующую части. В начале происходит вычисление искажений путем подсчета числа высокочастотных элементов в соседних строках изображения в первом и втором вы— числителях ? и 3 числа элементов в строке. Оба вычислителя представляют собой обычные двоичные счетчики, на входы которых поступают импульсы с компаратора (не показан), на один вход которого подается видеосигнал непосредственно, а на другой — через фильтр нижних частот (не показан).

Блок 4 вычитания представляет собой двоичный сумматор с инверсией по одному из выходов и определяет разность элементов в соседних строках.

Сумматор 5 представляет собой регистр памяти с двоичным сумматором, который реализует алгоритм (3) и вычисляет величину дН ц . Вычислитель 6 реализует алгоритмы (5) и (6) и представляет собой арифметико-логическое устройство, например К155ИПЗ, с регистрами и счетчиком номера строки.

По вычислении информации о геометрических искажениях изображения происходит их коррекция путем различной

30

45

Тв сигнал после коррекции геометрических искажений поступает на видеоконтрольный блок (не показан), где формируется неискаженное ТВ изображение (фиг. З,в).

Число записанных элементов изображения для всех строк должно быть одинаково, чтобы отображать одинаковый объем информации, поэтому выбирают центральную часть изобра17 4 частоты записи Г „ТВ сигнала, задер" жанного на кадр блоком 7 задержки на кадр, в различных строках в соответствии с алгоритмом (5). Считывание информации блоков 9 и 10 на строку происходит с постоянной частотой

F = „1. Начало и конец записи опре деляет селектор 14, представляющий собой счетчик импульсов записи со схемой сравнения и ключевым элементом. который начинает пропускать импульсы записи на блоки 8, 9 и 10 при равенстве состояния счетчиков импульсов в выражении (6), а заканчивает — при пропускании определенного числа импульсов N „, определяемых как ай с стр (7)

АЦП 8 служит для преобразования аналогового сигнала в цифровой, а

ЦАП 12 — для преобразования цифрового сигнала в аналоговый. Коммутатор 11 обеспечивает попеременное воспроизведение информации из блоков 9 и 10 памяти, чем достигается воспроизведение в темпе ТВ развертки. Блок 13 записи — считывания формирует переменную частоту записи в соответствии с информацией поступающей с вычислителя 6, и управляет работой блоков 8-11.

Изобретение обеспечивает коррекцию горизонтальных геометрических искажений, возникающих за счет отклонения оптической оси передающей

ТВ камеры в плоскости, перпендикулярной строкам относительно перпендикуляра к плоскости съемки, в результате чего достигается повыше—— ние количества передаваемого TR изображения. Изобретение позволяет определить угол наклона передающей

ТВ камеры 8 в плоскости, перпендикулярной строкам, при введении в вычислитель значения половины угла поля зрения (передающей ТВ камеры и выполнение алгоритма (4). При этом не требуется вносить принципиальные изменения в вычислитель 6, Изобретение позволяет определять величины искажений самого ТВ изображения при отсутствии внешних датчиков. При этом коррекция осуществляется в темпе ТВ развертки.

1158017

1158017 8ocnpf

Фиг.3

Фиг. 2

Корректор И.Эрдеии

Техред А.Кикемезей

Редактор Jl. Письман

Подписное

Тираж 658

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8136/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4