Кинотелевизионная система
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<,1970728 фу,, (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 77190 (22) Заявлено 200581 (21) 3294624/18-09 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано 30.10.82. Бюллетень ¹ 40
Дата опубликования описания 30.10.82 (5%)М Кп з
Н 04 и 7/18
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий
{5З) УДК 621. 397. .9 (088.8) «Д(,АСОВ)ЗИМУЯ
ИАТЕНТЙОТЕХНИЧЮЫАЙ (72) Автор изобретения
A.È. Цветков
Московский ордена Трудового Красного Знам ни БИЬХИФНЖА электротехнический институт связи (7! ) Заявитель (54 ) КИНОТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА
Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в устройствах кинотелевизионных комплексов с беспараллаксной кинотелевиэион. ной камерой, принцип действия которой основан на импульсной череспольной экспозиции мишени передающей трубки.
По основному авт. св. 9 771905 известна кинотелевизионная система, используемая преимущественно в кинотелевизионной технике и предназначенная для устранения мельканий телевизионного изображения, получаемого с выхода кинотелевиэионной камеры. Указанная система содержит телевизионную камеру с импульсным экс понированием мишени передающей трубки, выход которой соединен с первым входом. блока коммутации, первым и вторым выходами соединенного соответственно с видеоконтрольным блоком и видеомагнитофоном, выход которого. подключен к второму входу блока коммутации, дополнительный видеоконтрольный блок, оптически связанный через оптический элемент с дополнительной телевизионной камерой, а также блок выделения импульсов синхронизации, блок формирования параболических и пилообразных сигналов, гамма-корректор, генератор сигналов компенсации, фильтр нижних частот (ФНЧ), сумматор, блок управления раэверт" кой, фильтр верхних частот (ФВЧ ), блок задержки, блок обработки сигнала, ключ, блок опредения уровня шумов, блок регулировки порога, блок формирования сигнала испытательной строки и блок управления фокусировкой, прн этом третий выход блока коммутации подключен ко входу блока выделения импульсов синхронизации, ко входу гамма-корректора и ко входу блока формирования сигнала испытательной строки, выход блока выделения импульсов синхронизации соединен с входом блока формирования параболических и пилообразных сигналов, первый выход которого подключен к первому входу блока управления разверткой, а второй выход — к первому входу генератора cv.гналов компенсации, ко второму входу которого подключен первый выход гаммакорректора, вторым выходом соединенного с входом ФВЧ и первыч входом ключа, второй вход которого подключен к входу телевизионной камеры с
ЗО импульсным экспонированием мишени
970728. передающей трубки и к выходу блока формирования сигнала испытательной строки,,причем выход генератора сигналов компенсации подключен ко входу дополнительного видеоконтрольного блока, второй выход которого $ соединен со вторым входом блока управления разверткой, выходом под« ключенного к второму входу дополнительной телевизионной камеры, выход которой через ФНЧ подключен к 10 первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока обработки сигнала, первым входом через блок задержки подключенного к выходу ФВЧ, а вторим входом через последовательно соединенные блок регулировки порога и блок определения уровня шумов подключенного к выходу ключа, выход сумматора соединен с третьим входом блока коммутации, а первый и второй выходы блока управления фокусировкой подключены соответственно к второму входу оптического элемента и к третьему входу дополнительной телевизионной камеры f.1j.
