Устройство формирования сигнала изображения

 

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повышение качества формирования сигнала изображения. Устр-во содержит синхрогенератор 1, .согласующие усилители 2, 3 и 4, датчик 5 видеосигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5 ) 4 Н 04 N 3/14 Ржз 8пР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4262027/24-09 (22) 12.06.87 (46) 07.12.88. Бюл. 1Ф 45 (72) В.А.Стаценко, А.И.Кириллов, А.В.Балягин и А.П.Афанасьева (53) 621.397.3(088.8)

;(56) Техника кино и телевидения, 1977, У 6, с. 54.

ÄÄSUÄÄ 1443204 А1 (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНА-.

ЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к теле видению. Цель изобретения — повышение качества формирования сигнала изображения. Устр-во содержит синхрогенератор 1, согласующие усилители 2, 3 и .4, датчик 5 видеосигнала

1443204 на приборах с зарядовой связью, видеоусилитель 6, формирователь 7 импульсов конца кадра, делитель 8 частоты импульсов, фильтр 9 верхних частот, дифференциальный усилитель

10, компаратор 11, эл-т И 12, блок сравнения 13, управляемые источники

14, 15, 16 и 17 напряжения, формирователь 18 сигналов управления, блок выбора 19 строки, регистр 20 сдвига и блок управления 21. Принцип работы устр-ва формирования сигнала иэображения основан на автоматической регулировке напряжений, управляюИзобретение относится к телевидению и может быть использовано в телевизионных системах с датчиками видеосигнала на приборах с зарядовой связью.

Цель изобретения — повышение качества формирования сигнала изображения.

На фиг. i представлена электрическая структурная схема устройства фор- 10 мирования сигнала изображения; на фиг. 2 — схема .блока сравнения, на фиг. 3 — схема управляемого источника напряжения; на фиг. 4 -схема формирователя сигналов управления; на фиг. 5 — схема блока управления; на фиг, 6 и 7 — временные диаграммы, поясняющие их работу.

Устройство формирования сигнала изображения (фиг. 1) содержит синх- 20 рогенератор 1, первый, второй и третий согласующие усилители 2-4, датчик 5 видеосигнала на приборах с зарядовой связью (ПЗС), видеоусилитель 6, формирователь 7 импульсов конца кадра, делитель 8 частоты импульсов, фильтр 9 верхних частот,дифференциальный усилитель 10, компаратор 11, элемент И 12, блок 13 сравнения, первый, второй, третий, чет- 30 вертый управляемые источники 14-17 напряжения, формирователь 18 сигналов управления, блок 19 выбора стро" ки, регистр 20 сдвига, блок 21 управления, вход 22 управления, первый и щих работой датчика 5 в процессе калибровки, которая производится как при перестройке режимов работы датчика 5 (телевизионный, малокадровый), так и при работе в определенном режиме. Цель достигается за счет обеспечения точности калибровки при анализе видеосигнала путем учета его шумовой составляющей. Устр-во по пп. 2, 3 и 4 ф-лы отличается выполнением блока сравнения 13, источников 14, 15, 16 и 17 и формирователя 18. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

2 второй входы 23 и 24 кодов превышения опорного сигнала.

Блок 13 сравнения (фиг. 2) содержит счетчик 25 импульсов, первый и второй компараторы 26 и 27 кодов, первый и второй RS-триггеры 28 и 29, элемент И 30.

Управляемый источник напряжения (фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 31, реверсивный счетчик 32, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 33, усилитель 34, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 35, Т-триггер 36.

Формирователь 18 сигналов управления (фиг ° 4) содержит первый элемент ИЛИ 37, элемент НЕ 38, второй элемент ИЛИ 39, D-триггер 40, третий элемент ИЛИ 41, T-триггер 42.

Блок 21 управления (фиг. 5) содержит компаратор 43 кодов, D-триггер

44, RS-триггер 45, счетчик 46.

Устройство формирования сигнала изображения работает следующим образом.

Принцип работы устройства формирования сигнала изображения основан на автоматической регулировке напряжений, управлякхцих работой датчика

5 в процессе калибровки, которая производится как при перестройке режимов работы датчика 5 (телевизионный. малокадровый), так и при работе в определенном режиме, при этом для обеспечения точности калибровки при

14 анализе видеосигнала производится учет его шумовой составляющей.

