Датчик сигналов цветного телевидения

 

Изобретение относится к телевизионной технике и м.б. использовано в системах вещательного и прикладного телевидения. Цель изобретения - повышение качества цветопередачи путем увеличения отношения сигнал/шум. В устр-во введены светофильтр 3 сине-зеленого цвета, четвертьй оптоэлектрический преобразователь 9, блок 12 вычисления производных, три линии зедержки 13, 16, 19, фильтр нижних частот 15 два вычитателя 22 и 23, ограничитель 25 нижнего уровня, сумматор 27, экстраполятор 28, блок 29 взвешенного суммирования, детектор 30. Для повышения отношения сигнал/шум предлагается на выходе датчика вместе с основньм синим сигналом формировать дополнительный сине-зе- - леньй, чувствительность в котором оптоэлектрических преобразователей выше , чем в синей области, путем применения цветоделительной оптики со § спектральной характеристикой, имеющей максимум чувствительности в сине-зе- (/ леной области оптического излучения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

08 А1 (19) (11) (51) 4 Н 04 N 5/225

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4149811/24-09 (22) 18. 11. 86 (46) 07. 12. 88. Бюл. № 45 (71) Московский электротехнический институт связи (72) В.Н.Безруков, И.А.Головенкин и П.А.Кулагин (53) 621.397.61:621.397.132(088.8) (50) Техника кино и телевидения, 1981, ¹ 6., с. 31, рис. 4. (54) ДАТЧИК СИГНАЛОВ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ (57) Изобретение относится к телевизионной технике и м.б. использовано в системах вещательного и прикладного телевидения. Цель изобретения— повьппение качества цветопередачи путем увеличения отношения сигнал/шум.

В устр-во введены светофильтр 3 сине-зеленого цвета, четвертый оптоэлектрический преобразователь 9, блок 12 вычисления производных, три линии зедержки 13, 16, 19, фильтр нижних частот 15, два вычитателя 22 и 23, ограничитель 25 нижнего уровня, сумматор 27, экстраполятор 28, блок

29 взвешенного суммирования, детектор 30. Для повьппения отношения сигнал/шум предлагается на выходе датчика вместе с основным нсиним сигналом формировать дополнительный сине-зеленый, чувствительность в котором оптоэлектрических преобразователей выше, чем в "синей" области, путем применения цветоделительной оптики со спектральной характеристикой, имеющей максимум чувствительности в сине-зеленой области оптического излучения.

1 ил.

1443208

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в системах вещательного и прикладного телевидения.

Цель изобретения — повышение качества цветопередачи путем увеличения отношения сигнал/шум.

На чертеже представлена структурная электрическая схема датчика сигналов цветного телевидения

Датчик сигналов цветного телевицения содержит светофильтр 1 красного цвета„ светофильтр 2 зеленого цвета„ светофильтр 3 сине-зеленого цвета, светофильтр 4 синего цвета, первый и второй оптические нейтральные фильтры 5 и 6, первый, второй, четвертый и третий оптоэлектрические преобразователи 7-10, блок 11 разверток, блок 12 вычисления производных, пер— вую линию 13 задержки, первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ) 14 и 15, вторую линию 16 задержки, первый и второй блоки 17 и 18 нелинейно- 25 го усиления, третью линию 19 задержки, первый и второй ограничители 20 и 21 верхнего уровня., первый и второй вычитатели 22 и 23, первый и второй ограничители 24 и 25 нижнего уров30 ня, первый и второй сумматоры 26 и

27, экстраполятор 28, блок 29 взвешенного суммирования, детектор 30.

Датчик сигналов цветного телевидения работает следующим образом.

Формирование цветовых сигналов

35 производится путем деления входного потока оптического излучения на четыре частичнх потока с помощью светофильтров 1-4. При этом на вход оп40 тозлектрических преобразователей

7-10 приходят потоки длинноволнового (красного), средневолнового (зеленого) и коротковолнового (сине-зеленого и синего) поддиапазонов входного излучения. Каждый частичный поток независимо от остальных преобразуется в электрический сигнал в соответствующих оптоэлектрических преобра7-10, с выходов которых снимаются цветовые сигналы. Для получения информации о пространственном распределении энергии излучения в каждом частичном потоке в оптоэлектрических преобразователях осуществляется пространственное сканирова( ние с помощью электрических сигналов, формируемьи в блоке 1! развертки, которые поступают на электрические входы оптозлектрических преобразователей.

