Способ формирования телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к прикладному телевидению и обеспечивает повышение точности формирования ТВ-сигнала путем уь еньшения времени экспоИзобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано при реализации телевизионных (ТВ) систем высокого пространственного разрешения, используемых при проведении ТВ-съемок исследрвательс-- кого характера в различных областях науки и техники, например, при космических съемках поверхности земли или других небесных тел. Цель изобретения - повьшение точности формирования ТВ-сигнала путем нирования светового потока. Оптич. изображение объекта формируется объективом 1, отклоняется дефлектором 2, преобразуется в ТВ-сигнал матричным преобразователем свет-сигнал (МПСС) 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передачи информации. Этот процесс повторяется М) раз (My - шаги вдоль строк и М 5 - шаги вдоль столбцов МПСС 3) при различных положениях ОПТИЧ. изображения относительно МПСС, изменяемых дефлектором 2 по сигналу блока 5 управления и синхронизации . Радиосигнал поступает в блок 6 приема информации и далее в- ЭВМ 7. ЭВМ 7 проводит размещение отсчетов в памяти в порядке следования координат центров считываемых зл-тов МПСС 3, прямое преобразование Фурье упорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-частотную хар-ку эл-та МПСС 3 и обратное преобразование Фурье. 8 ил. О) со 4i со Од уменьшения времени зкспонирования светового потока. На фиг. 1. изображена структурная схема устройства, реализующего способ формирования телевизионного сигнала; на фиг. 2 - исходная последовательность разложение оптического изображения вдоль оси X; на фиг.З - разложение оптического изображения оси X, получаемое после упорядочения отсчетов; на фиг. 4 - результирующее разложение оптического, изображения вдоль оси X; на фиг. 5 - дискретный

CQIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU„„1 4 684 (51) 4 Н 04 N 5/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕИИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3912941/24-09 (22) 12.06 ° 85 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (71) Институт космических исследований АН СССР (72) Г.А.Аванесов, Б.С.Куков, В,В.Полищук, В.А.Иамис.и Г.Д.Шнырев (53) 621.397(088.8) (56) Аванесов Г.А. Оперативные средства получения космической видеоинформации оптического:диапазона. В кн. Космические исследования земных ресурсов. М.: Наука, 1976, с. 24-34.

Приборы с зарядовой связью. Под ред. М.Хоувза, N.Ìoðãàíà. М.: Энергоиздат, 1981, 372 с.

Авторское свидетельство СССР

Р 1100754, кл. Н 04 N 9/04, 1981. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к прикладному телевидению и обеспечивает повышение точности формирования ТВ-сигнала путем уменьшения времени экспоИзобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано при реализации телевизионных (ТВ) систем высокого пространственного разрешения, используемых при проведении ТВ-съемок исследовательс-. кого характера в различных областях науки и техники, например, при космических съемках поверхности земли или других небесных тел.

Цель изобретения — повышение точности формирования ТВ-сигнала путем

2 нирования светового потока. Оптич. изображение объекта формируется объективом 1, отклоняется дефлектором

2, преобразуется в ТВ-сигнал матричным преобразователем свет-сигнал (МПСС) 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передачи информации. Этот процесс повторяется Y.„Y. раз (Му — шаги вдоль строк и М у — шаги вдоль столбцов МПСС 3) при различных положе-" ниях оптич. иэображейия относительно

МПСС, изменяемых дефлектором 2 по сигналу блока 5 управления и синхронизации. Радиосигнал поступает в блок 6 приема информации и далее в.

ЭВМ 7. ЭВМ 7 проводит размещение отЩ счетов в памяти в порядке следования координат центров считываемых эл-тов

МПСС 3, прямое преобразование Фурье упорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-частотную хар-ку эл-та МПСС 3 и обратное Ф преобразование Фурье. 8 ил. CO уменьшения времени экспонирования светового потока.

На фиг. 1.изображена структурная схема устройства, реализующего способ формирования телевизионного сигнала; на фиг. 2 — исходная последовательность разложение оптического изображения вдоль оси Х; на фиг.3— разложение оптического изображения оси Х, получаемое после упорядочения отсчетов; на фиг. 4 — результирующее разложение оптического изображения вдоль оси Х; на фиг. 5 - дискретный

1349684 спектр упорядоченного сигнала по оси на фиг. 6 — дискретный спектр результирующего сигнала по оси „ при заявленном способе ТВ-съемки; на I фиг. 7 — аппроксимация апертурно-импульсной характеристики ТВ-системы; на фиг. 8 — частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров.

Устройство (фиг. 1) содержит 10 объектив 1, дефлектор 2, матричный преобразователь свет-сигнал (NICC)

3, например, на ПЗС-матрице, блок 4 передачи информации, блок 5 управления и синхронизации, блок 6 приема информации ЭВМ 7, цифровой магнитофон 8 и полутоновый дисплей 9.

Устройство работает следующим образом.

