Способ коррекции искажений телевизионных сигналов и устройство для его осуществления

 

Изобретение может использоваться для наблюдения объектов с аэрокосмических носителей и позволяет повысить точность коррек1ши. Способ состоит в том, что принимают оптический сигнал объекта, содержа- . щий информацию о спектральных х-ках объектов, разделяют его по спектру на N составляющих со спектральиымн интервалами . Одну из спектралькых составляющих принимают за опорную н из нее путем разделения формируют измерительный опорньвЧ сигнал, которьп поляризациоинр модулир пс т и разделяют по спектру па N составляющих со спектральными интервалами Л X ;. Каждую составляющую измерительного оптического сигнала преобразуют в измерительный эл. сигнал, по которому по формуле вычисляются коэф. коррекции . Эти коэф. используются для коррекции н соответствии с формулой остальных спектральных составляющих оптического сигнала, преобразованных в ТВ-сигналы, N-1 скорректированных ТВ-сигналов преобразуются в видимое изображение. Устр-во, реализующее способ, обеспечивает повышение точности Спектрозональных измерений за счет более точной коррекции атмосферньрс искажений. 2 с.п. ф-лы, 2з.п. ф-лм, 2 ил. СЛ С

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

С 1, (I9) ъ.Э ъг (III

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30. 08. 91. Бюл. У 32 (21) 3992034/09 (22) 16. 12. 85 (71) Московский электротехнический институт связи (72) В.А.Селиванов (53) 621 ° 397 (088.8) (56) Селиванов А.С. и др. Оптикомеханические сканеры для наблкдения

Земли. — Техника кино и телевидения, 1978» 9 6» с. 17 °

Gordon Н.R. Removal of atmospheric

effects from sattelite imagery cf

the oceans. Applied Optics. v. 17, В 10, р. 1631. (54) СПОСОБ KOPPEKGHH ИСКАЖЕНИЙ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может использоваться для наблюдения объектов с аэрокосмических носителей и позволя ет повысить точность коррекции. Спо. соб состоит в том, что принимают оптический сигнал объекта, содержа- . щий информацив о спектральных х-ках объектов, разделяют его по спектру на И составляющих со спектральными

:-итервалами 4 ; . Одну иэ спектраль" кых составляющих принимают за onopvmo н из нее путем разделения формируют измерительный опорный сигнал. которьп» поляриэационно модулируют и разделяют по спектру на N составляющих со спектральными интервалами 4 ;.

Каждую составляющую измерительного оптического сигнала преобразуют н измерительный эл. сигнал, по которому по формуле вычисляются коэф. коррекции. Эти коэф. используются для коррекции в соответствии с формулой остальных спектральных составляющих оптического сигнала, преобразованных в ТВ-сигналы, N-1 скорректированных

ТВ-сигналов преобразуются в видимое изображение. Устр-во, реализующее способ, обеспечивает повьвпение точности спектроэональных измерений sa счет более точной коррекции атмосферных искажений. 2 с.п. ф-лы, 2 э.п. Ф-лы1 2 ил.

i4?9917

Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться для наблюдения объектов с аэрокосмических носителей.

Цель изобретения н части способа коррекции атмосферных искажений телевизионных сигналов — повышение точности коррекции.

Цель изобретения в части спектрозональной телевизионной системы — повышение точности спектроэональных измерений за счет более точной коррекции.атмосферных искажений.

На фиг.i приведена структурная 15 электрическая схема спектроэональной телевизионной системы; на фиг.2эпюры напряжения, поясняющие работу спектроэональной .телениэионной системы.