Недостатком этой системы является пространственно-временное рассогласование низкочастотных и высокочастотных составляющих видеосигнала, которое воспринимается наблюдателем как расслоение мелких и крупных деталей изображения по горизонали и вертикали (пространственно-временные искажения). Кроме того, пространственно-временное рассогласование при- З5 водит к существенному ухудшению четкости передаваемого иэображения, особенно при передаче высококонтрастных объектов, при этом размывается граница черно-белого. перехода 40 и восприятие иэображения с точки зрения качественных показателей заметно ухудшается. Указанный недостаток связан прежде всего с тем, что в устройстве любое внешнее Boýäåéñòâèå на отклоняющую систему (ОС ) дополнительного видеоконтрольного блока, на фокусирующе-отклоняющую систему (ФОС ) дополнительной телевизион- . ной камеры и на цепи питания кинескопа и видикона приводит к постоянному или периодическому пространственному рассовмещению растров дополнительных камеры и видеоконтрольного блока. К таким воздействиям можно отнести нагрев ОС и ФОС, изменение питающих напряжений цепей центровки растров, внешние магнитные поля и т,д. Кроме того, изменение напряжения фокусирующих электродов видикона и кинескопа приводит к неко- О торому повороту растров, что также вызывает пространственно-временное рассогласование высокочастотных и низкочастотных составляющих видеосигнала. 65
Цель изобретения - устранение про странственно-временных искаженийизображения.
Указанная цель достигается тем, что в кинотелевизионную систему по авт. св. 9 771905 введены генератор электрического репера, блок формирования электрического репера, пороговое устройство, блок выбора строк, датчик псевдослучайных чисел, блок задержки электрического репера, блок выделения огибающей сигнала, блок модуляции амплитуды электрического репера, датчик оптического репера, блок экспозиции оптического репера, блок задержки экспозиции оптического репера, блок управления центровкой камеры, блок управления центровкой видеоконтрольного блока, блок выделения электрического репера, блок оценки фокусировки, блок выделения оптического репера, блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока, при этом выход блока выделения импульсов синхронизации подключен к генератору электрического репера, выход которого соединен с первым входом блока формирования электрического репера, ко второму входу блока формировайия электрического репера, выход которого соединен с первым входом блока модуляции амплитуды электрического репера, и к первому входу блока управления центровкой видеококтрольного блока, подключенного ко второму входу дополнительного видеоконтрольного блока, выход генератора сигналов компенсации подключен ко входам блока выделения огибающей сигнала и порогового устройства, соединенного с первым входом блока выбора строк, подключенного выходом к третЬему входу блока формирования электрического репера, выход блока выделения огибающей сигнала соединен со вторым входом блока модуляции амплитуды электрического репера, выход которого подключен к третьему входу дополнительного видеоконтрольного блока и,через блок задержки электрического репера - к первому входу блока управления центральной камеры, выход которого соединен с четвертым входом донолнительной телевизионной камеры, датчик псевдослучайных чисел подключен первым выходом ко второму входу блока выбора строк, а вторым выходом — к блоку экспозиции оптического репера, первый выход которого через датчик оптического репера соединен с четвертым входом дополнительного видеоконтрольного блока, а второй выход через блок задержки экспозиции оптического репера — со вторым входом блока управления центровкой видеоконтрольного блока, выход допол970728 нительной телевизионной камеры подключен к входам блока выделения . электрического репера и блока выде=. ления оптического репера, первый выход которого связан с третьим входом блока управления центровкой видеоконтрольного блока, а второй выход - с первым входом блока оценки фокубкровки, первый выход которого соединен со входом блока управления фокусировкой, а второй выход через блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока — с пятым входом дополнительного видеоконтрольного блока, первый и второй выходы блока выделения электрического репера подключены соответственно ко второму входу блока оценки фокусировки и ко второму входу блока управления центровкой камеры.
На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит телевизионную камеру 1 с импульсным экспонированием мишени передающей трубки, видеомагнитофон 2, видеоконтрольный блок 3, блок 4 коммутации, блок 5 выделения импульсов синхронизации, блок б формирования параболических и пилообразных сигналов, гамма-корректор 7, генератор 8 сигналов компенсации, дополнительный видеоконтрольный блок 9, оптический элемент 10, дополнительную телевизионную камеру 11, ФНЧ 12, сумматор 13, блок 14 индикации формы развертки, блок 15 управления разверткой, ФВЧ 16, блок 17 задержки, блок 18 обработки сигнала, ключ 19, блок 20 определения уровня шумов, блок 21 регулировки порога, блок 22 формирования сигнала испытательной строки, блок 23 управления фокусировкой, генератор 24 электрического репера, блок 25 формирования электрического репера, пороговое устройство 26, блок 27 выбора строки, датчик 28 псевдослучайных чисел, блок
29 задержки электрического репера, блок 30 выделения огибающей сигнала,. блок 31 модуляции амплитуды электрического репера, датчик 32 оптического репера, блок 33 экспозиции оптического репера, блок 34 задержки экспозиции оптического репера, блок 35 управления центровкой камеры, блок 36 управления центровкой видеоконтрольного блока, блок 37 выделения электрического репера, блок 38 оценки фокусировки, блок 39 выделения оптического репера, блок
40 управления фокусировкой видео.контрольного блока.