Калибровка устройства формирования сигнала изображения производится при помещении перед датчиком 5 испытательной таблицы в виде изображения белой полосы на черном фоне перпендикулярно линии, разделяющей секции накопления и памяти. Изображение таблицы проецируется на секцию накопления датчика 5.

Установка испытательной таблицы при калибровке может производиться блоком механических устройств при включении устройства формирования

1сигнала изображения, при этом на выходе компаратора 43 кодов устанавливается уровень логической единицы, при котором перед датчиком 5 блоком механических устройств устанавливается испытательная таблица.

На вход 22 устройства формирования сигнала изображения подается код, определяющий режим работы синхрогенератора 1. На первые входы второго, третьего и четвертого управляемых источников 15-17 напряжений подаются коды чисел, соответствующие уровням напряжений с выходов первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников 14-17 напряжений, при которых начинается настройка устройства формирования сигнала изображения. На первый вход реверсивного счетчика 32 первого управляемого источника 14 напряжения подается код числа, соответствующий напряжению, с которого начинается привязка видеосигнала к пороговому уровню V„, . При смене кода на входе 22 управления устройства формирования сигнала на первом выходе блока 21 управления в течение первого кадра формируется сигнал . уровня логической единицы, при котором производится установка начальных напряжений с выходов первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников 14-17 напряжения.

При сигнале уровня логического нуля на первом и втором выходах блока 21 управления производится автоматическая установка напряжений секции накопления, секции памяти и выходного регистра датчика 5, при которых минимальна неэффективность переноса заряда ПЭС. При сигнале уровня логической единицы на втором выходе

43204

4 блока 21 управления напряжения на выкодах управляемых источников напряжения фиксируются.

После окончания процесса квлибровЬ ки испытательная таблица убирается блоком механических устройств.

Устройство формирования сигнала изображения в процессе калибровки работает следующим образом.

Синхрогенератор 1 формирует сигналы управления первым, вторым и третьим согласующими усипителями

2-4, которые управляют секцией накопления, секцией памяти и выходным регистром датчика 5, кадровые гасящие импульсы (фиг. ба, 7а), поступающие на входы формирователя 7 импульсов конца кадра, блока 19 выбора

20 строки, формирователя .18, блока 21 управления, входы первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников 14-17 напряжений, а также строчные гасящие импульсы (фиг.бб), 25 поступающие на вход блока 19 выбора строки.

Формирователь. 7 импульсов конца

1 кадра формирует импульсы конца кадра (фиг. бв), поступаницие на вход

З0 блока 13 сравнения. Блок 19 выбора строки формирует импульсы исследуемых строк изображения (фиг. бг), поступающие на вход элемента И 12. Третий согласующий усилитель 4 формирует тактовые импульсы (фиг. бд), которые поступают с второго выхода третьего согласующего усилителя 4 на вход элемента И 12, причем каждый.импульс соответствует элементу изобра40 жения датчика 5 видеосигнала на ПЗС.

Видеосигнал (фиг. бе) с выхода датчика 5 через видеоусилитель 6 поступает на фильтр 9 ° Продифференцированный видеосигнал (фиг. бж) с выхода

45 фильтра 9 поступает в дифференциальный усилитель 1О и с его выхода на компаратор 11, на другой вход которого подается опорный сигнал V

При превышении уровня видеосигнала опорного сигнала Ч„„„ на выходе компаратора 11 вырабатывается сигнал уровня логической единицы (фиг. бз), поступаниций на первый вход элемента

И 12, на вход которого поступают также импульсы из блока 19 выбора строки (фиг. бг) и импульсы с второго выхода третьего согласующего усилителя 4 (фиг. бд). С выхода элемента

И 12 на вход блока 13 сравнения пос1443204 тупают импульсы, количество которых равно количеству элементов исследуемого фрагмента изображения, приращение видеосигнала в которых больше заданного порогового уровня V„

ПОР (фиг. би) .

На первый вход 23 подается код числа, равного количеству элементов изображения, приращение видеосигнала с которых превышает опорный сигнал

V„ а на второй вход 24 подается аоР код числа, равного допустимому числу элементов изображения, приращение видеосигнала с которых может превысить уровень сигнала опорного V„, .

