CZ38099A3 - Televizní systém s vysokým rozlišením - Google Patents

Description

Vynález se týká blokového schématu pro televizní systémy 5 s vysokým rozlišením, které používají nejméně dvě kamery a zařízení pro sestavení částí do integrálního obrazu. Takové systémy se mohou použít zejména pro potřeby rentgenové funkční diagnostiky, například:

pro angiografické studie s použitím RTG kontrastních látek, zvláště pro určování průchodnosti cév a hodnocení účinnosti zásobování orgánů a tkání krví;

pro rentgenoskopické sledování průběhu chirurgických operací pomocí sond, katetrů a' podobných nástrojů, které se do organismu zavedou jícnem, konečníkem nebo cévou;

pro rentgenoskopii plic, srdce, žaludku a jiných pohybujících se orgánů;

pro bezfilmovou rentgenografii v traumatologií;

pro bezfilmovou fluorografii při masových prohlídkách veřejností;

pro rentgenografii v urologii a jiných oblastech, ve kterých se požaduje periodické pozorování pomalu se šířící RTG kontrastní látky v organismu.

Dosavadní stav techniky

Používání výše uvedených druhů vyhodnocování obrazů se neustále rozšiřuje a jako celek se v souvislosti s rozvojem medicíny stává stále nákladnějším. Již před mnoha lety proto vyvstala potřeba nahradit dosud široce rozšířené statické či sekvenční fotografické obrazy, ve kterých se používají filmové (zvláště k RTG záření citlivé) materiály, novou technologií.

Je jen přirozené, že v souvislosti s dosaženou úrovní rozvoje televizní a počítačové technologie a vznikem RTG televizních systémů je přirozeným dalším vývojovým stupněm bez filmová rentgenová diagnostika.

Na této cestě je však nutné překonat několik podstatných překá žek.

První překážka je dána skutečností, že mnoho z fyziologických procesů (zvláště oběhových) probíhá takovou rychlostí, že RTG kontrastní látka vpuštěná do vaskulárního lože zónu pozorování opustí v několika sekundách. Odtud vyplývá objektivní potřeba vysokorychlostního (ne méně než 25 snímků za sekundu) snímání obrazu.

Dále, diagnostická hodnota RTG televizních obrazů do značné míry závisí na rozlišení. Jinými slovy, prostorové rozlišení (od 3 do 5 dvojic přímek na mm) a kontrast nesmí být horší než u obvyklých filmových snímků.

A v neposlední řadě musí být RTG televizní systémy pokud možno jednoduché a tedy vyrobitelné, dostupné, spolehlivé a snadno obsluhovatelné.

Splnění jednoho z uvedených požadavků konstrukcí televizního systému používajícího speciální televizní kamery nepředstavuje zvlášť obtížný úkol.

Je například známa (News Briefs, Tech Briefs... Medical Imaging, The Business Magazíne for Technology Management, sv. 10, č. 12, 1995, str. 20) televizní kamera (dále jen video kamera) Kodak, model KAF-16800, jejíž základ tvoří MOS (metal oxide semiconductor - polovodič na bázi oxidu kovu) prvky, s MOS tranzistory i v koncových stupních a formátem 4096 x 4096 pixelů.

Podle dostupných informací je tato kamera svým 10 rozlišením jedinečná.

Ovšem díky nutnosti korekce aberace je její konstrukce velmi složitá (zvláště optická část) a její výroba a provoz tudíž velmi nákladné. Navíc maximální rychlost snímání obrazu nepřesahuje u MOS prvků 0.5 snímku za sekundu; to postačuje například pro bezsnímkovou rentgenografii v traumatologii, ale je to podstatně méně než požadované minimum 25 snímků za sekundu v angiografii či při sledování průběhu chirurgických zákroků (7 snímků/sekundu).

Úsilí proto směřuje k zvětšení rozlišení a rychlosti snímání takových RTG televizních systémů, které používají v podstatě levné a vysoce spolehlivé tradiční video kamery.

Ξ využitím trubice (elektronky) Philips XQ5002 byl postaven televizní systém s řádkovým snímáním s rozlišením 2000 řádků a ne více než 1350 pixelů na řádek (Murphy G., Bitler W., Lybrook J. , Slevener T., Broemelsíek M.: The application of a Plumbicon TV-Camera

System. Proč. SPIE - 1994, sv. 2163, str.

Tube in 2000-Line 333-339).

Kvůli omezení šířky frekvenčního pásma video signálu na 20 MHz nemůže tento systém dosáhnout větší snímkové rychlosti než 7.5 snímku za sekundu. Taková rychlost snímání postačuje například pro rentgenoskopické sledování. průběhu chirurgických zákroků, ale neodpovídá požadavkům pro angiografická pozorování. Standardní výpočty odborníků naznačují, že rozšířením frekvenčního pásma video signálu až na 30 MHz lze dosáhnout rozlišení až 2000 pixelů na řádek, ovšem při zachování rychlosti 7.5 snímků za sekundu.

Rozšíření frekvenčního pásma je ovšem doprovázeno nutností vytvořit zvláštní video předzesilovač se širokopásmovými vstupními prvky a nutností snížit úroveň přirozeného šumu zobrazovací trubice.

Zvětšení rozlišení až na 2000 x 2000 pixelů v jediném snímku lze dosáhnout v RTG televizních systémech určených pro gastrointestinální vyšetření použitím SATICON video kamer, které jsou opticky spojeny s RTG zdrojem prostřednictvím optického děliče a RTG optoelektrickým měničem (Ogura N.,

Masuda Y., Fujita H.: Technical and Clinical Evaluations of a 2048x2048 Matrix Digital Radiography System for Gastroíntestinal Examínations. Ibid. 1991, sv. 1443, str. 401-408). Ovšem rychlost v tomto případě činí pouhých 0.94 snímku za sekundu).

Výše popsané obtíže lze opět překonat rozšířením frekvenčního pásma video signálu, ovšem doporučuje se vyhnout se tomu tím, že se takové televizní systémy budou používat jen pro pozorování pomalu probíhajících fyziologických procesů a rychlé procesy by se pro pozdější analýzu měly zaznamenávat na široký (do 100 mm) filmový pás.

• ·

Tato zařízení jsou vhodná (i když nákladná) pro diagnostická zkoumání v situacích, v nichž není pacientův život nijak ohrožen, prakticky je ovšem nelze použít pro rentgenoskopické sledování průběhu chirurgických zákroků a už vůbec se nehodí pro masové fluorografické vyšetřování populace.

fokusy použít video kamery s vysokým rozlišením, které pracují na bázi CCD prvků (charge-coupled semiconductor device) popsaná Z. Ninkovem a kol. (Characterization of a Large-Format CCD array. Optical Engineering, 1995, sv. 34, č. 1) v RTG televizních systémech s rychlostí ne méně než 25 snímků za sekundu jsou vázány na použití ještě větší šířky frekvenčního pásma video signálu než ve výše popsaných případech.

Tedy, frekvenční pásmo video signálů u komerčně dostupných video kamer s CCD poli nepřesahuje 30 MHz. Ovšem při rozkladu obrazu do 2000 x 2000 pixelů při rychlosti 25 snímků za sekundu musí být šířka frekvenčního pásma video signálu nejméně asi 100 MHz. Při uvažováni formátu 3000 x 4000 pixelů, který se již blíží rozlišení RTG filmu 30 x 40 cm, by měla šířka frekvenčního pásma video signálu být blízká 300 MHz - to přesahuje kapacitu stávajících video kamer na bázi CCD polí mnohonásobně.

Přirozeným způsobem obejití těchto obtíží je vytvoření vícekamerového televizního systému, ve kterém se každá z vysokorychlostních video kamer se standardní šířkou frekvenčního pásma zaměří pouze na určitou část zkoumaného nebo pozorovaného objektu a výsledný obraz celku se získá složením obrazu dílčích.

Nejjednoduššími příklady použití tohoto principu jsou televizní bezpečnostní a dozorové systémy, například VC-Profi (V701-003), CSS-4223 a Videoman (JHV-501), ve kterých jsou ke společnému monitoru nebo analyzátoru složeného obrazu připojeny nejméně dvě video kamery (viz katalog Equipment for Television Observation and Television Monitoring Systems, Ultra Star, South Korea, vydáno Střediskem pro bezpečnostní technologie v Moskvě, 1995, str. 36).

Tyto systémy naprosto postačují pro rozlišení pohybujících se nebo málo kontrastních objektů ve společném zorném poli.

Ovšem takto vzniklý složený obraz se zcela zřetelně skládá z jednotlivých polí, která odpovídají zorným polím jednotlivých video kamer, přechody či hranice mezi jednotlivými částmi, jsou viditelné. Navíc rozlišení takových systémů je v podstatě dané rozlišením monitoru, na kterém se složený obraz zobrazuje.