Спектрозональная телевизионная система содержит объектив 1, спектрозональные телевизионные каналы (СТВК)

2, 3 и 4, блоки 5 и 6 вычитания,фильтры 7 и 8 нижних частот, блок 9 реги- 25 страции, распределитель 1О сигналов, таймер ii, синхрогенератор 12, тактовый генератор 13, формирователь 14 сигналов управления разверткой по горизонтали, аттенюаторы 15 и 16, бло- 30 ки 17 и 18 деления, регистры 19, 20 и 21 хранения, платформу 22 измерительных каналов с электромеханическим приводом 23, измерительные каналы

24, 25 и 26, оптическую систему 27, Ю 35 ограничитель 28 поля зрения, входной коммутатор 29, олосовой фильтр 30, проходной коммутатор 31, управляемый интегратор 32, аналого-цифровой пре,образователь 33, . вращающийся поляризатор 34 с электромеханическим приводом 35, выходной коммутатор 36, три элемента 37, 38 и 39 памяти, два блока 40 и 41 сравнения, два датчика

45 . 42 и 43 крайнего положения платформы, формирователь 44 управляющих импульсов вращения поляризатора, инвертор 45 импульсов перемещения плат. формы, формирователь 46 управляющих импульсов перемещения платформы и коммутатор 47 памяти.

I.

При этом каждый из К спектрозональных телевизионных каналов 2, Э или 4 содержит светофильтр 48, входную диафрагму 49, формирователь 50 телевизионного сигнала и усилитель 51 телевизионного сигнала.

Каждый из 0 измерительных каналов 24, 25 и 26 содержит светофильтр 52 измерительного канала, фотоэлектрический преобразователь 53 н усилитель 54 измерительного канала.

Способ коррекции искажений телевизионных сигналов осуществляется н спектроэональной телевизионной системе следующим образом.

Каждый из И СТВК 2, Э и 4 состоит из оптически связанных светофильтра 48, входной диафрагмы 49 и формирователя 50 телевизионного сигнала, выход которого подключен к входу усилителя 5 1. Формирователи 50 управляются сигналом, полученным с формиоонателя 14 сигналов управления разверткой по горизонтали. Общая синхронизация всех блоков производится синхрогенератором 12. Источником сигнала эталонной частоты является тактовый генератор l3, Страшенный от объектов наблюдения световой поток, содержащий информацию о спектральных характеристпк объектов, и сигнал, пропорциональный помехе обратного рассеяния, собираются в угле поля эренил СТБК 2, 3 и 4 с помощью объектива 1 и в ограниченном поле зрения измерптельныХ каналов

24, 25 и 26 при фиксированном поло- жении в поле зрения СТБК 2, 3 и 4 с помощью оптической системы 27 и огра. ничителя 28 поля зрения, представляющего собой в простейшем случае бленду, обеспечивающую угол поля зрения, равный десяти элементам разрешения СТВК 2, 3 и 4 на поверхности объектов наблюдения в надире °

Сигнал одного из СТВК 2, 3 и 4 принимается за опорный но условию,. что отношение помехи обратного рассеяния (ПОР) к сигналу от объекта наблюдения н этом спектральном интервале максимально. Яз сигнала опорного канала (в данном устройстве это

CTBK 4) формируются корректирующие сигналы для остальных СТВК 2 и 3, равные составляющим ТВ-сигналов, пропорциональных величине ПОР, путем распределения с помощью распределителя 10 сигналов ТВ-сигнала СТВК 4 на И-1 ТВ-сигналов, ослабления их в аттенюаторах 15, 16 до величины, определяемой коэффициентами коррекции

К; с последующим вычитанием их иэ соответствующих ТВ-сигналов 0-1 СТВК

2, 3 в блоках 5 и 6 вычитания.

Скорректированные ТВ-сигналы 0"1

CTSK 2, 3 ограничиваются по спектру

1429917 фильтрами 7 н 8 нижних частот для согласования с полосой пропускания блока 9 регистрации, который в зависимости от требований. может представ5 лять собой видеомагнитофон, видеоконтрольное устройство или приемный фототелеграфный аппарат.

Платформа 22 измерительных каналов 24, 25 и 26 закреплена на оси электромеханического привода 23 платформы, представляющего собой, например, ааговый двигатель. Платформа 22 перемещается э щели несущей конструкции, на которой закреплен элект- )5 ромеханический привод 23 платформы.

