Устройство компенсации темновых составляющих видеосигнала

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повышение точности компенсации темповых составляющих сигналов, амплитуда к оторых сопоставима с размахом фиксированного шума, и увеличение быстродействия устр-ва. Устр-во содержит фотопрнемное устр-во 1 со схемами сканирования эл-тов, блоки выборки и хранения 2 и 6, усилители 3 и 4, переключатель 5, АЦП 7, блоки памяти (БП) 8 и 9, адресные счетчики 10 и 11, ДАЛ 12, аттенюатор 13, блоки вычитания 14 и 15 и формирователь 1.6 управляющих сигналов . Темповое считывание производится за два цикла, после чего проводятся два цикла темновой коррекции видеосигнала . После проведения коррекции в БП 8 хранится информация о темновом сигнале каж.цой ячейки, а в БП 9 хранятся уровни сигналов недокомпенсации. После этого устр-во работает в режиме считывания полезного сигна-, ла. 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 4 150048/24-09 (22) 24. 11. 86 (46) 30,09. 88. Бюл. !! 36 (71) Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова (72) П.И.Госьков, М.А.Царегородцев и,А.Г.Якунин (53) 621.397(088,8) (56) Акцептованная заявка ФРГ

У 2841727, кл. Н 04 N 5/21, 1978. (54) УСТРОЙСТВО КОИПЕНСАЦИИ ТЕМНОВЫХ

СОС ТАВЛЯЮЩИХ ВИДЕ ОСИ ГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение точности компенсации темновых составляющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума, и увеличение быстродействия

nm®Uau 142 9 устр-ва. Устр-во содержит фотоприемное устр-во 1 со схемами сканирования эл-тов, блоки выборки и хранения 2 и

6, усилители 3 и 4, переключатель 5, АЦП 7, блоки памяти (БП) 8 и 9, ад ресные счетчики 10 и 11, ЦАП 12, аттенюатор 13, блоки вычитания 14 и 15 и формирователь 1.6 управляющих сигналов. Темповое считывание производится за два цикла, после чего проводятся два цикла темновой коррекции видеосигнала, После проведения коррекции в БП 8 хранится информация о темновом сигнале кажцой ячейки, а в БП 9 хранятся уровни сигналов недокомпенсации. После этого устр-во работает в с:

Ю режиме считывания полезного сигна-, ла. 2 ил.

1427599 2 на выходе синхронизации формирователя 16 появляется импульс синхронизации ФПУ 1 (фиг. 2г), выбирающий второй элемент фотоприемника. После снятия. сигнала темнового считывания с входа формирователя 16 с задержкой, определяемой формирователем 16, устанавливается в единичное состояние . триггер формирователя 16. Высокий уровень сигнала на прямом выходе этого триггера через выход формирователя 16 поступает на вход переключателя 5 и подключает выход усилителя

3 к входу блока 6, после чего усиленное значение видеосигнала перво25 ro элемента ФПУ 1 записывается в память блока 6. Время записи определяется формирователем16 и равно времени записи максимального значения сигнала в блоке 6 ° По истечении этого времени

30 на формирователе 16 появляется импульс управления блока 6 (фиг. 2д),и усиленное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 подключается ключами блока 6 к входу АЦП 7, через

35 время определяемое элементом задержки формирователя 16, .формируется сиг.(ал запуска АЦП 7 (фиг. 2е), по которому вновь производится переключение блока 2, а затем и выборка очередного элемента ФПУ 1. Таким образом, во время преобразования значения видеосигнала первого элемента ФПУ 1 в цифровой код значение видеосигнала второго элемента записывается в под45 ключенную к входу память блока 6, а в память блока 2 — значение видеосигнала третьего элемента фотоприемника. По истечении времени преобразования АЦП 7, определяемого его быст50 родействием формируется сигнал конЭ ца преобразования (фиг. 2ж) на выходе

АЦП 7, который определяет появление импульсов (фиг. 2и) записи в блок 8 на выходе формирователя 16 и на выходе .синхронизации адресного счетчи55 ка 10 (фиг ° 2к), по которым осуществляется запись цифрового кода с выхода

АЦП 7 в блок 8 и переключение адреса я блока 8. Одновременно с формированиИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано

При построении телевизионных систем повышенным отношением сигнал/шум в компенсированном сигнале.