Lze tedy říci, že bez podstatných vylepšení nelze tyto systémy jako části pozorovacích systémů integrálních objektů (které vyžadují detailní zobrazování), zejména pak jako složek RTG diagnostických systémů pro potřeby angiografie a sledování průběhu chirurgických zákroků, použít.

Tyto systémy však mohou posloužit jako výchozí řešení pro vytvoření RTG televizních systémů s vysokým rozlišením.

Z dosud známých systémů má k systému podle vynálezu svou technickou podstatou nejblíže televizní systém s vysokým rozlišením podle US patentu 5,351,067 (Lumensky L. a kol.: Multi-source Image Reál Time Mining and Ant i-Allasing) .

Tento systém má:

nejméně dva vstupní zdrojové kanály pro části požadovaného obrazu, konkrétněji nejméně dvě video kamery;

v každém kanálu zapojené do série:

- anologově-digitální převodníky (dále jen ADC) ;

- vnitřní paměť (dále jen RAM);

- vstupní převodníky video standardů;

- zařízení pro syntézu výstupního video signálu, které je připojeno k výstupům video kamer a skládá se z:

nejméně dvou mixérů, které navazují na výstupy standardních převodníků;

nejméně dvou multiplexerů, ve kterých:

řídicí vstupy jsou připojeny ke společné řídicí jednotce, která obsahuje osobní počítač (PC), modul vyrovnávací paměti a video dělič;

- mixéry jsou připojeny k prvním datovým vstupům a standardní převodníky jsou připojeny ke druhým datovým vstupům, a

-- které, od druhého, jsou zapojeny do série vždy k předcházejícímu multiplexeru prostřednictvím třetích datových vstupů, kde

-- monitor s vysokým rozlišením (zobrazovač) je připojen k výstupu posledního multiplexeru;

centrální procesor na bázi PC.

Pomocí multiplexerů se v popsaném televizním systému dosáhne podstatného (až 260 MHz) rozšíření společného frekvenčního pásma výstupního video signálu. Na jedné obrazovce se tak simultánně může zobrazovat několik obrazů, jejichž polohu, vzájemné kombinace a měřítka na obrazovce může operátor libovolně měnit, a které se obnovují frekvencí rovnou nebo větší než 25 snímků za sekundu.

··

Ovšem navzdory tomu, že vstupní video kamery se rozmístí tak, že součet jejich zorných polí pokryje celou oblast pozorovaného nebo zkoumaného integrálního objektu, není možné na výstupu systému vytvořit integrální obraz, na kterém by nebyly patrné hranice zorných polí jednotlivých video kamer. Tento nežádoucí jev se nedá odstranit, protože:

za prvé, nelze odstranit geometrické zkreslení (a to i v 10 případě, že jsou jednotlivě zanedbatelná) z jednotlivých vstupních prvků, která se ve výstupním (syntetizovaném) video signálu sečtou a stanou se tím výraznější, čím blíže jsou objektivy video kamer k pozorovanému nebo zkoumanému objektu;

za druhé, zařízení použitá pro získání prvotních dat (video kamery, ADC, apod.) nemohou mít naprosto shodné provozní charakteristiky.

Proto nelze výše popsané systémy jako části systémů pro pozorování integrálních (vyžadujících detailní zobrazení) objektů, konkrétně jako části diagnostických RTG systémů s vysokým rozlišením pro analýzu pohyblivých obrazů, ve kterých musí být vzdálenost mezi objektivy video kamer a zkoumaným objektem (například oběhovým systémem) či pozorovaným objektem (například chirurgická sonda postupující dutým válcovým orgánem) co možná nejkratší, účinně použít. Nutnost minimalizace uvedené vzdáleností určuje:

za prvé, snaha o snížení radiační expozice lidského 30 organismu (a tuto expozici lze zeslabit maximálním využitím radiačního toku z výstupu primárního měniče, který mění RTG záření ve viditelné světlo);

• ·03\-·ί:

za druhé, potřebou získat co možná nejpodrobnější obrazy pozorovaného nebo zkoumaného objektu.

Podstata vynálezu

Na základě výše popsaných nedostatků dosud známých řešení si vynález klade za cíl přinést televizní systém s vysokým rozlišením, který bude schopen efektivně spojovat jednotlivé obrazy do jediného integrálního obrazu (s odstraněnými přesahy) dynamického procesu, který se bude vyznačovat rozlišením ne méně než 3000 x 4000 pixelů s prostorovým rozlišením a kontrastem, které nebudou horší než u obrazů na širokých RTG statických nebo dynamických filmových snímcích. Tohoto cíle chce vynález dosáhnout novým zapojením a strukturou systému.

Televizní systém s vysokým rozlišením podle vynálezu se skládá z nejméně dvou video kamer, modulu analogovědigitálních převodníků (ADC), převodníku video standardů, vnitřní paměti (RAM), zařízení pro syntézu výstupního video signálu, která jsou připojena na výstupy video kamer a navzájem propojena, a centrálního procesoru na základě PC. Podle vynálezu jsou syntetizátory video výstupu založeny na vícekanálovém korektoru geometrického zkreslení a synchronízátoru. Korektor je zároveň připojen přes ADC modul k výstupům video kamer a přes převodník video standardů a RAM ke vstupu PC. Synchronízátor je přes vlastní řídicí vstup připojen k synchronizačnímu výstupu nejméně jedné z video kamer a přes vlastní řídicí výstupy k hodinovému vstupu ADC modulu, k adresovým vstupům korektoru a adresovým a řídicím synchronizačním vstupům převodníku video standardů.

φφ «φφφ

II φ Φ ¹ ·♦ Μ •íTa-í’

Zařízení pro syntézu výstupního video signálu postavené na základě vícekanálového korektoru geometrického zkreslení a synchronizátoru a jejich zahrnutí do struktury systému představují nezbytný a přitom postačující prostředek pro podstatné snížení vlivu geometrického zkreslení, které nevyhnutelně vzniká ve vstupních stupních televizního systému, na kvalitu výstupního video (syntetizovaného) signálu. Ve skutečnosti, ve většině případů, pro efektivní spojení jednotlivých obrazů částí zkoumaného nebo pozorovaného objektu do integrálního obrazu postačuje uvažovat s částečným překrýváním se zorných polí jednotlivých kamer a geometrickým zkreslením, které do jejich výstupního video signálů vnáší optické systémy.

První závislý aspekt televizního systému podle vynálezu spočívá ve skutečnosti, že televizní systém je vybaven zdrojem primárního (RTG) záření a převodníkem RTG obrazu do obrazu viditelného. Tento převodník se nachází na vstupní části video kamer. Ve většině případů toto uspořádání postačuje k tomu, aby bylo možné navrhovaný televizní systém použít jako součást RTG diagnostického systému.

Podle druhého závislého aspektu je televizní systém vybaven nejméně jedním kalibračním testovacím objektem ve tvaru třírozměrného cíle, který se při nastavování systému umístí před video kamery. Značně se tím usnadní nastavení televizního systému podle vynálezu pro sestavení jednotlivých obrazů částí zkoumaného nebo pozorovaného objektu do integrálního obrazu.

•«α-ί: ·· ·*

Podle třetího závislého aspektu je televizní systém vybaven zařízením pro umísťování testovacího objektu do zorných polí video kamer a odstraňování testovacího objektu ze zorných polí video kamer. Toto zařízení je připojeno k řídicímu synchronizačnímu výstupu synchronizátoru, který je dále zpětnovazební smyčkou dodatečně propojen s PC. Dosáhne se tím automatického nastavení televizního systému v případě, že vznikne potřeba za provozu korigovat kvalitu sestavení integrálního obrazu z dílčích obrazů od jednotlivých kamer.

Čtvrtý závislý aspekt spočívá v tom, že televizní systém je vybaven monitorem s vysokým rozlišením, který je spojen s datovým výstupem převodníku video standardů s RAM. Uživatel sestaveného integrálního obrazu sledovaného nebo pozorovaného objektu jej tak může sledovat (s frekvencí, která není nižší než 25 snímků za sekundu).

Podle pátého závislého aspektu vícekanálový korektor geometrického zkreslení má v každém kanálu:

na vstupu:

- nejméně dva identické výpočtové obvody pro generování korigovaných souřadnic podél horizontály a vertikály každého z prvků (pixelů) obrazu ve výstupním video signálu, které se počítají na základě počátečních souřadnic analogických pixelů obrazu ve vstupním video signálu a korekčních faktorů;

- nejméně dvou modulů podřízené paměti pro digitální vstupní video signál, které jsou připojeny k výpočtovým obvodům jako zdroje adres pro načítání dat korigovaných pixelů výstupního video signálu; a na výstupu:

invertor, který je vložen mezi výše zmíněný synchronizátor a jeden z modulů podřízené pamětí, a výstupů « 4<t *· ·«»· · · * 9 9 · · · · · .