Угловые размеры щели определяются углом поля зрения СТВК 2, 3 и 4.

На краях щели установлены датчики 42 и 43 крайнего положения платформы, 20 представляющие собой в простейшем случае электромеханическне контакты реле.

Ограничитель 28 поля зрения, представляющий собой бленду кпн непро- 25 зрачный тубус, закреплен во внутреннем кольце подшипника вращения, внешнее кольцо которого закреплено на лицевой стороне платформы 22 измерительных каналов. Внутри ограни--:.,;теля

28 поля зрения закреплен вращающк;1ся поляризатор 34. На лицевой стороне ,.платформы 22 внутри ограничителя 28 поля зрения закреплена полая трубка с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра ограничителя 28 поля зрения. Внутри нее установлена оптическая система 27, собирающая световой поток в угле поля зрения ограничителя 28 поля зрения и создающая на выходе коллимированный.-световой пучок. 3а ней располагается светофильтр 52, являющийся в данной конструкции секционным. За каждой секцией светофильтра, характеризуемой собственным спектральным коэффициентом пропускания, располагается фотоэлектрический преобразователь 53.

Усилители 54 измерительных каналов

24, 25 и 26 располагаются на внутренней поверхности платформы 22.

Вращающийся поляризатор 34 приводится в движение с помощью механи.ческой передачи вращающегося момента с оси электромеханического приво- да 3$, представляющего собой сннхронньй двигатель переменного тока.

При фиксированном положении платформы 22 измерительных каналор световой поток, ограниченный апертурным углом ограничителя 28 поля зрения, модулнруетсн вращающимся поляризатором 34 с помощью злектромеханического привода 35 . Электром .ханический при- . вод 35 управляется последовательностью импульсоэ напряжения в виде меандра необходимой амплитуды, сдвинутых относительно друг друга на 90 градусов, формируемых в формировате" ле 44 управляющих импульсов вращения поляризатора иэ последовательности импульсов, поступающих на него с вьгхода синхрогенератора 12.

Промодулироэанный световой поток собирается оптической системой 27 и спектрально разделяется светофильтрами 52 измерительных каналов 24, 25 или 26 и преобразуется э электрические сигналы э фотоэлектрических преобразователях 53. С выходов фотоэлектрических преобразователей .53 сигналы поступают на входы усилителей 54, компенсирующих разброс коэффициентов пропускавия светофильтров 5" в различньсс спектральных интервалах н не- . ранномервость чувствительности фотоэлектрических преобразователей 53, а танке обеспечивающих необходимое усиление сигналов для дальнешпей об- . работки.

Вычисление коэффициентов коррекции

K осуществляетсн в течение несколькйх периодоэ телевизионной развертки и коррекции ТВ-сигналов СТВК 2, 3 и

4 каждой строки при постоянных коэф-. фициентах коррекции.К;, что позволяет значительно упростить электрическую и оптико-механическую схемы устройства. Ошибки коррекции в этом случае, как показывает анализ статистики пространственной изменчивости.величины ПОР, оказываются незначительными.

На фиг.2,а графически показаны несколько периодов развертки ТВ-сигнала одного из CTBK 2, 3 или 4. В момент времени и синхрогенератор 12 формирует импульсы переключения входного и выходного коммутаторов 29 и 36 снн хронно таким образом, что на выходе входного коммутатора 29 появляется сигнгл, например, опорного измерительного канала 26. Сигнал иа выходе полосового фильтра 30, настроенного на частоту модуляции, представ-, лен на фиг. 2, б. Проходной комму-, татор 31 включен так, что сигнал с выхода полосового фильтра 30 поступает на вход управляемого интегратора 32.