Значение сигнала синего Е (г) рассчитывается по формуле Тейлора, которую в данном случае можно записать в виде

Eâ (t) = E (t) + a(E(t) +

+ KzE(" (t) (1) где К, и К вЂ” постоянные коэффициенты.

Из формулы видно, что в идеальном случае, когда первая и вторая производные сигнала Е (t) не содер6 жат шумов, то уровень шумов в расчитанном сигнале синего E (t) onpeЬ деляется уровнем шумов в зеленом канале. Однако по формулам численного дифференцирования имеем

И Г 1

Е (с) = -1 — Е (t) + Е (t) +

3 -ч 6

+-Е() К, ) (2) 1 где К = -- — постоянные коэффициf енты, — Е -4 ) — г ) (i) Г 2

1

+ — E<(t) К (3) 1 где К = — -- — постоянные коэффи(aA)2 циенты.

То есть уровень шумов в первой и второй производных определяется уровнем шумов в красном, зеленом и синезеленом каналах. Для уменьшения шумов в рассчитанном синем сигнале

Е (t) применена нелинейная обработЬ ка сигналов первой и второй производных, которая позволяет увеличить в них отношение сигнал/шум. Применение нелинейной обработки возможно потому, что человеческий глаз менее чувствителен к нелинейным искажениям цвета в синей области, чем к шумам, проявляющимся в этом цвете.

Работа узлов нелинейной обработки сигналов первой и второй производных состоит в следующем.

Каналы нелинейной обработки первой и второй производных идентичны, поэтому можно рассмотреть один из них. Сигнал производной (например, второй) с выхода блока 12 вычисления производных, который реализует операции их вычисления (2) и (3), постулает на второй ФНЧ !5, который выделяет нижние составляющие сигнала пер1443208

55 вой производной. С выхода второго фильтра ФНЧ 15 низкочастотная часть сигнала поступает на последовательно соединенные блок 18 нелинейного уси- ления и ограничитель 21 верхнего уровня. С выхода ограничителя 21 низ.— кочастотная часть сигнала поступает на первый вход второго вычитателя

23, на другой вход которого через третью линию 19.задержки поступает сигнал второй производной в полной полосе частот, В результате вычитания из полного .сигнала низкочастотной.части на выходе вычитателя получается высокочастотная часть сигнала второй производной. Такое построение позволяет обрабатывать раздельно низкочастотную и высокочастотную части сигнала производной и избежать фазовых искажений при их суммировании для получения полного обработанного сигнала. Высокочастотная часть с выхода второго вычитателя 23 поступает на второй ограничитель 29 нижнего уровня. Второй ограничитель 25 нижнего уровня позволяет улучшить отношение сигнал/ шум в высокочастотной части производной благодаря тому, что эта часть сигнала представляет собой импульсы достаточно малой длительности, а шумовая составляющая находится у основания этих импульсов. Поэтому путем ограничения снизу можно значительно уменьшить шумовую составляющую высокочастотной части сигнала производной, улучшив тем самым отношение сигнал/шум в ней. Обработанная таким образом высокочастотная часть сигнала производной поступает на первый вход второго сумматора 27, на второй вход которого поступает обработанная часть (низкочастотная) этого сигнала. На выходе второго сумматора 27 получается таким образом полный сигнал второй производной с лучшим соотношением сигнал/шум, чем на выходе блока 12 вычисления производных. Аналогичным образом обрабатйвается сигнал первой производной в первом ФНЧ 14, первом блоке 17 не,линейного усиления, первом ограничителе 20 верхнего уровня, первом ограничителе 24 нижнего уровня и первом сумматоре 2б.

Сигналы второй и первой производной подаются на второй и третий входы экстраполятора 28, на первый вход

45 которого подается сигнал зеленого

Е (t). Экстраполятор 28 осуществляет операцию вычисления сигнала синего

Е (t) по формуле (1).

С выхода экстраполятора 28 рассчитанный сигнал синего подается на первый вход блока 29 взвешенного суммирования, на второй вход которого подается через первую линию 13 радержки сигнал синего с оптоэлектрического преобразователя 10. Блок 29 взвешенного суммирования осуществляет операцию, которая описывается выражением

Еь(Г) = К Ез (t) + К Ез(t) (4) где Е и К вЂ” изменяемые коэффициенты, но в любом случае выполняется условие К + К4 = 1.

