Способ формирования сигнала изображения
Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах технического зрения, построенных на основе датчиков изображения на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Цель изобретения - расширение диапазона регулировки спектра пространственных частот сигнала изображения. Сущность данного способа заключается в том, что сигнал изображения получают путем формирования межкадровой разности сигналов расфокусированных изображений с ПЗС путем ненаправленного растекания зарядовых пакетов. Степень растекания зарядовых пакетов регулируют за счет чередований процессов накопления зарядовых пакетов в секции накопления ПЗС и ненаправленного растекания зарядовых пакетов, производимых подачей регулируемых по длительности импульсов ископления на накапливающие электроды и все электроды секции накопления ПЗС. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (1)5 Н 04 N 5/335
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (2!) 4412354/24-09 (22) 15.04.88 (46) 23.06.90. Бюл. Р 23 (72) E.À.Стаценко, О.Е.Добронравов и С.И.Верещагин (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
II - 1157703, кл. Н 04 N 5/14, 1983, (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА
ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах технического зрения, построенных на основе датчиков изображения на приборах с зарядовой связью (ПЗС).
Цель изобретения — расширение диапаИзобретение относится к телевидению и может быть использовано в системах технического зрения, построенньтх на основе датчиков изображения на приборах с зарядовой связью (ПЗС).
Цель изобретения — расширение диапазона регулирования спектра пространственных частот сигнала изображения.
На фиг ° 1 представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ формирования сигнала изображения; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройстваа.
Устройство, реализующее способ формирования сигнала изображения содержит синхрогенератор 1, формирователь 2 фаз памяти, формирователь 3 эона регулировки спектра пространственных частот сигнала изображения.
Сущность данного способа заключается в том, что сигнал изображения получают путем формирования межкадровой разности сигналов расфокусированных изображений с ПЗС путем ненаправленного растекания зарядов пакетов. Степень растекания зарядовых пакетов ре- гулируют за счет чередований процессов накопления зарядовых пакетов в секции накопления ПЗС и ненаправленного растекания зарядовых пакетов, производимых подачей регулируемый по длительности импульсов ископления па накапливающие электроды и все элект-. роды секции накопления ПЗС. 2 ил ° фаз накопления, первый 4 и второй 5 блоки памяти, аналого-цифровой преобразователь 6 (AIIII), сумматор 7, формирователь 8 фаз выходного регистра, датчик 9 на приборе с зарядовой связью, усилитель 10 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 11.
Способ формирования сигнала изображения заключается в следующем.
Если спектр исходного изображения
В (Сд ; Сд, ), где Я„; (3 — пространственные час готы изображения по двум координатным осям, то спектр изображения С (Я„, Я ), полученного в результате чередования процессов накопления зарядовых пакетов ПЗС вЂ” датчика изображения и процессов ненаправленного растекания зарядовых пакетов, определяется по формуле
55 с(ы„
Тг
Т где Т,,Т Ти длительности импульсов накопления; длительности имtq9 а. ° °
И т- КТ;
Иэ (1) спектр жения
3 15735
-k(4,+t „,+„)ю„ Т
k(4,а4 +,., +1„)у„ е +а ° ° +
-ИИ 191»
+ «» е В(4)у 9 Q ) 9 пульсов, в течение которых производится ненаправ- 1I5 ленное растекание зарядовых пакетов; — общее время. накопления зарядов пакетов (9ремя кадра о телевизионного иэображения); коэффициент пропорциональьости9 — пространственная
25 частота по координате, вдоль которой происходит ненаправленный перенос зарядовых пакетов. разностного иэобраА(Я„, Я ) = В(Я,, I)>) Х
«(" < а
Т„ для первого кадра иэображения и
2 2
Т, T2 T для Второго Карра
1 И изображения) промежутков времени и 45 процессов ненаправленного растекания зарядов (в течение для первого и t1jt2 „...1 „ для второго кадров иэображения) в течение регулируемых промежутков времени. 5О
Требуемая пространственно-частотная характеристика 1)(Яу) по пространственно"частотной оси Q аппроксиХ мируется суммой гауссоид: 55
D(Q) = "т а е
g;Ях
-I
В,„г
1 е 1 ) х (3)
).1 где а;,Ь, af, 6 ь О.
Если выбрать положительные коэф1 1
T Тг T„ фициенты -- -- ... --" в (2)
Т Т Т равными соответственно а „, а, а . а„в (3), а отригцательные козффицит, т Т„ ент 1 —; — ; — в (2) равными соТ Т ответственно Ь19Ъ,b>... ° 9Ü„, а также выполнить соотношения О(; =
И
И
= 1с 1; P„= k,» й, то тем самым
)9 1 . 39 обеспечивается синтез фильтра пространственных частот с требуемой характеристикой.
В ПЗС-датчиках изображений процесс ненаправленного растекания зарядовых пакетов можно производить лищь по одной координатной оси Х, направление которой перпендикулярно линии, разделяющей секцию накопле" ния и секцию памяти датчика изображения на ПЗС.
Фильтрация изображения по другой координатной оси Y перпендикулярной координатной оси Х, можно производить методами цифровой фильтрации.