Цель изобретения — повышение точ-: ности компенсации темновых составляющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума, и увеличение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства комПенсации темновых составляющих виде- осигнала; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройСтва.

Устройство компенсации темновых составляющих видеосигнала содержит фотоприемное устройства (ФПУ) 1 со

Схемами сканирования элементов, первый блок 2 выборки и хранения, первый второй усилители 3 и 4, переключа-< ель 5, второй блок 6 выборки и хра/ нения (БВХ), аналого-цифровой преоб разователь (АЦП) 7, первый и второй блоки .8 и 9 памяти, первый и второй адресные счетчики 10 и 11, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12, аттенюатор 13, первый и второй блоки

14 и 15 вычитания и формирователь 16 управляющих сигналов.

Устройство компенсации темновых составляющих видеосигнала работает

Следующим образом.

Начало работы инициируется положительным сигналом на входе темнового считывания формирователя 16 управления при перекрытом входом окне ФПУ 1.

По этому сигналу формируется сигнал начальной установки на выходе формирователя 16, который приводит все схемы устройства в исходное состояние. При этом в ФПУ выбирается первый элемент, а в блоках 2 и 6 включаются ключи.

Темновое считывание производится за два цикла. В первом цикле осуществляется сканирование элементов ФПУ 1 и запись темнового сигнала в блок 8 памяти с выхода ФПУ через блок 2, усилитель 3, переключатель 5, блок 6 и АЦП 7. При этом усилитель 3 усиливает темновой сигнал до полного диапазона входного сигнала АЦП 7..

Сканирование элементов ФПУ 1 и за пись темнового видеосигнала производится следующим образом. После сняти сигнала с входа темнового считывания снимается сигнал с выхода формирователя 16 и формируется сигнал на выходе формирователя 16 управления блоком 2 (фиг. 2в), подключая тем самым записанное значение видеосигнала первого элемента ФПУ 1 к выходу блока 2.

После перекоммутации ключей в блоке

3 142 ем сигналов записи в блоке 8 переключается блок 6, после чего вновь запускается АЦП 7, но уже для следующего значения видеосигнала. Дальнейшая работа устройства происходит в циклическом режиме до тех пор, пока не завершится опрос всего кадра и не произойдет выборка первого элемента

ФПУ 1. При этом на выходе конца кадра ФПУ 1 появляется положительный импульсный сигнал (фиг. 2л), поступающий на вход формирователя 16. Записью в блок 8 цифрового кода видеосигнала последнего элемента ФПУ 1 завершается первый цикл темнового считывания, за которым сразу начинается второй цикл.

Во втором цикле темнового считывания в блок 9 записывается усиленный усилителем 4.разностный сигнал с выхода блока 14, на первый вход которого подается темновой сигнал с фотоприемника 1, а на второй — информация из блока 8 через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь l2 и аттенюатор 13. Временная диаграмма работы формирователя

16 во втором цикле темнового считывания почти аналогична диаграмме первого цикла, с той разницей, что выход формирователя 16 (фиг. 2з) имеет низкий уровень сигнала и соединяет выход переключателя 5 с выходом усилителя 4. Кроме того, формирование сигналов на выходе синхронизации ! (фиг. 2к) адресного счетчика 10 осуществляется не сигналом конца преобразования, как это делалось в пер- вом цикле, а сигналом пуска АЦП 7.

