Устройство преобразования видеосигнала

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в качестве преобразователя частотно-вреF , , менных параметров видеосигнала. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем преобразования видеосигнала с произвольным числом строк. Принцип действия основан на адаптивном изменении фактора преобразования п, то обеспечивает неизменность числа накапливаемых строк выходного стандарта при произвольном изменении числа строк входного стандарта. Видеосигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступает на вход умножителя 2, в кото (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (1) Н 04 Н 7/01!

L ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вод ! --. !р 7 5

ВьiхИ айаг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4609820/09 (22) 05.11.88 (46) 30 ° !О ° 91. Бюл. N 40 (72) О.П.Иванченко (53) 621.397(088.8) (56) Заявка ФРГ Ю 3304030 кл. H 04 N 7/О1, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в качестве преобразователя частотно-врег, „„SU„„1688456 А 1

2 менных параметров видеосигнала. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем преобразования видеосигнала с произвольным числом строк, Принцип действия основан на адаптивном изменении фактора преобразования n, -.то обеспечивает неизменность числа накапливаемых строк выходного стандарта при произвольном изменении числа строк входного стандарта. Видеосигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступает на вход умножителя 2, в кото1688456

1О с выражением

P я а и,„., с=I (2) ром умножается на коэффициенты, определяемые законом накопления и сформированные делителем 12 и вычислителем 11, рассчитывающим фактор преобразования и. С выхода умножителя 2 сигнал поступает на первый вход сумматора 3, на второй вход которого через элемент И 7 и мультиплексор 6 поступает сигнал от запоминающего блока (ЗБ) 4 или ЗБ 5, осуществляющих задержку на длительность строки.

Изобретение относится к телевидению и может быль иопользовано в телевизионных системах наблюдения в качестве преобразователя частотно-временных параметров видеосигнала.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем преобразования видеосигнала с произвольным 2 числом строк.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства преобразования видеосигнала; на фиг. 2 — структурная электрическая схема блока управления.

Устройство преобразования видеосигнала (фиг. 1) содержит аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 1, умножитель 2, сумматор 3, первый запоминающий блок (ЗБ) 4, четвертый за35 поминающий Ьлок 5, мультиплексор 6,элемент И 7, второй и третий запоминающие блоки 8 и 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, вычислитель 4О

11, делитель 12 и блок 13 управления, Блок 13 управления (фиг. 2) содержит формирователь 14 адресов чтения, формирователь 15 адресов записи, мультиплексор 16 блока управления и логическую схему 17.

Устройство преоЬразования видеосигнала работает следующим образом.

Принцип действия устройства основан на адаптивном изменении фактора преобразования, что обеспечивает сохранение неизменным числа информационных строк, накапливаемых в течение периода активной части поля выходного стандарта при произвольном изменении числа строк, поступающих

55 на вход. Число строк, поступающих в течение активной части поля выходного стандарта, определяет протяженВ ЗБ 8 записывается сигнал, соответствующий результату накопления и строк в ЗБ 4 или ЗБ 5. За время обратного хода информация из 3b 8 переписывается в ЗБ 9. При этом накопление информации в 36 8 осуществляется с частотой записи, а перезапись иэ ЗБ 8 в 3Б 9 — с частотой считывания. Сигнал с ЗБ 9 поступает на цифроаналоговый преобразователь 10. 2 ил. ность участка пространства (масштаб), наблюдаемого на видеоконтрольном устройстве. Число строк будет изменяться в зависимости от изменения скорости движения объекта, на котором установлен оптический датчик, либо от изменения частоты считывания сигнала с оптического датчика. В результате при постоянном факторе преобразования протяженность участка пространства, наблюдаемого на экране ВКУ, будет изменяться пропорционально изменению числа строк, что вызывает геометрические искажения наблюдаемого изображения. Для поддержания неизменным заданного масштаба изображения на экране ВКУ необходимо обеспечить адаптивное изменение фактора преобразования в зависимости от числа поступающих на вход строк. Зависимость фактора преоЬразования (n) от масштаба (М), текущих значений скорости (V), движения объекта и частоты (F p) считывания сигнала с оптического датчика определяется выражением

M ГОР

n-= (1) 1 сдр где К вЂ” количество активных строк в растре ВКУ, соответствующих выходному стандарту °

Адаптивное изменение фактора преобразования обуславливает необходимость адаптивной фильтрации входного сигнала, которая осуществляется путем накопления видеосигнала в течение пеи риода, равного — —, в соответствии о

168Е5>

> >6

6 сч ;тык-ние таким образом, что р!.ли

ЗБ 4 находит ся 5 р» ниме запи«и и g

B режиме считывания. При этом значения амплитуд элементов предыдущей строки на второй вход сумматора 3 и ступают через мультиплексор 6 и элемент И 7 из 36 5. В результате к концу периода накопления в Одном из этих

36 записан сигнал, накопленный от предыдущих строк согласно выражению (2) .