На первые входы реверсивных счетчиков 32, второго, третьего и четвертого управляемых источников 15-!7 напряжений подаются коды чисел, соответствующие исходным напряжениям секции накопления памяти и выходного регистра, датчика 5, с которых начинается настройка устройства формирования сигнала изображения.

Дальнейшую работу устройства формирования сигнала изображения можно разделить .на три цикла.

Во время первого цикла происходит автоматическая установка оптимального напряжения первого согласующего усилителя 2, управляющего работой секции накопления датчика 5.

Если в течение кадра количество импульсов, поступающих на первый вход блока !3 сравнения, больше чисел, установленнык на первом и втором входах 23 и 24 (фиг. би, период Т1), то на его втором и первом выходах в моменты времени г,, с (фиг. бн, м, к, л, период Т1) установится состояние логической единицы, а на третьем выкоде в момент времени с (фиг. бо, период Т1) установится состояние логического нуля. На первом выходе формирователя 18 состояние логического нуля не изменится (фиг. 7е, период

Т1), на втором его выходе установится состояние логической единицы (фиг.7в, период Т1), а на третьем выходе в момент времени t (фиг. 7б, период

Т1) установится — состояние логического нуля. Во время кадрового гасящего импульса (фиг. ба, 7а) первый управляемый источник 14 напряжения уменьшит напряжение на втором входе дифференциального усилителя 10 (фиг.

7ж, период Т1), тем самым уменьшая велиЧину постоянной составляющей

55 второго управляемого источника 15 напряжения возрастает (фиг. 7з, период TÇ).

После изменения напряжения на выходе второго управляемого источна выходе дифференциального усилителя 10 и привязывая вершину импульсов видеосигнала к уровню порогово5 го напряжения U„..

Если в течение кадра количество импульсов, поступающих на первый вход блока 13 сравнения, меньше чисел, установленных на первом и вто10 ром входах 23 и 24 (фиг. би, период

Т2), то на его первом, втором и третьем выходах установится состояние логического нуля (фиг. бн, м, о).

На первом выходе формирователя 18

15 состояние логического нуля не изменится (фиг. 7е, период Т2). На втором выходе формирователя 18 установится состояние логической единицы (фиг. 7в, период Т2), а на тре20 тьем выходе в момент времени с, (фиг. 7б, период Т2) установится состояние логического нуля. Во время кадрового гасящего импульса первый управляемый источник 14 напряжения увеличит напряжение на входе дифференциального усилителя 10 (фиг. 7ж, период Т2), привязывал вершину импульсов видеосигнала к уровню порогового напряжения U

30 Если в течение кадра количество импульсов, поступающих на первый вход блока 13 сравнения, больше числа, установленного на первом входе

23, но меньше числа, установленного

З5 на втором входе 24 (фиг. би, период

ТЗ), то на первом выходе блока !3 сравнения установится состояние логического нуля (фиг. бн, период ТЗ), а на втором и третьем выходах блока !

0 13..сравнения в момент с (фиг. 6, м, о, период TÇ) установится состояние логической единицы. На первом выходе формирователя 18 сохранится состояние логического нуля (фиг.7е,,15 период ТЗ), íà его третьем выходе установится состояние логической единицы (фиг. 7б, период TÇ), а на втором выходе формирователя 18 в момент времени t< (фиг ° 7в, пе50 Риод TÇ) Установится состояние логического нуля. Напряжение на выходе первого управляемого источника

14 напряжения не изменится (фиг.7ж, период ТЗ), а напряжение на выходе

1443204

Если в течение следующего кадра количество импульсов, поступивших . на первый вход блока 13 сравнения, больше числа, установленного на первом входе 23„ но меньше числа, установленного на втором входе 24 (фиг. би, период T5), то на втором (фиг. бм, период Т5) и третьем (фиг. бо,.период T5) выходах блока

13 сравнения в момент. времени с„ установится состояние логической единицы, а на его первом выходе — состояние логического нуля (фиг.бн, период T5).

Состояние на первом выходе формирователя 18 не изменится (фиг. 7е, период Т5), на втором выходе формирователя 18 в момент времени t< установится состояние логического нуля (фиг. 7в, период Т5), а на третьем выходе — состояние логической едини-

1 цы (фиг. 7б, период T5). Второй управляемый источник 15 напряжения производит дальнейшее изменение напряжения в направлении, в котором оно изменялось впредыдущем кадре.