·····* * • · · 9 9 Φ » fe Φ * ·* ··

- výstupní multiplexer pro střídavé připojení modulů podřízené paměti ke vstupu převodníků video standardů a RAM.

Takové uspořádání vícekanálového korektoru geometrického zkreslení je pro RTG televizní systém, který je nastavitelný pro sestavení integrálního obrazu z obrazů snímaných jednotlivými video kamerami s využitím pevných třírozměrných testovacích cílů, přednostní.

V šestém závislém aspektu ve vlcekanálovém korektoru platí:

každý z výpočtových obvodů má nejméně:

- jeden vstupní komparátor s pevným prahovým digitálním kódem připojený k výstupu z jednoho z ADC, jeden dekodér připojený k adresovým výstupům synchronizátoru pro souřadnice pixelů vstupního obrazu, který má dva řídicí vstupy, dva AND logické obvody, z nichž každý je připojen k výstupu komparátoru a k řídicímu výstupu synchronizátoru, z nichž jeden je připojen k prvnímu a druhý k druhému řídicímu výstupu dekodéru,

- dvě stálé RAM paměti, ve kterých:

řídicí vstupy jsou nezávisle připojeny k výstupům příslušných AND logických obvodů, a adresové a datové vstupy jsou rovněž nezávisle příslušně připojeny k adresovým vstupům synchronizátoru;

1ΑΛ1

- jeden dekodér připojený k adresovému výstupu jedné ze souřadnic každého pixelu vstupního obrazu ze synchronizátoru (při zpracování se signál, který odpovídá jedné ze souřadnic každého pixelu vstupního obrazu, pošle k datovým vstupům první a druhé stálé RAM prvního výpočtového obvodu; signál, který odpovídá druhé ze souřadnic každého pixelu vstupního obrazu, dorazí k adresovým vstupům stejných RAM, zatímco stejné signály, ovšem v opačném pořadí, se pošlou k odpovídajícím vstupům první a druhé stálé RAM a dekodéru druhého výpočtového obvodu),

- jeden diferenciální stupeň se dvěma datovými vstupy, které jsou samostatně připojeny k příslušným datovým výstupům stálých RAM, normalizátor pro celočíselné dělení digitálního paralelního kódu signálu, který určuje jednu ze souřadnic každého pixelu zkresleného obrazu, digitálním kódem konstantního nastavení jednoho z geometrických rozměrů nezkresleného rastru (příslušně v horizontále v jednom výpočtovém obvodu a ve vertikále ve druhém výpočtovém obvodu),

- multiplikátor pro vynásobení digitálních kódů jedné z normalizovaných souřadnic každého z pixelů vstupního obrazu digitálním kódem aktivního rozměru zkresleného rastru, který příslušné souřadnici odpovídá,

- sčítač pro sčítání digitálních kódů souřadnic počátku reprezentace zkresleného rastru a okamžitého přírůstku v souřadnici zpracovávaného pixelu obrazu ve stejném rastru, zatímco každý modul podřízené pamětí má:

- dva vstupní multiplexery, z nichž každý je navržen pro generování odpovídajících digitálních kódů souřadnic pixelů vstupního a korigovaného obrazu, k multiplexerům jsou připoj eny ·· υ?Λ·1 *·

- RAM pro zápis vstupního video siqnálu na jednu adresu a čtení video signálu korigovaného obrazového výstupu z adresy jiné.

Popsaná struktura zkreslení velmi účinně kanálů korektoru geometrického usnadňuje sestavení integrálního obrazu z dílčích obrazů sejmutých jednotlivými video kamerami, a to aniž by došlo ke ztrátě informace ve švech.

Podle sedmého závislého nároku se převodník video standardů zkombinuje s RAM a dále má:

RAM skupiny s navzájem izolovanými datovými vstupy, jejichž počet je rovný počtu video kamer a z nichž ke každé jsou připojeny:

- dva adresové multíplexery, a

- dvě snímkové vyrovnávací paměti; řídicí dekodér paměťové skupiny; první digitálně-analogový převodník; vyrovnávací RAM, která obsahuje:

paralelně zapojené paměťové moduly, jejichž počet je rovný počtu video kamer, dekodér vyrovnávací RAM, a druhý digitálně-analogový převodník.

Kombinace převodníku video standardů s RAM moduly zmenšuje nároky na vybavení, které je potřebné k provádění výše zmíněných funkcí televizních, zvláště RTG televizních systémů orientovaných na sestavování integrálního obrazu z dílčích obrazů snímaných jednotlivými kamerami.

V osmém závislém aspektu se kombinace převodníku video standardů a RAM vyznačuje tím, že:

(a) v každé RAM skupině:

* · *

• 0

UA-*1 datové vstupy snímkových vyrovnávacích pamětí jsou zkombinovány a připojeny k odpovídájícím výstupům vícekanálového korektoru geometrického zkreslení, jejích datové výstupy jsou rovněž zkombinovány (i mezi skupinami) a připojeny k datovému vstupu prvního digitálně-analogového převodníku;

první vstupy multiplexerů jsou zkombinovány a připojeny k synchronizačním výstupům kódů pro souřadnice pro zápis korigovaných obrazů do snímkových vyrovnávacích pamětí synchronizátoru, druhé vstupy multiplexerů jsou rovněž zkombinovány a připojeny k synchronizačním výstupům kódů pro souřadnice pro čtení korigovaných obrazů ze snímkových vyrovnávacích pamětí v synchronizátoru;

první výstupy prvního multiplexerů jsou připojeny k odpovídajícím adresovým vstupům první snímkové vyrovnávací paměti, první výstupy druhého multiplexerů jsou připojeny k odpovídajícím adresovým vstupům druhé snímkové vyrovnávací paměti;

druhý řídicí vstup prvního multiplexerů a druhý převrácený řídicí vstup druhého multiplexerů jsou připojeny k řídicímu výstupu synchronizátoru;

první výstupy multiplexerů jsou připojeny k adresovým vstupům, jejich druhé výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům výběru obvodu a jejich třetí výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům čtení-zápis odpovídajících RAM;

(b) ve všech RAM skupinách:

první řídicí vstupy prvního a druhého multiplexerů jsou zkombinovány a příslušně připojeny k prvnímu, druhému, atd. výstupu dekodéru, a datové výstupy všech snímkových vyrovnávacích pamětí jsou zkombinovány a připojeny k datovému vstupu prvního digitálně-analogového převodníku;

RAM jsou výstupům (c) řídicí vstup dekodéru je připojen k řídicímu výstupu synchroni zátoru;

(d) první a druhý řídicí vstup prvního digitálněanalogového převodníku jsou příslušně připojeny k synchronizačním výstupům synchronizátoru, datový výstup tohoto převodníku je připojen k monitoru s vysokým rozlišením;

(e) adresové vstupy modulů vyrovnávací zkombinovány a připojeny k synchronizačním synchronizátoru s kódy souřadnic; jejich datové vstupy jsou připojeny k odpovídajícím výstupům vícekanálového korektoru geometrického zkreslení; jejich datové výstupy jsou zkombinovány a připojeny k datovému vstupu druhého digitálněanalogového převodníku; jejich řídicí vstupy čtení-zápis jsou připojeny k řídicímu výstupu synchronizátoru a datový vstup posledního modulu vyrovnávací RAM je připojen k odpovídajícímu datovému vstupu snímkové vyrovnávací paměti;

(f) řídicí vstupy dekodéru vyrovnávací RAM jsou připojeny k odpovídajícím řídicím výstupům synchronizátoru a řídicí výstupy dekodéru jsou připojeny ke vstupům výběru obvodu paměťových modulů tak, že první z výstupů je spojen se vstupem prvního paměťového modulu, druhý se vstupem druhého paměťového modulu, atd.;

(g) datový vstup druhého digitálně-analogového převodníku je připojen ke zkombinovaným datovým výstupům paměťových modulů; řídicí vstupy tohoto převodníku jsou připojeny k příslušným synchronizačním výstupům synchronizátoru a jeho datový výstup je připojen k výše zmíněnému modulu pro vstup video signálů do PC.

UA-»!

Výše popsané konkrétní uspořádání kombinace převodníku video standardů a RAM je přednostní pro vytváření integrálních, velkoformátových obrazů s vysokým rozlišením, které se skládají z mnoha (10 a více) částí, z nichž každá má rozlišení podstatně menší.

