Устройство преобразования аналогового видеосигнала в двухуровневый

 

Использование: в телевизионно - вычислительной автоматике, в частности в устройствах преобразования аналогового видеосигнала в двухуровневый, а также в системах технического зрения. Сущность изобретения: устройство содержит датчик телевизионного сигнала 1, аналого - цифровой преобразователь 2, блок управления 3, блок 4 памяти верхнего уровня, блок 5 памяти нижнего уровня, сумматор - делитель частоты 6 и блок сравнения 7. Повышение точности преобразования достигается за счет уменьшения числа преобразований. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к телевизионно-вычислительной автоматике, в частности к устройству преобразователя аналогового видеосигнала в двухуровневый, и может быть использовано в системе технического зрения.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока управления; на фиг.3 структурная схема блока выделения одного кадра.

Устройство преобразования аналогового видеосигнала в двухуровневый содержит датчик телевизионного сигнала 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, блок 3 управления, блок 4 памяти верхнего уровня, блок 5 памяти нижнего уровня, сумматор-делитель 6 и блок 7 сравнения.

Блок 3 управления содержит генератор 8, элемент ИЛИ-НЕ 9, первый ключ 10, второй ключ 11, первый блок 12 выделения одного кадра, второй блок 13 выделения одного кадра, счетчик 14 элементов и счетчик 15 строк.

Блоки 12 и 13 выделения одного кадра содержат формирователь 16 импульсов, элемент И 17, первый триггер 18 и второй триггер 19.

Работа устройства по обработке изображений объектов, состоящих из объектов белого цвета на черном фоне, состоит из двух этапов: настройки и преобразования.

При настройке устройства (см. фиг.1) сначала оператор переводит первый ключ 10 (см. фиг.2) в замкнутое состояние (второй ключ 11 разомкнут), т.е. на первый вход первого блока 12 выделения одного кадра подается сигнал "1", а на первый вход второго блока 13 выделения одного кадра подается сигнал "0", при этом перед датчиком телевизионного сигнала 1 расположено изображение равномерно освещенного поля белого цвета. Видеосигнал с первого выхода датчика телевизионного сигнала 1 поступает на вход АЦП 2, на тактовый вход которого поступают тактовые импульсы с первого выхода блока 3 управления. На выходной шине АЦП 2 получается многоградационное полутоновое изображение, которое поступает на входные шины блока 4 памяти верхнего уровня, блока 5 памяти нижнего уровня и блока 7 сравнения, Так как с блока 3 управления в течение одного кадра поступает сигнал "1" на вход запись-считывание блока 4 памяти верхнего уровня, в этот блок записывается сигнал, поступающий на входную шину. Количество ячеек памяти в блоках 4 и 5 равно количеству элементов, на которое разбивается телевизионный растр.

Выделение одного кадра и разбивание его на элементы производится с помощью блока 3 управления следующим образом.

Счетчики 14 и 15 (см. фиг.2) являются соответственно М- и N-разрядными, где М число разрядов, которое позволяет считать число элементов разложения одной строки растра, N число разрядов, которое позволяет считать число строк разложения одного кадра растра. Счетчик 14 элементов, на информационный вход которого подаются тактовые импульсы с выхода генератора 8, производит подсчет количества элементов в каждой строке сканирования, т.е. определяет адрес ячейки элемента памяти в строке, куда записывается (считывается) двоичное значение данного элемента строки. Счетчик 15 строк, на информационный вход которого поступают строчные гасящие импульсы (СГИ) с второго выхода датчика телевизионного сигнала 1, подсчитывает количество строк в каждом кадре и определяет адрес в блоке памяти. Счетчик элементов 14 обнуляется по СГИ, а счетчик строк 15 кадровым гасящим импульсом (КГИ). За время СГИ и КГИ генератор отключается, так как на его управляющий вход с помощью элемента ИЛИ-НЕ 9 подается сигнал "0".