35 ника 15 напряжения во время следующего кадра производится анализ видеосигнала с выхода датчика 5.

Если в течение следующего кадра количество импульсов, пос гупивших на первый вход блока 13 сравнения, больше чисел, установленных на первом 23 и втором 24 входах (фиг. би, период Т4), то на втором и первом выходах блока 13 в моменты времени

t и с установится состояние логической единицы (фиг. бм, н, период

Т4), а на третьем выходе в момент времечи t — состояние логического нуля (фиг. бо, период Т4).

Логическое состояние на первом выходе формирователя 18 не изменится (фиг. 7е, период Т4) и второй управляемый источник 16 напряжения 20 не изменит направления изменения напряжения (фиг. 7з, период Т4).

На втором выходе формирователя 18 установится состояние логической единицы (фиг. 7в, период Т4), а на его 25 третьем выходе в момент времени t> состояние логического нуля (фиг.7б, период Т4), и после привязки вершины импульса к уровню П производится дальнейшее изменение йапряжения í Зр .том же направлении, в котором оно изменилось в предыдущем кадре.

Если в течение следующего кадра количество импульсов, поступающих на первый вход блока 13 сравнения, меньше чисел, установленных на первом и втором входах 23 и 24 (фиг. би, период Тб), то на его первом, втором и третьем выходах установится состояние логического нуля (фиг. бн, м, о, период Тб). Состояние на первом выходе формирователя IS в момент времени с изменится на противоположное

3 (фиг. 7е, период Тб) и второй управляемый источник 15 напряжения изменит направление изменения напряжения на противоположное. На втором выходе формирователя 18 установится состояние логической единицы (фиг. 7в, период Тб), а на третьем выходе в момент времени t„ — состояние логического нуля (фиг. 7б, период Тб)и после привязки вершины импульса к описанному уровню U производится дальней0Р шее изменение напряжения в направлении, противоположном направлению, в котором напряЖение изменялось в предыдущем кадре. При достижении оптимального напряжения секции накопления датчика 5 изменения напряжения в большую и меньшую сторону от оптимального, производимого вторым управляемым источником 15 напряжения, приводят к формированию импульсов, поступающих на вход делителя 8 частоты импульсов. Делитель, вход которого подключен к первому выходу формирователя 18, фиксирует изменения состояния первого выхода формирователя 18. При определенном количестве поступивших импульсов, определяемых коэффициентом деления делителя 8, последний формирует импульс, поступакиций в регистр 20 сдвига, который запрещает работу второго управляемого источника 15 напряжения и разрешает работу третьего управляемого источника 16 напряжения путем подачи на шестой вход второго управляющего источника 15 напряжения логической единицы, а на шестой вход третьего управляемого источника 16 напряжения логического нуля.

Устройство формирования сигнала изображения переходит к следующему циклу работы, во время которого производится автоматическая установка оптимального управляющего напряжения третьего согласующего усилителя 4, 1443204 управляющего работой выходного регист ра датчика 5.

Управляющее напряжение из четвертого управляемого источника 17 напряжения поступает на второй вход третьего согласующего усилителя 4. При

I достижении максимальной крутизны черно-белого перепада видеосигнала делитель 8 при определенном количестве поступивших импульсов формирует сигнал логической единицы, поступающий в регистр 20, о запрете работы четвертого управляемого источника 17 напряжения и сигнал логичес:кого нуля о разрешении работы второго управляемого источника 15 напряжения ..

При определенном количестве импульсов, поступивших на третий вход блока 21 управления и определяемых коэффициентом пересчета счетчика 46 блока 21 управления, на втором выходе блока 21 управления формируется .сигнал уровня логической единицы, который прекращает калибровку устройства и фиксирует установленные управляющие напряжения секции накопления, памяти и выходного регистра датчика 5. При этом на выходе компа ратора 43 формируется сигнал уровня логического нуля, при котором производится снятие испытательной таблицы и переход от режима калибровки в рабочий режим. дифференциальный усилитель, компаратор, элемент И и блок сравнения, а также блок управления, формирователь сигналов управления, делитель частоты импульсов, регистр сдвига, блок выбора строки, формирователь импульсов конца кадра и первый, второй, третий и четвертый управляемые источники напряжения, при этом четвертый выход синхрогенератора соединен с входом формирователя импульсов конца кадра и с первыми входами блока