Podle devátého závislého aspektu má synchron!zátor: první hnací generátor synchronizačních signálů odpovídájících standardu rozlišení video kamer, jehož 10 hodinový výstup je připojen k hodinovým vstupům ADC modulů a vícekanálového regulátoru prahových hodnot, a nejméně jeden druhý hnací generátor synchronizačních signálů odpovídajících standardu vysokého rozlišení syntetizovaného obrazu;

dvě skupiny čítačů příslušných X a Y souřadnicím pixelů obrazů vytvořených každou z video kamer, a dvě skupiny čítačů příslušných X a Y souřadnicím pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením;

nejméně jeden seiektor synchronizačních puízů pro výběr 20 původních synchronizačních pulzů z celkového televizního signálu a pro vytváření výstupních vodorovných a svislých synchronizačních pulzů;

dva digitální komparátory příslušné kódům X_m a Y_m souřadnic;

dva monostabilní multivibrátory pro vytváření vodorovných (řádkových) a svislých (snímkových) pulzů odpovídajících standardu vysokého rozlišení;

nejméně jeden čítač počtu pixelů v syntetizovaném obrazu s vysokým rozlišením;

AND obvod pro logické násobení (konjunkci) v průběhu vytváření řídicích signálů pro korektor geometrického zkreslení;

*· · ·

.. ua*-! ·· stavu

PC pro souřadnice přes jeden jeden z monostabilních vstupní registr pro přijímání řídicích příkazů vyslaných

PC synchronizátorem;

výstupní registr pro posílání informací synchronizátoru k PC;

adresový dekodér pro programovatelný port vysílání řídicích příkazů k synchronizátoru, kde:

první hnací generátor je připojen k čítacímu vstupu první skupiny čítačů X souřadnice;

čítači vstup druhé skupiny čítačů Y souřadnice je připojen k výstupu vodorovných synchronizačních pulzů selektoru synchronizačních pulzů;

první skupina čítačů X_í;i souřadnice je připojena přes čítači vstup k výstupu druhého hnacího generátoru synchronizačních signálů;

citací vstup druhé skupiny čítačů Y„ souřadnice je připojen k výstupu čítačů X_m z digitálních komparátorů a multivibrátorů zapojených do série;

nulovací vstupy prvni skupiny čítačů X souřadnice a první skupiny čítačů X_m souřadnice jsou připojeny k výstupu vodorovných synchronizačních pulzů selektoru synchronizačních pulzů;

nulovací vstup druhé skupiny čítačů Y souřadnice je připojen k tomu výstupu selektoru synchronizačních pulzů, ze kterého se berou svislé synchronizační pulzy odpovídající úplnému snímku výstupního obrazu video kamer;

nulovací vstup druhé skupiny čítačů Y_m souřadnice je připojen k tomu výstupu selektoru synchronizačních pulzů, ze kterého se berou svislé synchronizační puizy odpovídající polovičnímu snímku výstupního obrazu video kamer;

výstup první skupiny čítačů X_ra souřadnice je připojen:

ke vstupům všech multiplexerů a ke vstupu řídicího dekodéru RAM skupiny převodníku video standardů s RAM, a

- přes první digitální komparátor a první monostabilní multivibrátcr zapojené do série k digitálně-analogovému převodníku srejného převodníku s RAM, a také

- k čítacímu vstupu druhé skupiny čítačů Y_m souřadnice; výstup druhé skupiny čítačů Y_ra souřadnice je připojen:

ke vstupům všech multiplexerů převodníku video standardů s RAM, a

- přes druhý digitální komparátor a druhý monostabilní multivibrátcr zapojené do série k digitálně-analogovému převodníku stejného převodníku s RAM, a také

- k čítacímu vstupu čítače počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením;

vstupní registr je připojen:

- přes paralelní datový vstup k počítači,

- přes první výstup k nulovacímu vstupu čítače počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením a k řídicímu vstupu převodníku video standardů s RAM,

- přes druhý výstup s druhému vstupu AND obvodu;

přes třetí výstup k nulovacímu vstupu D klopného obvodu;

výstupní registr je připojen:

- přes první vstup k výstupu svislých synchronizačních pulzů výše zmíněného selektoru synchronizačních pulzů, přes druhý vstup k výstupu čítače počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením,

- a přes výstup k PC;

adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání řídicích příkazů k synchronizátoru je připojen:

- přes vstup k adresové sběrnicí PC, a

- přes výstup ke vstupu vstupního registru;

Φ · φ

UA-.1

čítač počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením je dále připojen k řídicímu vstupu dekodéru vyrovnávací RAM převodníku video standardů s RAM.

Navzdory zdánlivé nadbytečnosti některých funkčních modulů představuje popsaná konstrukce synchronizátoru nej jednodušší provedeni plně splňující potřeby RTG televizního systému s vysokým rozlišením podle vynálezu.

Podle desátého závislého aspektu má synchronizátor navíc druhý AND obvod a D klopný obvod, a:

AND obvod je připojen přes jeden vstup k výstupu hnacího generátoru synchronizačního signálu, který odpovídá standardu rozlišení video kamer, přes druhý vstup k převrácenému výstupu D klopného obvodu, zatímco výstup se může použít v pomocném obvodu pro generování vstupních signálů pro korektor geometrického zkreslení, a

D klopný obvod je připojen:

- přes datový vstup k řídicímu výstupu vícekanálového regulátoru prahových hodnot, přes synchronizační vstup k výstupu selektoru synchronizačních pulzů, který odpovídá úplnému snímku vstupního obrazu, přes nulovací vstup ke třetímu výstupu vstupního registru.

Výše popsané dodatky napomáhají zlepšení kvality činnosti korektoru geometrického zkreslení a následně tedy i kvality výstupního obrazu.

UA«1 ·’

Podle jedenáctého závislého aspektu je televizní systém podle vynálezu dále vybaven digitálním amplitudovým korektorem video signálu, který je připojen ke vstupu vícekanálového korektoru geometrického zkreslení, mezisnímkovými digitálními akumulátory video signálu, jejichž počet je obvykle rovný počtu video kamer a které jsou vloženy mezi ADC modul a digitální amplitudový korektor video signálu, a vícekanálovým regulátorem prahových hodnot, který je připojen k výstupům digitálního amplitudového korektoru video signálu, je připojen přes synchronizátor k řídicím vstupům mezisnímkových digitálních akumulátorů video signálu a je vybaven zpětnovazebním řídicím výstupem ve zpětnovazební smyčce se zdrojem primárního (RTG) záření.

Složitější televizní systém s vysokým rozlišením podle tohoto aspektu je přednostním řešením pro RTG diagnostiku.

Dvanáctý závislý aspekt spočívá ve skutečnosti, že digitální amplitudový korektor video signálu je vícekanálový a v každém kanálu má:

dvě stálé RAM, které jsou příslušně určeny pro uchovávání kódů korekčních faktorů úrovně černé a maximální výchylky video signálu pro každý pixel vstupního obrazu z video kamery příslušné danému kanálu;

diferenciální stupeň pro výpočet rozdílu mezi kódy vstupního signálu a úrovně černé pro každý pixel vstupního obrazu z příslušné video kamery;

dělič pro výpočet korekčních faktorů normalizované amplitudy pro vstupní video signály jako podílu konstanty, která udává kód pro maximální výchylku video signálu pro vybrané video kamery a ADC, a proměnného kódu, který odpovídá maximální výchylce video signálu pro každý aktivní pixel obrazového vstupu z příslušné video kamery;

* · φ« «··»

UA-1 adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání řídicích příkazů k danému kanálu digitálního amplitudového korektoru video signálu, jehož vstup je připojen k adresové sběrnici PC;

vstupní registr pro příjem řídicích příkazů přicházejících z PC, v němž:

- první vstup je připojen k PC datové sběrnici, druhý vstup k výstupu adresového dekodéru, a

- výstupy jsou připojeny k řídícím vstupům stálých RAM;

výstupní multiplikátor pro generování kódů normalizovaného výstupního video signálu vynásobením normalizovaných faktorů kódem rozdílového signálu, kde:

první RAM je připojena:

- přes datový vstup k výstupu odpovídajícího kanálu ADC modulu, přes řídící vstup k prvnímu výstupu vstupního registru, druhá RAM je připojena:

- přes datový vstup k výstupu diferenciálního stupně, přes řídicí vstup ke druhému výstupu vstupního registru, a obě RAM jsou připojeny přes adresové vstupy k X, Y výstupům synchronizátoru;

diferenciální stupeň je připojen:

- přes první vstup k výstupu odpovídej ícího kanálu ADC modulu,

- přes druhý vstup k výstupu první RAM,

- přes výstup k prvnímu vstupu multiplikátoru;

dělič je připojen mezi výstup druhé RAM a druhý vstup multiplikátoru.

·« «· *·♦·

UAíJ.’