Выделение одного кадра с помощью ключа 10 и блока 12 выделения одного кадра осуществляется следующим образом (см. фиг.3). При переводе ключа 10 в замкнутое состояние на вход формирователя импульсов 16 и на первый вход элемента И 17 поступает сигнал "1". По переднему фронту этого сигнала формирователь импульсов 16 вырабатывает кратковременный импульс, который обнуляет триггеры 18 и 19. Сигнал "1" с инверсного выхода триггера 19, поступая на третий вход элемента И 17, разрешает проход КГИ через его второй вход на вход Т триггера 18. По первому КГИ триггер 18 переходит в состояние "1", разрешая запись в блок 4 памяти, т.е. сигнал "1" на выходе триггера 18 определяет активную часть кадра. По поступлении второго КГИ триггер 18 переходит в состояние "0", а триггер 19 в состояние "1", т.е. сигнал "0" с инверсного выхода триггера 19 запрещает проход следующего КГИ через элемент И 17.

Таким образом, происходит запись двоичных значений видеосигнала при передаче изображения белого цвета в блок 4 памяти верхнего уровня.

Далее аналогично в течение времени одного кадра производится запись двоичных значений видеосигнала при передаче изображения черного цвета в блок 5 памяти нижнего уровня, при этом второй ключ 11 замкнут, а первый ключ 10 разомкнут. Выделение одного кадра аналогично производится с помощью блока 13 выделения одного кадра.

Блоки памяти верхнего 4 и нижнего 5 уровней выполнены на элементах статической памяти. В результате настройки в блоке 4 памяти верхнего уровня записывается изображение равномерно освещенного поля белого цвета, а в блоке 5 памяти нижнего уровня изображение равномерно освещенного поля черного цвета.

На этапе преобразования (первый ключ 10 и второй ключ 11 разомкнуты) двоичные сигналы поступают на входы сумматора-делителя 6, который выполнен на сумматорах. На выходе сумматора-делителя 6 получается среднеарифметический двоичный сигнал. Сигнал с выхода сумматора-делителя 6 поступает на вторую входную шину блока 7 сравнения, который выполнен на элементах сравнения. На первую входную шину блока сравнения 7 поступает двоичный сигнал с выхода АЦП 2. Эти сигналы сравниваются и на выходе блока 7 сигнал "1" получается тогда, когда сигнал на первом входе больше, чем на втором входе. Таким образом на выходе блока 7 сравнения формируется двухуровневый (бинарный) сигнал.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет более точно преобразовать аналоговый видеосигнал в двухуровневый за счет уменьшения числа преобразований в устройстве.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО ВИДЕОСИГНАЛА В ДВУХУРОВНЕВЫЙ, содержащее последовательно соединенные датчик телевизионного сигнала и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок управления, первый выход которого соединен с первыми входами блока памяти верхнего уровня и блока памяти нижнего уровня и последовательно соединенные сумматор-делитель и блок сравнения, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, второй и третий выходы датчика телевизионного сигнала соединены с первым и вторым входами блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с тактовым входом АЦП, и вторыми входами блоков памяти верхнего и нижнего уровня, третьи входы которых соединены с выходом АЦП и вторым входом блока сравнения, а выходы блоков памяти верхнего и нижнего уровней соединены с первым и вторым входами сумматора-делителя, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ НЕ, первый вход которого является первым входом блока управления, и генератор, выход которого является вторым выходом блока управления и соединен с входом сброса счетчика элементов, счетный вход которого соединен с входом сброса счетчика строк и первым входом блока управления, второй вход которого соединен со счетным входом счетчика строк и первым входом первого блока выделения одного кадра, второй вход которого соединен с выходом ключа, а выход является третьим выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с выходом второго блока выделения одного кадра, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго ключа и первым входом первого блока выделения одного кадра и вторым входом элемента ИЛИ НЕ, а выходы счетчиков элементов и счетчика строк являются первым выходом блока управления.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок выделения одного кадра содержит формирователь импульсов, вход которого является первым входом блока выделения одного кадра, элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, и первый и второй триггеры, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого является вторым входом блока выделения одного кадра, а выход соединен со счетным входом первого триггера, вход обнуления которого соединен с входом обнуления второго триггера и выходом формирования импульсов, счетный вход второго триггера соединен с выходом первого триггера, который является выходом блока выделения одного кадра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3