Для проведения цифровой обработки видеосигнала по координате Y требуется память лищь на строку изображения, в то время как для обработки сигнала цифровыми методами вдоль координатной оси Х требуется память с обьемом не менее кадра иэображения.
Устройство, реализующее способ формирования сигнала иэображения, работает следующим образом.
Синхрогенератор 1 формирует кадровые гасящие импульсы (фиг.2а), строчные гасящие импульсы, сигнал четности (фиг.2б),поступающие на со ответствующие входы формирователя 3 фаз накопления, формирователя 2 фаз памяти, первого 4 и второго 5 блоков памяти, импульсы частотой 1 МГц (фиг.2в), поступающие с синхрогенератора 1 .на входы формирователя 2. фаз памяти и формирователя 3 фаз накопления, тактовые импульсы частотой 7 МГц, поступающие на входы первого 4 и второго 5 блоков памяти, сумматора 7 и ЛЦП б, тактовые импульсы частотой 21 ИГц, подаваемые с синхрогенератора 1 на вход формирователя 8 фаз выходного регистра и на входы первого 4 и второго 5 блоков памяти, импульсы установки выходного
15735 регистра, поступающие на формирователь 8 фаз выходного регистра.
Формирователи 2,3 и 8 фаз соответственно памяти, накопления выходного регистра формируют трехфаэные импульсные последовательности, поступающие на входы ПЗС-датчика 9 (форма импульсов первой, второй и третьей фаз секции накопления приведена на 10 фиг.2 г,д,е) °
20
35 записывается в виде
+ e 3 " + Т х
3 4 Т
Z 2
+Те
+т,ц
А(Я„, (,1 ) = В (бах, +Те
-L:(2+ 3 ) + х ) ь х х LT,е фокусированных изображений с приборов с зарядовой связью (ПЗС) путем ненаправленного растекания зарядовых пакетов за счет подачи на затворные
50,шины секции памяти и выходного регистра ПЗС управляющих импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности при формировании сигнала путем расширения диапазона регулирования спектра пространственных частот сигнала иэображения, формирование сигналов расфокусированных изображений производят чередованием накоплеВ одинаковых блоках 4 и 5 памяти на кадр иэ импульсов частотой 21 МГц с синхрогенератора формируются сигналы, необходимые для функциониро.вания микросхем динамического ОЗУ.
Адреса ячеек микросхем памяти формируются на счетчиках (не показаны) строк и столбцов, на входы которых подаются с синхрогенератора 1 соответственно импульсы частотой 7 МГц и строчные гасящие импульсы (15625 Гц) .
Импульсы частотой 7 МГц, поступающие с синхрогенератора 1, служат для тактирования АЦП 6, сумматора 7 и блоков 5 и 4 памяти.
Видеосигнал с выхода ПЗС-датчика 9 через усилитель 10 поступает на вход АЦП 6, где оцифровывается и записывается поочередно в блоки 4 и 5 памяти, причем в блок 4 памяти запись .ваются по сигналу четности четные кадры, а в блок 5 памяти — нечетные кадры.
При записи информации в любой из блоков памяти записываемая информаТаким образом, способ формирования сигнала изображения обеспечивает широкий диапазон регулировки спектра пространственных частот выходного разностного изображения и позволяет реализовать перестраиваемые фильтры пространственных частот с требуемыми характеристиками.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Способ формирования сигнала изображения, заключающийся в формировании межкадровой разности сигналов от рас55 б ! ция поступает и на его выход. С выхо,ов блоков 4 и5 памятиоцифрованный видеосигнал поступаетна входысумматора 7,где производится вычитание видеосигнала четного кадра из видеосигнала нечетного кадра и
I раэностный сигнал поступает на вход
ГАП 11, а с его выхода на Видеоконт рольное устройство (не показано).
Формирование сигнала иэображения в нечетном (фиг.2, период Т ) и четном (фиг.2, период Т ) кадрах производится следующим образом: первая (фиг.2г) и третья (фиг.2е) фазы
ПЗС-датчика 9 в течение промежут1 1 (! ков времени Т,Т,Т, Т4 в нечетном ! кадре (период времейи Т ) и в тея. 2 чение промежутков времени Т,,Т, Т> в четном кадре (период Т ) находятся
z в режиме обогащения, а вторая фаза
1 .2 (фиг.2д) з течение периодов Т",Т находится в режиме накопления. В те-! чение промежутков времени t, t 2 t > ( в период Т и в течение промежутков д 2 2 времени t,,t2 в период Т происходит ненаправленное растекание зарядовых пакетов вдоль оси Х, накопленных в секции накопления, Весовые коэффициенты в (2) „ соответственно равны для первого кадра и -- ; — ; — для втоРого кадра.
Спектр пространственныхчастот разТ ностного иэображения в данном случае.8
1573555
Составитель А.Цветков
Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий
Редактор И.Шмакова
Заказ 1648 Тираж 537 Подписное
3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ния зарядовых пакетов в секдии aëêîïленин ПЗС и ненаправленногс растекания зарядовых пакетов, производимых соответственно путем подачи регулиру- 5 емых по длительности импульсов накопления на накапливающие электроды и на все электроды секции накопления
ПЗС, при этом длительность импульсов определяется величиной сигналов расфокусированных изображений.