Устройство работает следующим образом.
Видеосигнал с выхода телевизионной камеры 1 или видеомагнитофона 2 поступает на блок 4 коммутации и далее на гамма-корректор 7. С блока (7) высокочастотные (ВЧ) составляющие видеосигнала через фия.ьтр 16 верхних частот; блок 17 задержки
5 и блок 18 обработки подаются на сумматор 13. Противошумовая обработка ВЧ составляющих выполняется с помощью блока 22 формирования ис" пытательной строки, ключа 19, 10 блок 20 определения уровня шумов ,и блока 21 регулировки порога. АНалогично производится обработка низкочастотных (НЧ) составляющих с помощью генератора 8 сигналов ком15 пенсации, оптически связанной пары, содержащей дополнительный видеоконт рольнмй блок 9, оптический элемент 10 и дополнительную телевизионную камеру 11, с выхода блока (11 >видео0 сигнал через фильтр 12 нижних частот поступает на другой вход упсмянутого ранее сумматора 13. Для устранения геометрических искажений растров блоков (9 и 11) используются блок 6 формирования параболических и пилообразных сигналов, блок 14 индикации формы развертки и блок 15 управления разверткой.
В предлагаемом устройстве применена система стабилизации взаимного положения растров блоков (9 и 11), использующая информацию о взаимном положении оптических и электрических высокочастотных реперов на экране блока 9, что позволяЗ5 ет не только оценить степень рассогласования взаимного положения растров, но и определить, какой из растров смещен в том или ином направлении, а также выявить источник рас40 фокусировки изображения (блок 9 или блок 11) и, соответственно, источник поворота растров. Исполнитель-, ные устройства (блока управления ) обеспечивают поддержание совмещеннос45 ти растров на оптимальном уровне.
Рассмотрим подробно работу системы стабилизации растров. Как указывалось выше, в предлагаемом устройстве используются.два типа высо50 кочастотных реперов — электрические и оптические. Электрический репер, имеющий форму пачки синусоидальных сигналов, длительностью в несколько строк телевизионного изображения, 55 вводится в видеосигнал, а оптический репер, имеющий форму высокочастотной миры, проецируется на поверх" ность экрана кинескопа. Формирование электрического репера осуществляется с помощью генератора 24 электрического репера, блока 25 формирования электрического репера, бло" . ка 27 выбора строки и датчика 28 псевдослучайных чисел. С датчика 28 периодически (например,с периодом 5 в несколько секунд) поступает не970728 которое произвольное число, которое в блоке 27 преобразуется в номер строки,. с приходом которой в ближайшем поле начинается формирование электрического репера, получаемого с помощью генератора 24 элект рического репера и блока 25 формиро» вания электрического репера. Блок 24 представляет собой генератор синусоидального напряжения, сфазированного с частотой строк и с собственной частотой s 2-3 раза большей, чем частота среза фильтра 12 нижних частот. В блоке 25 репер формируется по размеру(например, десять строк телевизионного разложения ) и по времени (например, шесть полей
TB разложения ) °
Следует отметить,что формирование репера осуществляется как в четном, так и в нечетном полях разложения, поэтому в блоке 27 выбора строки выбираются две строки - преобразования иэ числа с блока (28) и смежная с этой строкой строка в следующем поле. Суммирование видеосигнала с репером должно осуществляться только на линейном участке характеристики оптически связанной пары (блоки 9, 10 и 11), так как в противном случае после фильтрации в блоке (12) репер внесет некоторую паразитную постоянную составляющую в видеосигнал, воспринимающуюся как изменением яркости нескольких строк
ВТ иэображения на месте формирования репера. Для устранения паразитной постоянной составляющей электрический репер модулируется по амплитуде в зависимости от уровня исходного видеосигнала, что выполняется с помощью блока 30 выделения огибаюцей сигнала и блока 31 модуляции амплитуды электрического репера. В . случае, если амплитуда видеосигнала в выбранной с помоцью блоков (27 и 28) строке превышает по уровню белого или черного некоторое пороговое значение, при котором введение репера не представляется возможным, пороговое устройство 2б выдает команду, запрещаюцую введение репера в данную строку, и формирование репера .выполняется в некоторой следующей строке, где форма видеосигнала удовлетворяет укаэанным выше требованиям.