В момент времени t синхрогенерай S тор 12 формирует импульсы управления сбросом управляемого интегратора 32, аналого-цифровым преобразователем 33, входным 29 и выходным.36 коммутаторами и регистром 21 хранения. Приблизительный вид этих импульсов представлеп на фиг. 2, г. По заднему срезу этих импульсов осуществляется

Ф

1 аналого-цифровое преобразование сигнала (фиг. 2, в) с управляемого интегратора 32 в аналого-цифровом преГ образователе 33. Цифровой код, соответствующий усредненному значению

I сигнала опорного .канала, запоминается

t в регистре 21 хранения.

В моменты времени t и t,. цикл повторнется,и цифровые коды значений сигналов с измерительных каналов 24, 25 записываютсн в соответствующие регистры 19, 20 хранения. Таким обра(зом за время строки заполняютсн все регистры 19, 20 и 21 хранения информацией с соответствующих измерительных каналов 24, 25 и 26.

Во время обратного хода TB-раз30 вертки (момент времени t ) синхрс" генера"гор 12 формирует импульс управления блоками 17 и 18 деления (фиг. 2,д). В блоках 17 и 18 деления осуществляется вычисление коэффициента коррекции К путем деления значений, записанных в регистры 19 и 20 хранения, на значения, содержащееся в регистре 21 0-го измерительного канала 26. Вычисленные значения 4 коэффициентов К; запоминаются в блоках 17 и 18 деления до следующей операции деления.

Цифровой код на выходе блоков 1I7 и 18 деления определяет необходимое ослабление TB-сигнала И-го CTBK 2 для формирования сигналов коррекции в аттенюаторах 15 и 16. Коррекция

ТВ-сигналов осуществляется в блоках

5 и 6 вычитания по формуле

50 а. а ° -К а„, ! где 3,- 1р 2р зр".,Б-1 а и а — телевизионный сигнал до и ! после коррекции.

И определенные, наперед заданные 55 моменты времени, определяемые иэ предстоящвх условий наблюдения, таймер 11 формирует сигнал прерывания работы c HHxpo e Håðà Tîð÷ 1 Z (момент времени t!!), который формирует управляющие импульсы для входного коммутатора 29, к входу которого подключен спорньп! нэмерительньп! канал 26, а выход входного коммутатора 29 подключен к входам первого элемен:a 37 памяти, первого блока 40 сравнения и коммутатора 47 памяти через последовательно сседине!!ные лолосовой фильтр 30 и проходной коммутатор 31.

Сигналы управления через инвертор

45 импульсов перемещения платформы поступают на электромеханический привод 23 платформы 22.

Платформа 22 измерительных каналов перемещается дс крайнего положения, которое фиксируется одним из датчиков 42 или 43 крайнего положения (t }, которые вырабатывают сигналы, поступающие на соответствующие входы синхрогенератсра 12, кнвертора 45 импульсов перемещения платформы и коммутатора 47 памяти (фиг. 2, ж).

В соответствии с импульсом датчика 42 крайнего положения иивертср 45 импульссн и.:ремещення пла формы изменяет полярность управляющих импульсов перемещения платформы 22 на противоположную. Платформа 22 приходит в движение и начинается первое сканирование поля эре! ия CTBK 2, 3 и 4 полем зрения измерительных каналов

24, 25 и 26. Сигнал на выходе полосового фильтра 30 представлен на фнг. 2е.

В тот же момент времени t комму9 татор 47 памяти подключает выход проходного коммутатора 31 к информационному входу второго элемента памяти, а синхрогенератор формирует импульсы синхронизации элементов 37, 38 и 39 памяти.

C момента начала синхронизирующих импульсов t® первый элемент 37 памяти осуществляет задержку изменяющегося в процессе сканирования сигнала опорного измерительного канала 26 (Фиг. 2,a) на один такт на первом входе первого блока 40 сравнения, представляющего собой компаратор.

