Матричный преобразователь свет-сигнал

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Матричный преобразователь свет-сигнал содержит фотоприемную матрицу 1, регистр 2 сдвига импульсов опроса, регистр 3 сдвига строк, видеоусилитель 4, АЦП 5, сумматоры 6 и 17, блок 7 вентилей, буферный регистр 8, блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса, усилитель 10 с переменным коэффициентом усиления, пороговые блоки 11 и 12, счетчики 13 и 14, коммутаторы 15 и 16 и регистр 18 памяти. Цель достигается путем обеспечения преобразования сигнала от низкоконтрастных изображений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5i j5 Н 04 М 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 754697 (21 ) 4622623/24-09 (22) 20.12.88 (46) 23.10.90. Бюл. № 39 (?! ) Московский институт приборостроения (72) П. А. Зуев, Л. В. Карсавин, С. К. Лебедев и В. И. Рудыко (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 754697, кл. Н 04 N 5/30, 1977. (54) МАТРИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

СВЕТ вЂ” СИГНАЛ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — — расширение функциональных возможностей. Матричпчй преобразователь свет — сигнал содержит фотоприемную матрицу 1, регистр 2 сдвига импульсов опроса, регистр 3 сдвига строк, видеоусилитель 4, АЦП 5, сумматоры 6 и 17, блок 7 вентилей, буферный регистр 8, блок 9 экспозиции и фэрмирования импульсов опроса, усилитель 10 с переменным коэффициентом усиления, пороговые блоки 11 и 12, счетчики 13 и 14, коммутаторы 15 и 16 v. регистр 18 памяти. Цель достигается гутем обеспечения преобразования сигнала от низкоконтрастных изображений, 1 ил.

1601778 разователя 5. Первый импульс опроса поступает на вход первого столбца фотоприемной матрицы 1 и в этом случае на ее выход поступает импульсный сигнал от светочувствительного элемента, находящегося на пересечении первой строки и первого

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано для приема, пре образования оптического изображения в электрический сигнал и является усовершен; ствованием известного устройства по авт. св. № 754697.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения преобразования сигнала от низкоконтрастных изображений.

На чертеже представлена структурная электрическая схема матричного преобра, зователя свет †сигн.

Матричный преобразователь содержит фотоприемную матрицу 1, регистр 2 сдвига импульсов опроса, регистр 3 сдвига строк, видеоусилитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, сумматор 6; блок 7 вентилей, буферный регистр 8, блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса, усилитель 10 с переменным коэффициентом усиления, первый 11 и второй 12 пороговые блоки, первый 13 и второй 14 счетчики, первый 15 и второй 16 коммутаторы, дополнительный сумматор 17 и регистр 18 памяти.

Матричный преобразователь свет — сиг25 нал работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 2 сдвига импульсов опроса, сумматор 6, счетчики 13 и 14 и дополнительный сумматор

17 обнулены, регистр 3 сдвига строк установлен в состояние, ссютветствующее опросу первой строки фотоприемной матрицы 1.

После ввода в буферный регистр 8 и регистр 18 памяти из внешних устройств (связь не показана) начальных чисел в виде двоичных параллельных кодов, соответствующих среднему времени экспозиции и среднему коэффициенту усиления усилителя 10 с переменным коэффициентом усиления, устройство подготовлено к работе.

При поступлении внешнего импульса цикла (связь не показана) блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса 40 вырабатывает импульс обновления, поступающий с его первого выхода на управляющий вход фотоприемной матрицы 1.

Двоичный параллельный код с выходов буферного регистра 8 поступает на входы блока 9 экспозиции и формирования импульсов опроса, который через отрезок времени, определяемый кодом и равный времени экспозиции, начиная с момента формирования импульса обнулений, вырабатывает первый импульс опроса. Импульс опроса с ц второго выхода блока 9 экспозиции и формирования импульсов опроса поступает на управляющий вход аналого-цифрового преобстолбца. Далее усиленный видеоусилителем 4 видеоимпульс поступает на входы аналогоцифрового преобразователя 5 и усилителя 10 с переменным коэффициентом усиления.

Сигнал в цифровой форме считывается с аналого-цифрового преобразователя 5 импульсами опроса. По заднему фронту импульса опроса блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса вырабатывает второй импульс обнуления. Процесс повторяется, только на выход фотоприемной матрицы 1 поступает импульсный сигнал от светочувствительного элемента, находящегося на пересечении первой строки и второго столбца, и так до последнего светочувствительного элемента первой строки.

Регистр 2 сдвига импульсов опроса последовательно коммутирует столбцы фотоприемной матрицы 1 при поступлении на его управляющий вход каждого следующего импульса опроса. При переполнении регистр 2 сдвига импульсов опроса вырабатывает импульс переполнения, поступающий с его тактового выхода .на управляющий вход регистра 3 сдвига строк. Последний последовательно коммутирует строки фотоприемной матрицы 1 при поступлении каждого последующего импульса переполнения. Регистр 2 сдвига импульсов опроса импульсом переполнения обнуляется. При переполнении регистра 3 сдвига строк, что ссютветствует окончанию опроса всех светочувствительных элементов фотоприемной матрицы

1, он вырабатывает импульс запрета, поступающий на управляющие входы блока 7 вентилей и блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса. Блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса прекращает вырабатывать импульсы обнуления до поступления следующего импульса цикла.