Popsaná struktura digitálního amplitudového korektoru video signálu je přednostní pro takové televizní systémy s vysokým rozlišením, které musí kvůli omezení přípustných dávek ozáření stabilně pracovat s co možná nejnižší intenzitou RTG záření. Zvláště důležité se použiti těchto korektorů jeví pro sledování průběhu chirurgických zákroků.

Ve třináctém závislém aspektu má vícekanálový regulátor prahových hodnot:

(a) v každém kanálu:

- první komparátor pro porovnávání kódů pixelů obrazu vytvořeného video kamerou, která odpovídá danému kanálu, s kódem prahové hodnoty,

AND obvod, který je přes první vstup připojen k výstupu komparátoru a je navržen pro sladění hodinového signálu s výstupním signálem z komparátoru,

- čítač, jehož čítači vstup je připojen k výstupu AND obvodu a který počítá počet těch pixelů v obrazovém snímku z příslušné video kamery připojené k danému kanálu, jejichž kód přesahuje předem nastavenou prahovou hodnotu jasu, registr, jehož datový vstup je připojen k výstupu čítače a který uchovává paralelní výstupní kód čítače,

- druhý komparátor, jehož vstup je připojen přes registr k výstupu čítače a který porovnává výstupní kód čítače s předem nastaveným prahovým počtem takových pixelů obrazu, které mají jas ne menší než výše zmíněné prahová hodnota, a

- spouštěcí obvod, ve které se datový vstup zkombinuje s výstupem komparátoru a který zapisuje logický výstupní signál komparátoru na konec synchronizačního pulzu snímku ze synchronizátoru; a (b) společné pro všechny kanály:

adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání kódů prahových hodnot jasu, počtu pixelů s jasem ne menším než prahové hodnoty a počtu kanálů s logickou úrovní 1 na výstupu k multi kanálovému regulátoru prahových hodnot, jehož výstup je připojen k adresové sběrnici PC,

- vstupní registr pro přijímání kódů prahových hodnot přicházejících z PC, jehož první (datový) vstup je připojen k datové sběrnici PC a druhý (hodinový) vstup je připojen k výstupu adresového dekodéru, první výstup (kódu prahové hodnoty jasu) je připojen ke zkombinovaným prvním vstupům prvních komparátorů všech kanálů, druhý výstup (kód počtu pixelů s jasem ne menším než předem nastavená hodnota) je připojen ke zkombinovaným druhým vstupům druhých komparátorů všech kanálů,

- multiplexer pro slučování výstupních signálů všech kanálů, ve kterém je každý z datových vstupů připojen k výstupům spouštěcích obvodů odpovídajících kanálů, řídicí vstup je připojen k synchronizačnímu výstupu synchronizátoru s kódem X souřadnice;

- AND obvod pro sladění hodinového signálu s výstupním signálem multiplexeru, ve kterém je první vstup připojen k výstupu multiplexeru, druhý vstup je připojen ke zkombinovaným druhým vstupům AND obvodů každého z kanálů vicekanálového regulátoru prahových hodnot a k hodinovému výstupu synchronizátoru;

- čítač pro počítání počtu těch kanálů, jejichž signály na výstupu spouštěcích obvodů mají logickou úroveň 1, který je připojen přes čítači vstup k výstupu AND obvodu, přes nulovací vstup přes invertor je připojen k výstupu snímkových synchronizačních pulzů synchronizátoru;

* · · · •4 ·*· ·· ·· UA*··!

připoj en registru komparátor pro porovnávání výstupního kódu čítače s prahovou hodnotou počtu kanálů s logickou úrovní 1 na výstupu, který je přes první a druhý datový vstup příslušně k výstupu čítače a třetímu výstupu vstupního a přes výstup je připojen k regulátoru zdroje primárního (RTG) záření, spouštěcí obvod pro zápis a uchovávání výstupního signálu komparátoru, který je připojen přes datový vstup k výstupu komparátoru, přes hodinový vstup přes invertor je připojen k výstupu snímkových synchronizačních pulzů synchronizátoru a přes řídicí výstup a přes synchronizátor je připojen k mezisnímkovým digitálním akumulátorům video signálu;

kde:

(c) v každém z kanálů se zkombinují a společně připojí k výstupu snímkových synchronizačních pulzů synchronizátoru:

- nulovací vstupy čítačů počtu pixelů s jasem ne menším než předem nastavená hodnota,

- hodinové vstupy všech registrů,

- hodinové vstupy všech spouštěcích obvodů, a (d) druhé vstupy prvních komparátoru všech kanálů se připojí k odpovídajícím datovým výstupům digitálního amplitudového korektoru video signálu.

Navrhované uspořádání prahových hodnot umožňuje, regulátoru televizního vícekanálového při použiti RTG systému pro masové RTG prohlídky veřejnosti, za prvé: účinnou regulací činnosti zdroje primárního RTG záření v souhlasu s kritérii přípustných absorbovaných dávek záření a požadovanou kvalitou syntetizovaného integrálního obrazu, a za druhé: optimalizaci činnosti mezísnímkových akumulátorů.

•« ··*· »»· ♦ · «

UřKl

Přehled obrázků

Podstata vynálezu je dále vysvětlena prostřednictvím podrobného popisu navrhovaného zařízení s odkazy na doprovodná schémata, na nichž:

Na obr. 1 je	blokové	schéma	televizního	systému
s vysokým rozlišením hardwarové realizace;	podle vynálezu v	nej j ednodušší	formě
Na obr. 2 je	blokové	schéma	televizního	systému
s vysokým rozlišením hardwarové realizace;	podle	vynálezu	ve zlepšené	formě

Na obr. 3 je funkční blokové schéma vícekanálového korektoru geometrického zkreslení;

Na obr. 4 je funkční blokové schéma převodníku standardů s vnitřní pamětí (RAM);

Na obr. 5 je funkční blokové schéma synchronizátoru;

Na obr.	6 je funkční	blokové schéma	jednoho	kanálu
vícekanálového 2;	amplitudového	korektoru video	signálu	z obr.
Na obr.	7 je funkční	blokové schéma	j ednoho	kanálu
mezisnímkového	akumulátoru z obr. 2;
Na obr.	8 je funkční	blokové schéma	vícekanálového
regulátoru prahových hodnot z	obr. 2;
Na obr. 9	je schématické	znázornění testovacího	objektu

se svisle umístěným třírozměrným cílem;

«Β · * * t99 ’ UAr.1 ·· ··*·

Na obr. 10 je schématické znázornění testovacího objektu s vodorovně umístěným třírozměrným cílem.

Příklady provedení vynálezu

Navrhovaný televizní systém s vysokým rozlišením je ve své nejjednodušší formě zobrazen na obr. 1. Systém má minimálně:

nejméně dvě video kamery JL, které;

- jsou společně vyrovnány tak, aby se jejich zorná pole překrývala jen zanedbatelně (kamery se mohou rozmístit ve svislých či vodorovných řadách, případně podél diagonály libovolného pravoúhlého tvaru),-a obvykle jsou elektricky propojeny vnějším synchronizačním obvodem svislého i vodorovného přeběhu, který pracuje v závislosti na výstupu z jedné z video kamer;

modul 2 analogově-digitálních převodníků (dále jen ADC), jejichž počet je roven počtu video kamer 1^, které jsou elektricky připojeny k jejich vstupům, každý z ADS má hodinový vstup, který však není na obr. 1 označen;

vícekanálový korektor 3 geometrického zkreslení, který má (bez samostatných označení, neboť odborníkům jsou dobře známé - to platí i dále v textu):

- signálové vstupy, které jsou připojené k výstupům ADC modulu 2,

- řídicí vstup pro přenos adres, hodinových puizů a příkazů,

- výstupy korigovaných digitálních video signálů;

*» • 00 ·

00

0* 0 · *

0» 0 0

0« 0»·0

UA<

«· ·· · 0 0 · 0

000 0·0 r ..· •Ol převodník 4 standardů video obrazu, který je kombinovaný s vnitřní pamětí (RAM), kterou mohou tvořit statické paměti (například typ SRAM 128Kx8 ve formě komerčně dostupných mikroobvodů Toshiba TC558128AJ) , který:

- je elektricky připojený k signálovým vstupům korektoru

3,

- mé řídicí vstup pro vysílání adres, hodinových pulzů a příkazů, a

- je vybaven nejméně jedním datovým výstupem, přednostně 10 dvěma datovými výstupy pro vysílání korigovaných digitálních video signálů k uživateli;

vstupní video modul 5 pro vstup video signálů (opět v digitální formě) do počítače (přednostně osobního počítače (PC)), který je elektricky připojený k jednomu z datových výstupů převodníku £ a má nejméně jeden pár datový vstup datový výstup;

vysokorychlostní PC 6 je elektricky připojeno k modulu 5 pomocí přímého spojení a zpětné vazby přes zmíněný pár datový vstup - datový výstup;

synchronizátor 7, který má:

synchronizační řídicí vstup, který je elektricky připojený k poslední z video kamer £ tak, aby mohl přijímat synchronizační signály svislého a vodorovného přeběhu, synchronizační řídicí výstupy k hodinovým vstupům každého z ADC v modulu 2,

- vstup/výstup pro datovou zpětnou smyčku z PC _6,

- řídicí a synchronizační výstupy k adresovým vstupům vícekanálového korektoru 3, řídicí a synchronizační výstupy k převodníku £ standardů video obrazu a RAM, a

UA-1·* řídicí a synchronizační výstupy k zařízení pro usnadnění nastavení systému.