Изменение коэффициентов Кз и К происходит под действием управляющего сигнала, поступающего на управляющий вход блока 29 взвешенного суммирования. Управляющий сигнал снимается с выхода детектора 30, на вход которого подается сигнал второй производной с выхода блока 12 вычисления производных. Применение управляемого блока 29 взвешенного суммирования позволяет в зависимости от реального объекта наблюдения автоматически переходить от рассчитанного сигнала синего Е (с) к сигналу Еь(с), полученному с оптоэлектрического преобразователя 10, либо к их взвешенной сумме.- Так, если сигнал второй разностной производной будет равен О, что говорит о равномерном спектральном распределении отраженной лучистой энергии наблюдаемого объекта, то погрешность восстановления сигнала синего E> (t) будет равна О, коэффициент К в формуле (4) также равен О, а К = 1, тогда Еэ(с) = Е (t), т.е. рассчитанный сигнал синего будет выходным цветовым сигналом. В другом крайнем случае, когда вторая производная максимальная, что говорит о большой неравномерности функции распределения лучистой энергии Р(),погрешность восстановления также максимальна, коэффициент К = О, К = 1. При этом Е (с) = Ез(с), т.е. выходным цветовым сигналом является сигнал синего, полученный с оптоэлектрического преобразователя 10.

Формула изобретения

Датчик сигналов цветного телевидения, содержащий светофильтр красСоставитель И.Грацианская

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Ланчакова

Редактор Л.Зайцева

Заказ 6398/56 Тир,аж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного цвета, оптически соединенный через первый оптический нейтральный фильтр с первым оптоэлектрическим преобразователем, выход которого является выходом цветового сигнала

Е, ссввееттоаффииллььттр р ззееллеенноагго а ццввееттаа, оптически соединенный через второй оптический нейтральный фильтр с вторым оптоэлектрическим преобразователем, выход которого яьляется выходом цветового сигнала Е, светофильтр синего цвета„ оптически соединенный с третьим огтоэлектричес ким преобразователем, к электричес-. кому входу которого подключены электрические входы первого и второго оптоэлектрических преобразователей и выход блока разверток, а также первый фильтр нижних частот (ФНЧ),. первый и второй блоки нелинейного усиления, первый и второй ограничители верхнего уровня и первый огра. ничитель нижнего уровня, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью .повышения качества цветоперадачи путем увеличения отношения сигнал/ шум, введены последовательно соединенные экстраполятор, к первому входу которого подключен выход второго оптоэлектрического преобразователя, и блок взвешенного суммирования„ вы-ход которого является выходом цветового сигнала Еь, блок вычисления производных второй фильтр нижних частот, включенный между первым выходом блока вычисления производных и входом второго блока нелинейного усиления, выход которога соединен с входом второго ограничителя верхнего уровня, оптически соединенные светофильтр сине-зеленого цвета и четвертый аптоэлектрический преобразователь, к электрическому вхоцу кото43208 6 рого подключен выход блока разверток, а выход четвертого оптоэлектрического преобразователя соединен с первым входом блока вычисления производных, к второму и третьему входам которого подключены выходы первого и второго оптоэлектрических преобразователей, первая линия эа1О держки, включенная между выходом четвертого оптоэлектрического преобразователя и вторым входом блока взвешенного суммирования, к управля ошему входу ко= орого подключен первый выход блока вычисления производных через введенный детектор, последовательно соединенные вторая линия задержки, к входу которой подключен.: вход первого фильтра нижних частот и второй выход блока вычисления производных„ и первый вычитатель, выход которого соединен с входом первого ограничителя нижнего уровня, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, к другому входу которого подключены второй гход первого вычитателя и выход первого ограничителя .верхнего уровня, к входу которого подключен выход первого фильтра нижних частот через первый блок нелинейного усиления, а также последовательно соединенные третья линия задержки, к входу которой подключен первый выход блока вычисления производных,вто3 рой вычитатель, второй ограничитель нижнего уровня и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом экстраполятора, к третьему входу д которого подключен выход первого сумматора, при этом к второму входу второго вычитателя подключены второй вход второго сумматора и выход второго ограничителя верхнего уровня.