ыбора строки, формирователя сигнаов управления, первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения и блока управ.— ления, второй вход которого объединен

15 с входом синхрогенератора и является входом управления устройства формирования сигнала изображения, пятый выход синхрогенератора соединен с вторым входом блока выбора строки, выход которого соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с вторым выходом третьего согласующего усилителя, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов конца кадра, третий и четвертый входы блока сравнения являются соответственно первым и вторым входами кодов превышения опорного сигнала, первый выход соединен с вторым входом первого уп-, равляемого источника напряжения, а второй и третий выходы блока сравнения соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя сигна. лов управления, первый выход котороФормула изобретения го соединен с входом делителя частоты импульсов и с вторыми входами второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения, второй выход соединен с третьими входами второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения,а третий выход

/ соединен с третьим входом первого управляемого источника напряжения, четвертый вход которого объединен с четвертыми входами второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения и соединен с первым выхового управляемого источника напряжения объединены с пятыми входами вто1. Устройство формирования сигнала изображения, содержащее последо- дб вательно соединенные датчик видеосигнала на приборах с зарядовой связью и видеоусилитель, выход которого является выходом устройства формирования сигнала изображения, первый, второй и третий согласующие усилители и синхрогенератор, первый, второй и третий выходы которого через одноименные согласующие усилители соединены соответственно с входом секции накопления, входом секции памяти и входом выходного регистра датчика видеосигнала на приборах с зарядовой связью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, дом блока управления, третий вход кочто, с целью повышения качества фор- 55 торого объединен с входом сдвигового мирования сигнала изображения, вве- регистра и соединен с выходом делитедены последовательно соединенные ля частоты, пятьй и шестой входы перфильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом видеоусилителя, 1443204

l ? рого, третьего и четвертого управляемых источников напряжения и соединены с вторым выходом блока управления, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя, шестой вход второго управляемого источника напряжения соединен с первым выходом регистра сдвига, второй и третий выходы которого соединены с шестыми входами соответственно третьего и четвертого управляемых источников напряжения, выходы второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения соединены с вто-15 рыми входами соответственно первого, второго и третьего согласующих усилителей.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок срав- 2р нения содержит счетчик импульсов, первый вход которого является первым входом блока сравнения-, первый и второй компараторы кодов, первые входы которых являются соответственно третьим 25 и четвертым входами блока сравнения, а вторые входы объединены и соединены с выходом счетчика импульсов, первый RS-триггер, S-вход которого соединен с выходом первого компаратора 30 кодов, а прямой выход является первым выходом блока сравнения, второй RS-триггер, S-вход которого соединен с выходом второго компаратора кодов, а R-вход объединен с R-входом первого RS-vperrepa с вторым входом счетчика импульсов и является вторым входом блока сравнения, и элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго RS-триггера и 4р является вторьж выходом блока сравнения, второй вход соединен с инверсным выходом первого RS-триггера, а выход является третьим выходом блока сравнения. 45

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что управляемый источник напряжения содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик, первый вход которого является входом эадания кода, цифроаналоговый преобраэователь и усилитель, выход которого является выходом управляемого источника напряжения, элемент ИЛИ, первый, второй и третий входы которого являются соответственно шестым, третьим и пятым входами управляемого источника напряжения, а выход соединен с вторым входом реверсивного счетчика, третий и четвертый входы которого являются соответственно первым и четвертым входами управляемого источника напряжения, а также последовательно соединенные

Т-триггер, вход которого соединен с вторым выходом реверсивного счетчика, и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого является вторым входом управляемого источника напряжения, а выход соединен с пятым входом реверсивного счетчика.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь сигналов управления содержит последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, первый вход которого является третьим входом формировате-. ля сигналов управления, а выход является третьим выходом формирователя сигналов управления, элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, выход которого является вторьж выходом формирователя сигналов управления,D-триггер, третий элемент ИЛИ, второй вход которого объединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ и

D-триггера и является первым входом формирователя сигналов управления, а третий вход третьего элемента ИЛИ является вторьм входом формирователя сигналов управления, и T-триггер, выход которого является первым выходом формирователя сигналов управления.

1443204

1443204

1443204

4Ь1. 7

Составитель Э.Борисов

Редактор Л.Зайцева Техред П„0лийи к

Корректор И.Муска

Заказ 6398/56

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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