В первом блоке 40 сравнения текущее значение сигнала опорного измерительного канала 26 сравнивается с задержанным на один такт. Иомент превышения задержанного сигнала над текущим определяет максимальное значе14299 ll 7 ние сигнала при сканировании. В этот момент первый блок 40 сравнения вырабатывает импульс управления второгоэлемента 38 памяти, работавшего до этого момента аналогично первому элементу 37 памяти (фиг. 2, и), по которому прекращается перезаписывание информации и сохранятся максимальное значение на первом входе второго !О блока 41 сравнения.

Платформа 22 измерительных каналов продолжает перемещаться до противоположного крайнего положения, фиксируемого одним иэ датчиков 43 крайнего положения (t(). По сигналу, вырабатываемому датчиком 43 крайнего положения инвертируются управляющие импульсы перемещения платформы в инверторе 45 импульсов перемещения платформы и начинается второе сканирование в противоположном на- ° правлении. При этом коммутатор 47 памяти переключает выход полосового фильтра 30 на информационный вход третьего элемента 39 памяти.

Сигнал на выходе третьего элемента 39 памяти показан на фиг. 2, к.

Как и при первом сканировании, момент совладения задержанного счгнала и "екущеro (t ) определяет положение

O поля зрения измерительных каналов

24, 25 и 26 при максимальном сигнале опорного измерительного какала 26.

Совладение максимальных значений сигналов при первом и втором скани- 35 ровании фиксируется во втором блоке

41 сравнения, выполненном аналогично первому. По сигналу, вырабатываемому вторым блоком 41 сравнения и поступающему на вход синхрогенератора 12 (фиг. 2,л), прекращается формирование импуль(ов перемещения платформы в формирователе 46 управляющих импульсов перемещения платформы и подача синхроимпульсов на элементы

37, 38 и 39 памяти. Проходной коммутатор 31 подключает выход полосового фильтра 30 к входу управляемого интегратора 32. Вычисление коэффициентов коррекции начинается в начале 50 очередной строки ТВ-сигнала и продолжается до последукппего цикла перемещения платформы 22 измерительных каналов

Ъ

Формула изобретения

1 ° Способ коррекции искажений телевизионных сигналов, включащий прием оптического сигнала объекта, разделение его ло .спектру на N составляющих со спектральными интервалами где i 1, 2, 3,..., N, преобразование Кажд((й i-й составляющей в х-й телевизионный сигнал а;, коррекцию N-1 телевизионных сигналов по формуле а.а ° -Ка ( н где j 1, 2, 3,..., И-1;

К вЂ” коэффициент коррекции, H преобразование скорректированных телевизионных сигналов в видимое иэображение,отличающийся тем, что, с целью ловьппения точности коррекции, после приема оптического сигнала объекта формируют путем раэделения иэ него измерительный оптический сигнал, полярнзациокно модулируют,разделяют ло спектру на 1(составляющих со спектральными интервалами 4(; и преобразуют каждую составляющую измерительного оптического сигнала в измерительный электрический сигнал U(ло которым вычисляют,N-1 коэффициеHTQB коррекЦ ° ции К

j Би

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что угол поля зрения

v.,ìåðHòåëüíîãî оптического сигнала формируют меньше угла поля эрения оптического сигнала объекта.

3. Способ ло п. 2, о т л и ч а юшийся тем, что производят сканирование полем зрения измерительного оптического сигнала в поле зрения оптического сигнала объекта, определяют максимальное эначение электрического измерительного сигнала

ПИ макс и фиксируют лоле зрения измерительного оптического сигнала в положении, соответствующем достижению максимального значения Бя макс

4. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее Н спектрозональных телевизионных каналов, каждый из которых включает оптически связанные светофильтр, входную диафрагму и формирователь (гелевизионного сигнала, выход которого подключен к входу усилителя телевизионного сигнала, выход которого является выхо-.. дом спектроэонального телевизионного канала, объектив, оптически связанный со светофильтрами всех спектрозональных телевизионных каналов, 0-1