Monitor 8 s vysokým rozlišením se může, pro přímé předvedení televizního obrazu (konkrétněji RTG televizního obrazu) uživateli vizuálního systému, připojit k druhému, dodatečnému výstupu převodníku 4_ standardů video obrazu.

Video kamery JL mohou být jak konvenční (například na základě obrazových trubic typu VIDICON), tak (přednostně) založené na CCD polích. Konkrétně lze použít například typ MTV-1802 firmy Mintron Enterprises, USA, nebo typ TK 2048 společnosti Tektonix, USA, s 2048 x 2048 pixely, třífázovým řízením a dynamickým rozsahem 80 dB (CCD pole měří 55.3 x 55.3 mm a jednomu pixelu odpovídá plocha 27 x 27 pm).

Video kamery prvních dvou zmíněných typů jsou výhodné pro vysokorychlostní RTG televizní systémy s rychlostí ne méně než 25 snímků za sekundu. Video kamery typu třetího jsou přednostní pro televizní systémy s vysokým rozlišením pro zpracování velkoformátových počátečních obrazů s minimálním počtem švů mezi jednotlivými částmi konečného integrálního obrazu (například pro archivaci leteckých nebo družicových fotografií, kde není rychlost kritickým parametrem).

Jako ADC modul 2 poslouží libovolný vhodný, komerčně dostupný mikroobvod, například AD876 firmy Analog Device, USA; lze použít i vicekanálový ADC s galvanicky oddělenými kanály, jejichž počet odpovídá počtu video kamer 1.

Vicekanálový korektor 3 geometrického podrobněji popsán dále s odkazy na obr. 3.

zkreslení je

···* ·· * · ·

Převodník £ standardů video obrazu s RAM se může, jak je podrobněji popsáno dále s odkazy na obr. 4, navrhnout na základě vlcekanálové RAM, dekodéru a inultiplexerů.

Modul 5 pro vysíláni video signálu do PC 6 se může navrhnout jako komerčně dostupné, standardní zařízení, která jsou odborníkům dobře známa, například série AVER.

Vysokorychlostní PC 6 může být libovolný vhodný počítač 10 (přednostně založený na procesoru Pentium).

Synchronizátor Ί_, který je dále podrobně popsán v souvislosti s obr. 5, se může navrhnout na základě vhodných selektorů synchronizačních pulzů přeběhu snímků a řádků, které jsou odborníkům v elektronice dobře známy.

V popsané formě se navrhovaný televizní systém může použít pro potřeby, například, elektronické archivace (v digitální formě) velkoformátových obrazů (například leteckých nebo RTG fotografií).

Pokud se má navrhovaný televizní systém použít jako prvek složitějšího systému (například RTG diagnostického systému), musí dále zahrnovat převodník 9 pro převod elektromagnetického záření z jednoho frekvenčního pásma do druhého (konkrétně z RTG záření do viditelné části spektra).

Převodník 9 obvykle tvoří primárně na RTG záření citlivá fluorescenční clona, která nemá zvláštní označení, RTG optoelektronický převodník (XROET) nebo scintilační deska s optickými vlákny.

Objektivy všech video kamer JL musí zároveň směřovat k převodníku 9, k jeho straně optického výstupu. Na druhé straně optického vstupu převodníku 9 se musí nacházet vhodný zdroj 12 primárního (přednostně RTG) záření, jehož výběr pro potřeby rentgenoskopie nebo rentgenografie nepředstavuje pro odborníky žádný problém.

Kvůli usnadnění nastavení, zvláště v případech změn v počtu a/nebo vzájemné relativní polohy video kamer _1 a/nebo jejich vzdálenosti od zkoumaného nebo pozorovaného objektu a/nebo převodníku 9, je výhodné, aby televizní systém dále zahrnoval·:

kalibrační testovací objekty 10, a zařízení 11 pro jejich umístění do zorného pole video kamer 1 v průběhu vyrovnání a nastavení televizního systému a pro jejich odstranění ze zorného pole video kamer 2 před přechodem do provozního režimu; zařízení 11 je připojeno k synchronizačnímu řídicímu výstupu synchronizátoru ý, a aby byl synchronizátor 7 k PC 6 připojen výše zmíněnou datovou zpětnou smyčkou.

Kalibrační testovací objekty jsou třírozměrnými cíly, které budou podrobněji popsány dále.

Jako zařízení 11 pro umísťování a odstraňování testovacích objektů 10 se může použít libovolného, komerčně dostupného manipulátoru nebo projektoru, například standardního podávacího mechanismu RTG filmové kazet, který má značně vysokou (obvykle méně než ± 1 mm) polohovací přesnost.

« · * ·

Ve složitějších televizních systémech s vysokým rozlišením, jaké jsou vyžadovány například pro RTG diagnostiku, se mohou dále použít (viz obr. 2):

digitální amplitudový korektor 13 video signálu, který je připojen ke vstupu vícekanálového korektoru 3 geometrického zkreslení, mezisnímkové akumulátory 14 digitálního video signálu, jejichž počet je obvykle rovný počtu video kamer 1 a které leží mezi ADC modulem 2 a digitálním amplitudovým korektorem 13 video signálu, a vícekanálový regulátor 15 prahových hodnot.

Vícekanálový korektor 3 geometrického zkreslení videa, v němž se počet kanálů rovná počtu video kamer _1, je v zásadě novým modulem navrhovaného televizního systému v jeho libovolném uspořádání, bez ohledu na to, zda je možné použít při nastavování kalibračních testovacích objektů 10 (svislých a/nebo vodorovných třírozměrných cílů) či nikoliv.

Korektor 3 je navržen tak, aby kombinoval (sestavoval, sešíval) zorná pole různých video kamer 1^ do jednotného obrazového pole s vysokým rozlišením pomocí eliminace geometrického zkreslení dílčích obrazů, které může být způsobeno rozdíly v měřítkách a tvaru obrazů, které jsou při samostatném prohlížení téměř nezjistitelné, a nepřesnostmi v uložení jednotlivých video kamer 1.

V nejjednodušším případě se optické parametry jednotlivých video kamer (1 a geometrické parametry jejich konkrétního uspořádání zadají do korektoru 3 předem jako korekční faktory pro pozdější korekci video signálů.

Dále v textu je popsáno komplikovanější provedení vynálezu, které je upraveno pro použiti dvou (svislého a vodorovného) třírozměrných cílů pro automatické nastavování televizního systému.

Jak bývá v takových případech pravidlem, korektor 3 má v každém kanálu na vstupu:

dva identické výpočtové obvody 16, které z kódů původních souřadnic X a Y odpovídajících pixelů obrazového vstupu a korekčních faktorů počítají kódy korigovaných X_c a Y_c souřadnic pro každý pixel obrazového výstupu, a dva identické moduly 17 podřízené paměti (mohou být půlsnímkové, přednostně však celosnímkové) pro digitální video vstup, které jsou připojeny k výpočtovým obvodům 16 a slouží jako zdroje adres pro načítání informací o korigovaných prvcích video výstupu.