Это необходимо для того, чтобы

i-му значению видеосигнала, поступающего с ФПУ 1, соответствовало i-e значение сигнала с блока 8 нри формировании сигнала недокомпенсации. Еще, одним отличием второго цикла от первого является то, что вместо сигналов записи блока 8 вырабатываются сигналы записи блока 9 на выходе формирователя 16 (фиг. 2и) и соответствующие сигналы на выходе синхронизации (фиг. 2о) формирователя 16, произ.водящие переключение адресов блока 9.

После завершения сканирования всех элементов по сигналу с выхода ФПУ 1 устройство прекращает работу и готово к считыванию полезного видеосигнала.

Перед началом считывания необходимо открыть входное окно ФПУ 1 и подать

55 вует диаграмме второго цикла темновосо считывания, с той разницей, что отсутствуют сигналы записи в блок 9 на выходе формирователя 16, вместо них формируются сигналы синхронизации выходной информации (фиг. 2н) на вы-. ходе формирователя 16. В режиме считывания полезного видеосигнала происходит последовательное вычитание из полного видеосигнала темнового сигнала блоком 14 вычитания и вычитанке сигнала недокомпенсации иэ первого разностного сигнала блоком 15 вычитания.

Разрядность блока 8, а следовательно, и разрядность ЦАП 12 должны соответствовать разрядности АЦП 7, так как это обеспечивает максимальную точность воспроизведения темнового сигнала при вычитании его иэ входного видеосигнала. Иаксимальная величина погрешности компенсации после первого вычитания при малошумящих схемах аналоговой обработки составляет один младший разряд цифро" вого кода, но в связи с тем, что полезный оптический сигнал .соизмерим с темновым сигналом, разностный сигнал после блока 14 необходимо усилить до величины полного входного сигнала

АЦП 7. Если коэффициент усиления усилителя 4 равен К, то число разрядов блока 9 нецелесообразно делать более, чем 1о8 К, потому что дальнейшее увеличение числа разрядов не приведет к улучшению компенсации видеосигнала.

Устройство в режиме считывания полезного сигнала работает следующим образом.

Работа устройства в режиме считывания полезного сигнала осуществляется после проведения двух циклов темновой коррекции видеосигнала.

После проведения коррекции в блоке 8 хранится информация о темновом сигнале каждой ячейки в блоке 9 — уровни сигналов недокомпенсации.

Перед началом считывания необходимо открыть входное окно ФПУ i и подать на вход формирователя 16 короткий положительный импульс, по которому производится начальная установка

7599 на вход формирователя 16 короткий положительный импульс, по которому

1 производится начальная установка устройства в исходное состояние. Диаграмма работы устройства в режиме счи.тывания полезного сигнала соответст5 14275 устройства в исходное состояние. При исходном состоянии нр ФПУ 1 выбран ,- первый элемент, формирователь 16, :БВХ 2 и БВХ 6 находятся в нулевом ,состоянии (на инверсном выходе—

5 высокий уровень сигнала, а на прямом — низкий), ацресные счетчики 10 и 11 обнулены, при этом в блоках 8 и 9 выбраны нулевые ячейки с соот- 10

;ветствующей информацией о нулевом

;:элементе ФПУ 1.

После снятия сигнала с входа фор мирователя 16 формируется сигнал на

:,выходе формирователя 16 управления . блоком 2, по которому информация с нулевого элемента ФПУ 1 запоминается в блоке 2, после чего через время задержки, определяемое элементом формирователя 16, формируется

: синхроимпульс для выборки очередного . элемента ФПУ 1 (фиг. 2г). Поскольку после начальной установки на входе

: блока 8 находится код темнового сиг нала нулевого элемента, то его аналоговое значение будет находиться на входе блока 14, на другой вход которого поступает информационный сигнал нулевого элемента ФПУ 1. Разностный сигнал с блока 14 усиливается усилителем 4 и через переключатель 5 подается на вход блока 6, который через время с (фиг, 2д) фиксируется в блоке 6. Этим же сигналом, задержанным на время с (фиг. 2е), производится запуск АЦП 7, переключение блока 2 (запись информации с первого элемента ФПУ 1) и выборка второго элемента матрицы. Одновременно с запуском АЦП 7 на формирователе 16 формируется сигнал синхронизации адресного счетчика 10. Переключение адресного счетчика 10, а следовательно, выборка второй ячейки памяти обеспечивает подачу информации о тем новом аигнале соответствующего элемента матрицы на вход блока 14 к моменту поступления информации с соответствующего элемента матрицы на вход блока 4.