1429917

9 фильтров нижних частот, входы которых соединены через соответствующие блоки вычитания с выходами соответствукицих спектроэональных телевизион5 ных каналов, распределитель сигналов, вход которого соединен с выходом И-ro спектрозональяого телевизионного канала, а выходы - с входами соответственно И-1 аттеяюаторов, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих блоков вычитания, тактовый генератор, формирователь сигналов управления разверткой по горизонтали, выход которого сое, : динен.с управляющими входами каждого ! формирователя телевизионного сигнала, 1 и блок регистрации, входи которого

I соединены с выходами соответствую, щих фильтров нижних частот, о т л и- gg (ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ! повышения точности спектрозональных измерений за счет более точной кор: рекции атмосферных искажений, в него

:, введены вращающийся поляризатор с

1 электромеханическим приводам, огра-

: ничитель поля зрения, оптическая сис, тема, N идентично выполненных измерительных каналов, астаящих яз последовательно .оптически связанных светофильтра измерительного канала„. фотоэлектрического преобразователя и соединеннога с ним усилителя измерительного канала, входной, проходяой, выходной коммутаторы я коммутатор памяти, паласовой фильтр, управляемый интегратор, аналого-цифровой преобразователь, N 1 блоков деления, И регистров хранения, платформа измерительных каналов с электромеханическим приводом, два датчика крайнего положения платформы, инвер-. тор импульсов перемещения платформы, формирователь управляющих импульсов вращения поляризатора и формирователь управляющих импульсов перемещения платформы, таймер, синхрогенератор, первый, второй и третий элементы памяти, первый и второй блок сравнения, причем ограничитель полн зрения оптически связан по входу 50 с объективом, а по выходу через вра. щающийся-поляризатор с электромеха- ническим приводом и оптическую систему оптически связан с входами И измерительных каналов, выходы ко-. Я торьк соединены с соответствующими входами входного коммутатора, при этом ограничитель поля. зрения, вращающийся поляризатор с электромеханическим приводом, оптическая система и И измерительных каналов закреплены va платф0рме измерительных каналов с электромеханическим приводом, выход входного коммутатора соединен через последовательно включенные паласовой фильтр, проходной коммутатор, управляемьй интегратор, аналого-цифровой преобразователь с входом выходного коммутатора, И выходов которого соединен с входами соответствующих регистров хранения, выходы N-1 регистров хранения соединены с первыми входами соответствующих блоков деления, вторые входы которых соединены с выходом И-го регистра хранения, а нх выходы — с управляющими входами соответствующих аттенюаторав, второй выход проходного коммутатора соединен с информационным входом первого элемента памяти, с вторым входом перво"

ro блока сравнения и с входом коммутатора памяти, выход первого элемента памяти соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которога соединен со стробирующими входами второго и третьего элементов памяти, информационные входы которых соединены с .соответствующими выходами коммутатора памяти, а выходы - с соответствующими входами второго блока сравнения, выход которого соединен с соответствующим аходом синхрагенератора, выход формирователя управляющих импульсов перемещения платформы соединен через последовательно включенный иивертор импульсов перемещения платформы с входом электромеханического привода платфармы,датчики. крайнего положения платформы механически саединень; с платформой измерительных каналов, à Нх выходы соединены с соответствующюли управляющими входами инвертара импульсов перемещения платформы и коммутатора памяти, вход электромеханнческага привода вращающегося поляризатора соединен с выходом формирователя управляющих им пульсов вращения поляризатора, выходы таймера и тактового генератора соединены с соответствующими входами сияхрагенератора, соответствующие выходы которого соединены с синхрониэирующими входами формирователей сигналов управления разверткой по горизонтали, вращения поляризатора и переме-.!

16299 П щения платформы, входного, проходного и выходного коммутаторов, К- ) блоков деления, М регистров хранения, управляемого интегратора, аналого цифрового преобразователя и трех элементов памяти.

Составитель А.Прозоровский

Редактор T.Çóáêîâà Техред Л.Сердюкова Рхорректор И.Демчик

Тираж 379 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж"35, Рауаская иаб., д. 4/5

Заказ 3443

Ъ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4