Сир нал, определяющий период, ь течени которого осуществляется накопп ление, равный ----, вырабатывается ! «тр делич елем 12 в зависимо«ти от задан сго масштаба М и текущего значения скорс сти Ч. Этот сигнал с nepeor о выхода делителя 12 подается на второй вход элемента И 7 и первый вход бл ка

13 управления. Он пр»дс-,авпяет собой последовательносчь импульсов длительностью, равной длительности одной

11 строки и периодом, равным вЂ,-- . При астр поступлении этого импульса элемент

И 7 запрещает прохождение сигнала с выхода мультиплексора 6 и устанавливает на втором входе сумматора 3 нулевое значение, тем самым определяя новый цикл накопления. В это же время блок 13 управления под воздействием этого импульса вырабатывает команду разрешение записи в ЗБ 8 и сигнал с выхода мультиплексора 6 записывается в ЗБ 8.

Таким образом, в ЗБ 8 записывается сигнал, соответствующий результату накопления и строк в ЗБ 4 или ЗБ 5.

Так как количество накапливаемых строк и обратно пропорционально скорости

V (см. выражение (1)), обеспечивается постоянство количества информационных сгрок в ЗБ 8 для заданного масштаба М и текущего значения Ч, что в конечном счете сохраняет неизменной на экране ВКУ протяженность участка пространства, заданного для наблюдения при различных значениях V. Благодаря тому, что коэффициенты а;, определяемые делителем 12,могут быть функцией скорости V, режим амплитудного накопления сигнала в ЗБ 4 или ЗБ 5 поддерживается оптимальным для всего диапазона скоростей. Запись информа10

45 где li — амплитуда сигнала на выхо8ЫХ д» запоминающего блока; амплитуда сигнала i-й строки на входе ЛЦП (входе ум5 ножителя); а — коэффициенты, определяющие закон накопления, которые задаются как функция числа

1 и или i, например а и

-l или а =q, где q — cons(.

Таким образом, при адаптивном изменении фактора преобразования и адаптивной фильтрации масштаб участка пространства, наблюдаемого на ВКУ, остается неизменным без ухудшения качества изображения при произвольном изменении числа строк входного сигнала.

На вход АЦП (фиг. 1) поступает сигнал от однострочного оптического датчика в виде последовательности строк. С выхода АЦП 1 сигнал, преобразованный в цифровую форму, поступа- 25 ет на первый вход умножителя 2: На его второй вход подается сигнал с второго выхода управляемого д»лителя

12 частоты. Этот сигнал определяет коэффициенты а, (см. выражение (2)).

Умножитель 2 может быть реализован на базе постоянных запоминающих блоков, в которые записаны результаты парных произведений а; Г8х для всех возможных значений а и Г . Величи8XL 35 ну коэффициента деления и управляемого делителя частоты 12 задает сигнал, поступающий с выхода вычислителя 11.

Последний производит вычисления в соответствии с выражением (1), При

40 этом по шинам М и Ч на него подаются сигналы, соответствующие заданному значению масштаба М и текущему значению скорости V. Вычислитель 11 также может быть реализован на базе постоянных запоминающих блоков, в которых записаны результаты вычислений по формуле (1) для всего диапазона значений M u V.

С выхода умножителя 2 сигнал поступает на первый вход сумматора 3.

При этом на его второй вход через элемент И 7 и мультиглексор 6 поступает сигнал от ЗБ 4 или ЗБ 5, осуществляющих задержку сигнала на время

55 равное длительности строки ь а стр также накопление результатов суммирования. ЗБ 4 и ЗБ 5 работают поочередно через строку на запись и на

1Ь8845Ь ционных строк в 36 8 осуществляется в течение активной части поля выходного телевизионного стандарта.

Адресное пространство 36 8, опреде-, ляемое формирователем 15 адресов записи блока 13 управления (фиг. 2), разделено на две одинаковые оЬласти соответственно для четных и нечетных строк. По окончании активной части поля, в период обратного хода, осуществляется перепись из ЗБ 8 (одной иэ областей) в ЗБ 9. Адресное пространство ЗБ 9, определяемое формирователем 14 адресов чтения блока 13 управления, также разбито на две области, соответствующие четному и нечетному полям. Таким образом, в каждой из областей 36 8 производятся накопление информации в течение одного кад- р ра и перепись в период каждого гасящего импульса полей из соответствующей области ЗБ 8 в соответствующую оЬласть 36 9 (четную-нечетную) поочередно. Работой ЗБ 8 и ЗБ 9 управляет 25 блок 13 управления. Формирователь 14 адресов чтения и формирователь 15 ар,— ресов записи обеспечивают формирование адресных и управляющих сигналов.