Как уже указывалось, оптический репер проецируется на поверхность экрана кинескопа видеоконтрольного блока 9.
Проекция осуществляется с помощью датчика оптического репера 32 и блока экспозиции оптического репера 33.
Время экспозиции выбирается с помощью датчика 28 псевдослучайных чисел, а период экспозиции - с помощью блока 33, причем период экспозиции оптического репера может быть суцественно увеличен по срав-, нению с периодом работы блока (28J, так как совмещение реперов в промежутках между экспозициями блока 33 может быть достаточно точно осуществлено с помощью электрического репера. Оптический репер проецируется на экран кинескопа видеоконтрольного блока s виде оптической
1О миры, занимающей часть строки по горизонтали и несколько строк по вертикали, причем пространственная частота миры должны отличаться от частоты электрического репера. На вы15 ходе дополнительной телевизионной камеры 11 видеосигнал в момент проецирования оптического репера н введения электрического репера содержит полную информацию о взаимном по2О ложении растров (блоков 9 и 11).
Оптический репер из видеосигнала вы» деляется с помощью блока выделения оптического репера 39, а электрический - с помощью блока 37 выделения
Z5 электрического репера. В блоке 35 управления центровкой камеры производится сравнение выделенного из видеосигнала электрического репера (с блока 37) и исходного электрического репера (с блока 31), задержанного на время прохождения сигнала через блок (9, 10 и 11) с помощью блока задержки электрического репера 29. Поскольку электрический репер в видеосигнал вводился в конкретную строку, то любое изменение его местоположения показывает на изменение центровки телевизионной камеры 11, например, перемещение репера в строки с большим или мень4О шим номером соответствует изменению центровки по вертикали, а смещение репера но отношению к исходному на время, меньшее длительности строки показывает на изменение
45 центровки по горизонтали. аналогично, оптический репер, выделенный с помощью блока 39, поступает на блок Зб управления центровкой видеоконтрольного блока. Поскольку оп5О тический репер ориентирован строго относительно определенной зоны экрана кинескопа видеоконтрольного блока 9 и соответствует некоторым определенным строкам растра бло
55 ка 9, то любое смещение относительно этих строк характеризует смещение растра блока 9. Сравнение осуцествляется аналогично блоку 35, и в блок 36 подается информация о на щ чале формирования оптического репера и информация о параметрах растра с блока 5 выделения импульсов синхронизации. Оценка уровня фокуси ровни видеоконтрольного блока 9 и
65 телевизионной камеры 11 осуществля970728
10.ется путем сравнения оптического и электрического реперов в блоке оцен. ки фокусировки. При расфокусировке иэображения в блоке 9 амплитуда электрического репера с блока 37 падает, а с блока 39 остается без изменений, а при расфокусировке в блоке 11 падает амплитуда как оптического, так и электрического реперов. Управление фокусировкой осуществляется с помощью блока управления фокусировкой 23 (для камеры 11) и с помощью блока управления фокусировкой видеоконтрольного блока 40 (для блока 9).