Každý z výpočtových obvodů 16 má:

vstupní komparátor 18 s pevnou hodnotou prahového 25 digitálního kódu U_t, který je připojen k výstupu jednoho z ADC modulů 2;

dekodér (DC) 19, který je připojený k adresovému výstupu (X nebo Y) synchronizátoru 7 a má dva řídicí výstupy;

: ’ o&-r:

dva AND (&) logické obvody k výstupu komparátoru 18 synchronizároru 2' ^a první je výstupu dekodéru 19 a druhý dekodéru 19;

20, z nichž každý je připojen a řídicímu výstupu U_str připojen k prvnímu řídicímu k druhému řídicímu výstupu dvě stálé RAM 21 (NRAM - non-volatile RAM), ve kterých: řídicí (čtení-zápis, dále jen r/w (read-wríte)) vstupy jsou nezávisle připojeny k výstupům odpovídajícího AND (&) logického obvodu 2Q, adresové a datové vstupy jsou rovněž nezávisle připojeny příslušně k X a Y výstupům synchronizátoru 2 tak, že v 1. a 2. RAM 21 prvního výpočtového obvodu 16 se X signál posílá k datovým vstupům a Y signál se posílá k vstupům adresovým, ve 3. a 4. RAM druhého výpočtového obvodu 16 je to obráceně: Y signál se posílá k datovým vstupům a X signál ke vstupům adresovým;

diferenciální stupeň 22 se dvěma datovými vstupy, které jsou samostatně připojeny k příslušným datovým výstupům stálých RAM (NRAM) 21; to je nutné pro nastavení kódů pro počáteční souřadnici L_e(y) a L_b(y) konečnou a výpočtovém okruhu 16 v prvním a kódů pro konečnou a počáteční souřadnici H_e(x) a H_b(x) ve druhém výpočtovém okruhu 16, které tvoří hranice rastru pro testovací obrazy třírozměrných cílů při nastavování televizního systému;

(přednostně) tabulační normalizátor 23, který zajišťuje celočíselné dělení digitálního paralelního kódu jednoho ze vstupních X (nebo Y) signálů digitálním kódem konstantního nastavení geometrických rozměrů nezkresleného rastru Lu podél horizontály (nebo H_o podél vertikály) příslušně pro první a druhý výpočtový obvod 16;

·

LVT-1.

multiplikátor 24 pro vynásobeni digitálních kódů normalizované X (nebo Y) souřadnice digitálním kódem aktivního rozměru rastru podél horizontály (nebo vertikály); a sčítač 2 5 pro sčítání digitálních kódů souřadnic odpovídajících počátku pole zkresleného obrazu a okamžitého přírůstku v souřadnici zpracovávaného pixelu ve stejném rastru.

Každý modul 17 podřízené paměti má:

dva vstupní multiplexery 26, z nichž každý (první MX_x pro X souřadnici, druhý MX_y pro Y souřadnici) je navržen tak, aby generoval odpovídající digitální kódy pro souřadnice pixelů vstupního a korigovaného obrazu, připojeny k nim jsou:

RAM 2 Ί (mohou být půlsnímkové, přednostně však celosnímkové) pro zápis video vstupu do jedné adresy a čtení video vstupu z adresy jiné.

Spolu s moduly 16 výpočtových obvodů a modulů Π podřízených pamětí, které jsou podrobně popsány výše, má korektor 3 na výstupu každého kanálu (viz obr. 3):

invertor 28, který je připojen mezi synchron!zátor 7 a řídící vstupy multiplexeru 26 a RAM 27 jednoho z modulů 17 podřízené pamětí;

výstupní multiplexer 29, který je navržen pro střídavé propojení výstupů modulů 17 podřízené paměti ke vstupu převodníku 4 video standardů s RAM.

• · · *

VA-j?

Počet výstupů dekodérů 19 (DC1 a DC2) , AND (&) logických obvodů 20 a stálých pamětí RAM 21 (NRAM) zobrazených na obr. 3 odpovídá dvěma čarám třírozměrného cíle pro každý z kalibračních testovacích objektů ICL Se zvýšením počtu čar v cílech by se měl odpovídajícím způsobem zvýšit i počet výstupů dekodérů 19 a prvků 20 a 21, navíc by se mezi výstupy RAM 21 a vstupy diferenciálního stupně 22 měly zařadit dodatečné multiplexery, s výhodou stejného typu jako multiplexery 26.

Převodník 4_ video standardů s RAM (viz obr. 4} má: nezávislé RAM skupiny, jejichž počet je rovný počtu video kamer 1 a z nichž ke každému jsou připojeny:

- dva adresové multiplexery 30 (MXA) , a

- dvě snímkové vyrovnávací paměti 31;

řídicí dekodér 32 (DC) pro RAM skupiny 10;

první digitálně-analogový převodník 33 (DAC HRV);

vyrovnávací RAM obsahuje:

paměťové moduly 34 spojené paralelně (RAMJ.-RAMW) , jejichž počet je rovný počtu video kamer _1, a

- dekodér 35 (DC CS) pro vyrovnávací RAM, a

- druhý digitálně-analogový převodník 36 (DAC TV) .

Pro každou výše zmíněnou RAM skupinu platí:

ΐίΆ-ι·’ ve snímkových vyrovnávacích pamětech 31 se datové vstupy (DI) zkombinují a připojí k odpovídá j í clem výstupům (Uj.ll, Ujl2, . . U_lNj·;, ·· Uj21, υ_λ22, . .Ui2N_x, . .UjNyNx) vícekanálového korektoru 3 geometrického zkreslení a datové výstupy (DO) se rovněž zkombinují (včetně těch mezi jednotlivými paměťovými skupinami) a připojí k datovému vstupu prvního digitálněanalogového převodníku 33;

v multiplexerech 30 se první vstupy zkombinují a připojí k synchronizačním výstupům synchronizátoru 7 s kódy X, Y souřadnic pro zápis korigovaných obrazů do snímkových vyrovnávacích pamětí 31, druhé vstupy se rovněž zkombinují a připojí k synchronizačním výstupům synchronizátoru 7 s kódy X_m, Y_m souřadnic pro čtení korigovaných obrazů ze snímkových vyrovnávacích pamětí 31;

první výstupy prvního multiplexeru k odpovídajícím adresovým vstupům první 31, první výstupy druhého multiplexeru k odpovídajícím adresovým vstupům druhé 31;

jsou připojeny vyrovnávací paměti 30 jsou připojeny vyrovnávací paměti druhý řídící vstup (C) prvního multiplexeru 30 a druhý, převrácený řídicí vstup (C\) druhého multiplexeru 30 jsou připojeny k řídicímu výstupu synchronizátoru 7 (U_rw) ;

první výstupy multiplexerů 30 jsou připojeny k adresovým vstupům (A), jejich druhé výstupy jsou připojeny k vybraným řídicím vstupům (CS) a jejich třetí výstupy jsou připojeny k řídicím výstupům (r/w) odpovídajících RAM 31.

* :ιμ:^:

Ve všech RAM skupinách jsou první řídicí vstupy prvního a druhého multipíexeru 30 zkombinovány a připojeny příslušně k prvému, druhému, atd. výstupu dekodéru 32.

Řídicí vstup dekodéru 32 je připojen k řídicímu výstupu (U_dc) synchroni zátoru 7.

Ve všech RAM skupinách jsou datové výstupy (DO) všech snímkových vyrovnávacích pamětí 31 zkombinovány a připojeny k datovému vstupu prvního digitálně-analogového převodníku 33 (DAC HRV).

V prvním digitálně-analogovém převodníku 33 (DAC HRV): první a druhý řídicí výstup jsou příslušně připojeny k synchronizačním výstupům (HHSI) a (HVSI) synchronizátoru 7, a datový výstup (U_out) je připojen k monitoru 8. s vysokým rozlišením.

V každém paměťovém modulu 34 (RAMý-RAMW) vyrovnávací

RAM:

adresové vstupy (A) jsou zkombinovány a připojeny k synchronizačním výstupům synchronizátoru J_ s kódy pro X, Y souřadnice;

datové vstupy (DI) jsou připojeny k odpovídajícím výstupům vícekanálového korektoru 3 geometrického zkreslení;

datové výstupy (DO) jsou zkombinovány a připojeny k datovému vstupu druhého digitálně-analogového převodníku

36, a

(r/w) jsou připojeny k řídíc.i mu výstupu

Dále, datový vstup (DI) posledního

RAMíý je připojen k odpovídajícímu snímkové vyrovnávací paměti (RAMN_YN_X) .

’WA-7 řídicí vstupy synchronizátoru Ί_. paměťového modulu datovému vstupu (DI)

Řídicí (U_dcc) a (U_w) vstupy dekodéru 35 (DC CS) vyrovnávací RAM jsou připojeny k odpovídajícím řídicím výstupům synchronizátoru 7.

Řídicí výstupy dekodéru 35 jsou připojeny k vybraným vstupům (CS) paměťových modulů 34 tak, že první z výstupů je připojen ke vstupu prvního modulu 34 a druhý ke vstupu druhého modulu 34, atd.

Ve druhém digitálně-analogovém převodníku 36 (DAC TV):

datový vstup je připojen ke kombinovaným datovým výstupům (DO) paměťových modulů 34, řídicí vstupy (HSI) synchronizačním výstupům a (VSI) jsou příslušně synchronizátoru 7, a připoj eny datový výstup U_pc je připojen k modulu _5 pro vysílání video signálů do počítače.