Оптическое изображение объекта формируется объективом 1, отклоняет.ся дефлектором 2, преобразуется в

ТВ-сигнал МПСС 3, преобразуется в радиосигнал и передается по каналу связи блоком 4 передачи информации, причем этот процесс повторяется

М „ » М„ раз при различных положениях оптического иэображения относительно МПСС, изменяемых с помощью дефлектора 2 по сигналу блока 5 уп::равления и синхронизации. Радиосиг :нал по каналу связи поступает в блок 6 приема информации и далее в ЭВМ 7, . с помощью которой проводится размещение отсчетов в памяти в порядке следования координат центров считываемых МПСС,,прямое преобразование Фу" рье упорядоченного сигнала, деление полученного спектра на апертурно-частотную характеристику элемента MICC 40 и обратное преобразование Фурье.

В качестве дефлекторов 2 могут быть использованы, например, акустооптические дефлекторы. Возможно также механическое смещение МПСС 3 от- 4 носительно исходного светового потока.

Остальные компоненты устройства яв.ляются стандартными.

Пусть h(x, у) — апертурно-импульс" ная характеристика (АИХ) элементарного фотоприемника, Значение сигнала изображения, получаемого элементарным фотоприемником в точке с координатами (х, у), равно а(х, у) а (х, у) +s(x, У) (1) 55

+Ю Ф00 .где а (х, у) ) h(x,У )Ь(х -х,у -у )dx dy — сигнал беэ шума;

Ь (х, у) — освещенность оптического изображения, з(х, у). — шумовая компонента..

После упорядочения отсчетов, последовательно считанных при М„ » М вЂ” положениях МПСС относительно исходного светового потока, получается дискретный сигнал а; =a(il» )1„), где 1„, 1 — шаги смещения вдоль строк и столбцов МПСС 3;

i O)1э,2,° ° °,N„N» 1;

j O,1,2,...,М„Я„-1;

Н„, N у, — число элементов в строках и столбцах МПСС 3.

Сигнал а " следуницим образом свя1 зан с требуемым ТВ-сигналом (беэ шумов) а,;, соответствующим разложению оптического изображения с размерами элемента разложения 1„ » 1 „: м„/z р где Ь „- константы, получаемые при аппроксимации реальной АИХ

h(х y) кусОчнО-пОстОяннОй

АИХ (фиг. 7), причем (ошибки аппроксимации включены в шумовую компоненту s; ):

h (õ, у)(Ь„,„при 1х-в1„141„/2 и

1у-nl„ll 1„/23. (3)

Соотношение (2) эквивалентно следующему соотношению спектров Фурье:

Ц

Au» Нуч Ауч+8uv ° где заглавными буквами обо. начены дискретные спектры сигналов, обозначенных соответствующими строчными буквами. При этом Но„(диск:..етный спектр функции h„„) есть дискретная апертурно-частотная характеристика (АЧХ) ТВ-системы.

Поэтому, разделив спектр А „на

АЧХ Н, .получим спектр

«в

Аоч-фuvAuмАУЧ+80 э

1 ц Suv спектр m a н„„ а выполнив его обратное преобразование фурье, получим требуемый ТВ-сиг«е нал а;; =а;1 +з;

Таким образом, предлагаемый способ съемки эквивалентен съемке нормальной ТВ-системой, имеющей М„K „

»М Н элементов разложения размером

1„ 1 . Шумы з .. эквивалентной норУ мальной ТВ-системы зависят от характеристцк исходной TB-системы.

При решении узкоцелевых задач, когда приближенно известен средний спектр мощности (I А „)>сигнала а<, вместо инверсной целесообразно использовать винеровскую фильтрацию, при которой частотная характеристика корректирующего фильтра имеет вид

II uv ц" III„„1 +((S Р /(Auv

При этом получается минимальная средняя мощность шумов s;I среди всех возможных линейных пространственноинвариантных преобразований.

Частотные характеристики инверсного и винеровского фильтров условно показаны на фиг. 8. формула изобретения

Способ формирования телевизионного сигнала, основанный на проецировании исходного светового потока на фоточувствительные элементы матричного преобразователя свет-сигнал (ИПСС), последовательном относительном смещении KICC и исходного свето349684 6 ваго потока на М„лагов вдоль строк и на М„шагов вдоль столбцов ИПСС, причем шаги смещения выбирают в И и

И, раз меньшими расстоящщ ежду центрами элементов ИПСС соответственно по направлению строк и столбцов, поэлементном считывании сигнала в каждом положении MICC, его запоминании с размещением отсчетов s порядке следования координат центров считываемых элементов KICC и последующем преобразовании в телевизионный сигнал с размерами элемента разложения, равными шагами смещения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности форьщравання путем уменьшения времени экспонирования светового потока, при поэлементном считывании сигнала в каждом положении ИПСС размеры элемента разложения выбирают равными размеру элемента MICC, при преобразовании запомненного сигнала в телевнзионнъй сигнал

25 последовательно осуществляют прямое преобразование фурье, делят полученный спектр на апертурно-частотную характеристику элемента ИПСС и осуществляют обратное преобразование Фу"

ЗО рье.

1349б84

1 л.

° ° ° е ° е ° t ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° е ° ° ° ° ° ° ° ° ° е е ° ° ° ° ° . (e ff "т "т 7 Т

Дание. 3

1349684

-РQ

Составитель Г.Росаткевич

Редактор Н,Коляда Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Заказ 6882 Тираж б27 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101