Предлагаемое устройство обладает высокой степенью пространственно-временного согласования высокочастотного и низкочастотного сигналов, что позволяет значительно улучшить эмоциональное восприятие телевизионного изображения. Применение высокочастотных реперов в канале обработки низкочастотных составляющих видеосигнала позволяет избежать присущий всем реперсным системам недостаток: появление репера в поле зрения наблюдателя. В предлагаемом устройстве высокочастотные реперы отфильтровываются фильтром низких частот и, кроме того, появление реперов в случайной зоне изображения позволяет полностью устранить визуальные помехи от электрического репера.
Предложенные в отличительной части,формулы блоки достаточно просто реализуются на базе современной схемотехники. Так, датчик псевдослучайных чисел может быть выполнен на основе двух автоколебательных мультивибраторов с кольцевым счетчиком, датчик оптического репера 32 представляет собой оптический проектор, с малоинерционным источником светового потока, например светодиодом. 0стальные блоки выполняются на базе общеизвестной схемотехники.
Формула изобретения
° Кинотелевизионная системл по авт. св . Р 721905, о т л и ч а ю — . щ а я с я тем, что, с целью устранения пространственно-временных ис кажений телевизионного изображения, в нее введены генератор электрического репера, блок формирования электрического репера, пороговое устройство, блок выбора строк, датчик . псевдослучайных чисел, блок задержки электрического репера, блок выделения огибающей сигнала, блок модуляции амплитуды электрического репера, датчик оптического репера, блок экспозиции оптического репера,,блок задержки экспозиции оптического репера, блок управления центровкой камеры, блок управления центровкой видеоконтрольного блока, блок выделения электрическогс репера; блок оценки фокусировки, блок
5 выделения оптического репера, блох управления фокусировкой видеоконтрольного блока, при этом выход блока выделения импульсов синхронизации подключен к генератору элект1О рического репера; выход которого соединен с первым входом блока формирования электрического репера, к второму входу блока формирования электрического репера, выход которого соединен с первым входом блока модуляции амплитуды электрического репера, и к первому входу блока управления центровкой видеоконтрольного блока, подключенного к второму входу видеоконтрольного блока, выход гененатора сигналов компенсации подключен к входам блока выделения огибающей сигнала и порогового устройства, соединенного с первым входом блока выбора строк, подключенного выходом к третьему входу блока формирования электрического репера, выход блока выделения огибающей сигнала соединен с вторым входом блока модуляции амплитуды электричес3О кого репера, выход которого подключен к третьему входу дополнительного видеоконтрольного блока, и через блок задержки электрического репера — к первому входу блока управ35 ления центровкой камеры, выход которого соединен с четвертым входом дополнительной телевизионной камеры, датчик псевдослучайных чисел подключен первым выходом к второму
4Q входу блока выбора строк, а вторым выходом — к локу экспозиций оптического репера, первый выход Которого через датчик оптического репера соединен с четвертым входом
45 дополнительного видеоконтрольного блока, а второй выход через блок задержки экспозиции оптического репера — с вторым входом блока управления центровкой видеоконтрольного
5О блока, выход дополнительной телевизионной камеры подключен к входам блока выделения электрического репера и блока выделения оптического репера, первый выход которого связан с третьим входом блока управления центровкой видеоконтрольного блока, а второй выход — с первым входом блока оценки фокусировки, первый выход которого соединен с входом блока управления Фокусировкой, а второй выход через блок управления фокусировкой видеоконтрольного блока — с пятым входом дополнительного видеоконтрольного блока, первый и второй выходы блока выде65 ления электрического репера подключе970728
Составитель В. Иаксимова..
Редактор Н. Безродная Техред Л.Пекарь Корре кто р С. Ше кмар
Заказ 8429/78 Тираж 688 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ны соответственно к второму входу блока оценки фокусировки и к второму входу блока управления центровкой камеры.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
771905, кл. Н 04 N 7/18, 1978.