В свою очередь, их работой управляет 1у1 логическая схема 17. На нее поступают синхрониэирующие импульсы для режимов записи и считывания, а также сигнал разрешения записи с первого выхода делителя 12.

3S

Логика работы логической схемы 17 основана на соблюдении совокупности условий для изменения режимов работы

ЗБ 8 и ЗБ 9, которые являются обязательными для правильного функционирования устройства.

Условия для перехода ЗБ 8 иэ режима записи в-режим считывания и ЗБ 9 из режима считывания в режим записи (переход в режим перезаписи) считывание активной части поля из ЗБ 9 должно быт» закончено (наличие синхроимпульса полей выходного ТВ стандарта); запись очередной строки в ЗБ

8 должно быть закончена (отсутствие сигнала разрешения записи); переход в режим перезаписи должен осуществляться синхронно с началом активной части строки выходного стандарта (наличие строчного синхроимпульса выход55 ного ТВ стандарта).

Условия для перехода 36 8 из режима считывания в режим записи и ЗБ 9 из режима записи в режим считывания (переход в режим накопления информации в ЗБ 8): перепись из 3Б 8 в 3Б должна быть закончена; переход в режим накопления должен осуществляться синхронно с началом активной части строки входного сигнала (наличие строчного синхроимпульса входного сигнала), Логическая схема 17, выраЬатывающая управляющие сигналы в соответствии с указанными условиями, может быть реализована на основе схем совпадения (например, группы элементов И) и запоминающих элементов (например, Dтриггеров).

В результате логических операций над этими переменными определяются моменты времени для перехода ЗБ 8 в режим записи, а также в режим перезаписи в ЗБ 9 и выдаются сигналы, управляющие работой формирователей 15 и 14 адресов записи и считывания и мультиплексором 16, осуществляющим мультиплексирование синхроимпульсов записи — считывания на формирователь

15 адресов записи. При этом накопление информации в ЗБ 8 осуществляется с частотой записи, а перезапись иэ

ЗБ 8 в ЗБ 9 с частотой считывания и в дальнейшем считывание ЗБ 9 с этой же частотой. С выхода ЗБ 9 сигнал поступает на ЦАП 10 и далее на ВКУ.

Синхронизацию режима считывания осуществляют синхросигналы F> выходного

ТВ стандарта, а режима записи - синхроимпульсы Р<, соответствующие параметрам разложения исходного изображения.

Предлагаемый преобразователь дает дополнительную возможность проводить визуальные наблюдения без геометрических искажений на движущихся объектах при произвольном изменении скорости движения.

Формула изобретения

Устройство преобразования видеосигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход котороI-() является входом для видеосигнала устройства, умножитель, сумматор, первые, второй 1 третий запоминающие блоки, мультиплексор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом устройства, о т Jl ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможнос1688456

Ip тей путем преобразования видеосигнала с произвольным числом строк, введен четвертый запоминающий блок, вычислитель, делитель, элемент И и блок управления, причем первый и второй входы вычислителя являются соответственно входами для сигналов масштаба и скорости, а выход подключен к первому входу делителя, выход аналогоцифрового преобразователя подключен к первому входу умноиителя, выход которого соединен с первым входом сумматора,выход которого подключен к первым входам первого и четвертого запоминающих блоков, первый и второй входы мультиплексора подключены соответственно к выходам первого и четвертого запоминающих блоков, а выход - к первому входу второго запоминающего блока и к первому входу элемента И,выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход второго запоминающего блока подключен к первому входу третьего запоминающего блока, первыи выход делителя подклю чен к второму входу элемента И и к

5 первому входу блока управления, а второй выход делителя - к второму входу умножителя, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами второго и третьего запоминающих блоков, а выход третьего запоминающего блока подключен к первому входу цифроаналогового пре» образователя, третий вход мультиплексора и вторые входы аналого-цифрового преобразователя, делителя, блока управления, первого и четвертого запоминающих блоков являются входом для сигнала синхронизации исходного видеосигнала, а третий вход блока yngp равления и второй вход цифроаналогового преобразования - входом для сигнала синхронизации преобразованного видеосигнала.