Таким образом, к моменту первого запуска АЦП 7 информация первого элемента будет находиться на входе

АЦП 7, второго элемента — на входе блока 6, а третьего — на входе блока 2 (принцип "пожарной цепочки", По завершении работы АЦП 7 на его выходе появляется сигнал (фиг. 2ж) конца преобразования. После поступления первого сигнала конца преобразования АЦП 7 на входе блока 15 находится цифровой код преобразованного сигнала, на другом входе блока

15 — код сигнала недокомпенсации, а на его выходе — разностный сигнал, сопровождаемый сигналом синхронизации на выходе формирователя 16.

Причем сигнал на выходе формирователя 16 появляется с задержкой относительно сигнала на выходе АЦП 7 (конца преобразования) на время (фиг. 2, н) для обеспечения завершения работы блока 15. Через время Г относитеотно сигнала на выходе формирователя 16 на его выходе формируется импульс синхронизации адресного, счетчика 10, кроме того, на его выходе формируется импульс синхронизации адресного счетчика 11 (фиг. 2o), выбирающий очередной элемент блока 9.

Дальнейшая работа устройства происходит в циклическом режиме, где основным тактирующим элементом является АЦП 7. Завершение работы осуществляется после завершения опроса всех элементов матрицы. При повторной выборке первого элемента

ФПУ 1 на выходе ФПУ 1 появляется сигнал конца кадра (фиг. 2л), который через формирователь 16 дает разрешение на установку по сигналу

"Пуск" АЦП 7 (последнего элемента).

На этом работа устройства в режиме считывания полезного сигнала завершается.

Формула и з о б р е т ения

Устройство компенсации темновых составляющих видеосигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные первый адресный счетчик„ первый блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, аттенюатор и первый блок вычитания, к второму входу которого подключен вход первого усилителя, выход кото-. рого соединен с первым входом переключателя, к другому входу которого подключен выход первого блока вычитания через второй усилитель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности компенсации

1 темновых составляющих сигналов, амплитуда которых сопоставима с размахом фиксированного шума, и уве7 14275 личения быстродействия устройства, введены последовательно соединенные фотоприемное устройство (ФПУ) и первый блок выборки и хранения, выход которого соединен с входом первого усилителя, второй блок выборки и хранения, к первому входу которого подключен выход переключа еля, а вы ход соединен с первым входом анало- 19 го-цифрового преобразователя (АЦП), второй блок вычитания, выход которого является выходом устройства компенсации темновых составляющих видеосигнала, второй адресный счетчик, выход.15 которого через второй блок памяти соединен с первым входом второго блока вычитания,, и формирователь управляющих сигналов, к первому и второму входу которого подключен соответст- 2О венно второй выход ФПУ и первый выход АЦП, первый, второй, третий выходы формирователя управляющих сигI

99 налов соединены соответственно с первым входом ФПУ, вторым входом первого блока выборки и хранения и управляющим входом переключателя, четвертый выход соединен с вторым входом

ФПУ, третьим входом первого блока выборки и хранения, вторым входом вто» рого блока выборки и хранения и первыми входами первого и второго адресных счетчиков„ с пятого по десятый выходы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно с третьим входом второго блока выборки и хранения, вторым входом АЦП, вторым входом первого счетчика, вторым вХодом первого блока памяти, вторым вхо дом второго счетчика и вторым входом второго блока памяти, к третьему входу которого подключен третий вход первого блока памяти, второй вход

I, второго блока вычитания и второй выход АЦП.