По импульсу запрета регистр 3 сдвига строк устанавливается в положение, соответствующее опросу первой строки фотоприемной матрицы 1.

Значения усиленных сигналов от всех светочувствительных элементов фотоприемной матрицы 1 в цифровой форме с выхода аналого-цифрового преобразователя 5 поступают на вход сумматора 6. По окончании опроса фотоприемной матрицы 1 в сумматоре 6 образуется сумма значений видеоимпульсов от всех светочувствительных элементов. Импульс запрета разрешает перезапись числа полученного в старших разрядах сумматора 6 через блок 7 вентилей в буферный регистр 8, в котором оно присутствует в течение всего следующего цикла опроса фотоприемной матрицы 1.

Обнуляется сумматор 6 импульсом цикла.

Число, записанное в буферном регистре 8, соответствует среднему значению видеоимпульсов от всех светочувствительных элементов фотоприемной матрицы 1 или среднему значению освещенности принимаемого оптического изображения. По коду этого зна001778

10 15

Формула изобретения

Составитель И. Грацианская

Редактор H. Бобкова Текред А. Кравчук Корректор Н Король

Заказ 3279 Тираж 537 Г1одннснос

ВНИИПИ Государственного комитета но нзобр< т< «ням н отлр tnt>t»:.",, I !< I I I «..<.I

1 13035, Москва, Ж --35, Г ау

Производственно-издательский комбинат «11ат<нт>, I . УЖГо1и) 1, < . t I ; t рн tt, I! t I чения блок 9 экспозиции и формирования импульсов опроса формирует (увеличивает или уменьшает) ссютветствующее значение времени экспозиции, что обеспечивает прием оптических изображений в широком диапазоне освещенности.

Выходной видеосигнал фотоприемной мат рицы 1, усиленный видеоусилителем 4, без постоянной составляющей поступает на вход усилителя 10, имеющего цифровую регулировку усиления. С выхода усилителя

10 видеоимпульсы поступают на входы двух пороговых блоков 11 и 12. Первый пороговый блок 11 формирует импульс, когда уровень видеоимпульса больше порогового значения, U<, а второй пороговый блок 12 формирует импульс, когда уровень видеоимпульса меньше порогового значения (l . Эти импульсы поступают на входы первого 13 и второго 14 счетчиков. По окончании цикла опроса фотоприемной матрицы 1 в счетчиках 13 и 14 присутствуют коды, соответствующие числам выхода уровня видеоимпульсов за пределы, ограничеиные пороговыми значениями Ul и U . Эти числа суммируются в дополнительном сумматоре 17, передача кодов с выходов всех разрядов счетчиков 13 и 14 на соответствующие разряды двух входов дополнительного сумматора 17 производится через коммутаторы 15 и 16 при поступлении на их управляющие входы импульса запрета с выхода регистра 3 сдвига строк. Код суммы с выходов дополнительного сумматора 17 поступает в регистр 18 памяти, где присутствует в течение всего очередного цикла опроса фотоприемной матрицы !, а поскольку выходы регистра 18 памяти подключены к разрядам управляющего входа усилителя 10, то этот код на данном отрезке времени определяет коэффициент усиления усилителя. Обнуляются счетчики 13 и 14 и дополнительный сумматор 17 импульсом цикла.

Чтобы повысить контраст выходных видеоимпульсов, необходимо усилить их переменную составляющую, что достигается в устройстве введением усилителя !О с переменным коэффициентом усиления. Максимальное усиление определяется диапазоном возможного изменения уровня входных сигналов последующих устройств обработки. Этот диапазон задается пороговыми уровнями

Ul и (l пороговых блоков 11 и 12. Но уровни входных видеосигналов на входе усилителя 10 априорно неизвестны, поэтому он имеет переменный коэффициент усиления, регулируемый по числу выходов уровней видеоимпульсов за пределы пороговых значений U< и (/, которые подсчитываются счетчиками 13 и 14 и суммируются в дополнительном сумматоре 17. Код суммы поступает в регистр 18 памяти и определяет коэффициент усиления усилителя 10: при его увеличении коэффициент усиления уменьшается и наоборот.

Таким образом, амплитуда выходных сигналов усилителя !О находится вблизи уровней V< и V, независимо от амплитуды входных сигналов, поэтому контраст выходных видеоимпульсов усилителя 10 определяется величиной V<+ U, независимо от контраста входных видеоимпульсов.

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет повысить контраст входных изображений до некоторого постоянного значения, определяемого уровнями V< и Uz, что отличает предлагаемое устройство от известных и расширяет его функциональные возможности.

Матричный преобразователь свет — сигнал по авт. св. Ме 754697, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения преобразования сигнала от низкоконтрастных изображений, введены усилитель с переменным коэффициентом усиления, сигнальный вход которого соединен с выходом видеоусилителя, первый и второй пороговые блоки, к входам которых подключен выход усилителя с переменным коэффициентом усиления, первый и второй счетчики, входы которых соединены с выходами соответствующих пороговых блоков, два коммутатора, дополнительный сумматор, первые и вторые входы которого соединены соответственно через первый и второй коммутаторы с выходами первого и второго счетчиков и регистр памяти, входы которого соединены с входами дополнительного сумматора, а выходы соединены с управляющими входами усилителя с переменным коэффициентом усиления, выход которого является выходом матричного преобразователя свет — сигнал, при этом тактовые входы первого и второго коммутаторов соединены с выходом регистра сдвига строк.