Synchronízátor Ί_ má (viz obr. 5):

selektor 37 synchronizačních pulzů, který je navržen tak, aby z celkového vstupního video signálu (U_ini) vybíral původní synchronizační pulzy a generoval výstupní řádkové (tj. vodorovné HSI) a půlsnímkové (tj. svislé VSI) synchronizační pulzy, je připojen:

- přes vstup k synchronizačnímu výstupu jedné z video kamer 1, a ·«

- přes synchronizační výstupy (HSI) a (VSI) k příslušným řídicím vstupům digitálně-analogového převodníku 36 výše popsaného převodníku 4_ video standardů s RAM (viz obr. 4);

selektor 38 snímkových pulzů, jehož vstupy jsou připojeny příslušně k výstupům řádkových (HSI) a půlsnímkových (VSI) synchronizačnich pulzů selektoru 37, výstup U_lk je připojen k synchronizačnímu vstupu vícekanálového regulátoru 13 prahových hodnot, který je podrobněji popsán dále v textu;

čítač T klopného obvodu 39 (T) , jehož vstup je připojen k výstupu selektoru 38, výstup je připojen k řídicím vstupům multiplexerů 30 převodníku £ video standardů s RAM (viz obr.

4);

hnací generátor 40 synchronizačních (TV syne) signálů odpovídajících standardu rozlišení video kamer 1, jehož výstup (fj je připojen k hodinovým vstupům ADC modulů 2 a vícekanálového regulátoru 15 prahových hodnot a který je postaven, například, na základě vhodného, komerčně dostupného, krystalového rezonančního oscilátoru;

generátor kódů pro X a Y souřadnici, na schématu není odlišen a nemá vlastní odkazové označení, který zahrnuje:

- čítač 41 (CTX) pro počítání počtu pixelů na řádek obrazu pro každou z video kamer £, ve kterém je čítači vstup (+1) připojen k výstupy TV synchronizačního generátoru 40, nulovací vstup (R) je připojen k výstupu (HSI) selektoru 37 synchronizačních pulzů, a ** •WA-1

- čítač 42 (CTY) pro počítání počtu řádek ve snímcích vytvořených každou z video kamer jí, ve kterém je citací vstup (+1) připojen k výstupu (HSI) selektoru 31 synchronizačních pulzů;

hnací generátor 4 3 synchronizačních signálů odpovídajících standardu vysokého rozlišení (HRVj syntetizovaného obrazového výstupu s vysokým rozlišením, který je postaven například na základě odpovídajícího, komerčně dostupného krystalového rezonančního oscilátoru;

Čítač 4 4 (CTX_m) pro počítání počtu pixelů na řádek syntetizovaného obrazu, v němž:

- citací vstup (+1) je připojen k výstupu generátoru 43 15 (sync-HRV), nulovací vstup (R) je připojen k výstupu (HSI) selektoru 37 synchronizačních pulzů, první výstup (X_m) je připojen k synchronizačnímu vstupu (X,_n) , a

- druhý výstup (U_dc) je připojen k řídicímu vstupu výše popsaného převodníku 4 video standardů s RAM;

digitální komparátor 45 (HHSI):

- je připojen přes datový vstup ke druhému výstupu (U_dc) čítače 4 4 (CTX_m) pro počítání počtu pixelů na řádek syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením, a je navržen pro sekvenční porovnávání kódů pro souřadnice (X_m) aktivních pixelů v řádku syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením s pevným prahovým kódem N_x souřadnice konce řádku daného obrazu, který je dán počtem video kamer 1 umístěných vodorovně v řadě;

přednostně, monostabilní mu l·tivibrátor 4 6 (HHSI) pro generování řádkových synchronizačních pulzů pro video signál syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením, v němž:

- vstup může být připojen k řídicímu vstupu čítače 4 4 5 (C.TXm) pro počítání počtu pixelů na řádek syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením, a výstup (HHSI) může být připojen k řídícímu vstupu převodníku £ video standardů s RAM;

čítač 4 Ί (CTY_m) pro počítání řádků syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením, v němž:

- čítači vstup (+1) je připojen k výstupu monostabilního multivibrátoru 4 6 (HHSI), nulovací vstup (R) je připojen k výstupu (VSI) selektoru 37 synchronizačních pulzů, a

- výstup (Y_m) je připojen k synchronizačnímu vstupu (Y_m) převodníku 4 video standardů s RAM;

digitální komparátor 48 (HVSI)

- je připojen přes datový vstup k výstupu (Y_m) čítače 4 8 20 (CTY_m) pro počítání počtu řádků v syntetizovaném obrazu s vysokým rozlišením, a je navržen pro sekvenční porovnávání kódů pro souřadnice (Y_m) řádků syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením s pevným prahovým kódem N_y souřadnice konce snímku daného obrazu, který je dán počtem video kamer 1^ umístěných svisle nad sebou;

přednostně, monostabilní multivibrátor 4 9 (HVSI) pro generování snímkových synchronizačních pulzů pro video signál syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením, který se může připoj it:

- přes vstup k výstupu komparátorů 4 8, a přes výstup (HVSI) k řídicímu vstupu převodníku 4_ video standardů s RAM;

čítač 5_Q (CTUtfcc·) pro řízení načítání z vyrovnávací RAM převodníku £ video standardů s RAM pří vysílání syntetizovaného obrazu k PC 6, ve kterém je čítači vstup (+1) připojen k výstupu monostabilního multivibrátoru 49 (HVSI);

dva AND (&) logické obvody 51 pro provádění operace logického součinu pro generování řídicích signálů U_str a U_c, které se příslušně posílají k:

- ví cekaná lovému korektoru _3 geometrického zkreslení pro spínání stálých RAM 21 (NRAM) tak, aby zapisovaly nebo četly kódy souřadnic hranic testovacích obrazů při nastavování systému, a

- mezisnímkovým akumulátorům 14 pro ukončeni akumulace při nastavování systému. Proto jsou první vstupy logických obvodů zkombinovány a připojeny k výstupu (f i) hnacího generátoru 40, výstup (U_str) prvního AND (&) obvodu 51 je připojen k odpovídajícímu řídícímu vstupu korektoru 3 geometrického zkreslení, výstup (U_c) druhého AND (&) obvodu 51 je připojen ke zkombinovaným řídicím vstupům mezisnímkových akumulátorů 14;

D klopný obvod 52, který je navržen pro synchronizaci startu generování a nastavení trvání řídicího signálu U_cposlaného k mezisnímkovým akumulátorům 14, ve kterém:

synchronizační vstup (C) je připojen k výstupu selektoru 38 snímkového pulzu, datový vstup (D) je připojen k k řídicímu výstupu (U_sn) vícekanálového regulátoru 15 prahových hodnot, který bude podrobněji popsán dále, a

V 4

WA-T

- převrácený výstup (Q\) j_e připojen k druhému vstupu druhého AND (&) obvodu;

vstupní registr 53 (RG D), přes který synchronizátor 7 5 přijímá řídicí příkazy vysílané z PC 6, ve kterém:

paralelní datový vstup (D) je připojen k datové sběrnici PC 6,

- první výstup (U_w) je připojen k nulovacímu vstupu (R) čítače 50 (Ocí_cc) a řídicímu vstupu převodníku 4 video standardů s RAM, druhý výstup (U_clb) je připojen k druhému vstupu prvního AND (&) obvodu a k řídicímu vstupu výše zmíněného zařízení 11 pro umísťování testovacích objektů do zorného pole video kamer (viz obr. 2), a

- třetí výstup je připojen k nulovacímu vstupu (R) D klopného obvodu 52;

výstupní registr 54 (RG O) pro vysílání informací o stavu synchronizátoru Ί k PC 6, ve kterém:

- první vstup je připojen k výstupu (VSI) selektoru 37 synchronizačních pulzů,

- druhý vstup je připojen k výstupu U_dcc čítače 50,

- výstup je připojen k datové sběrnici PC 6;

adresový dekodér 55 (DC A) pro programovatelný port PC 6 pro vysílání řídicích příkazů k synchronizátoru 7, ve kterém:

- vstup je připojen k adresové sběrnici PC 6,

- výstup je připojen ke vstupu C vstupního registru 53.

• 4 ···· ·« 0· « «4#4 » · · 4 ’ « 4 *·* ·44 ,’ λΑ-4'

Vícekanálový digitální amplitudový korektor 13 video signálu je navržen pro sladění amplitudových charakteristik (obvykle výchylky a úrovně černé) video signálů z video kamer JI, zejména v průběhu zdlouhavých rentgenoskopických vyšetření nebo při sledování chirurgických zákroků. Korektor 13 tvoří sada kanálů s izolovanými vstupy, jejichž počet je rovný počtu video kamer ,1. V každém kanálu jsou:

přednostně dvě stálé RAM 56 (NRAMl) a 57 (NRAM2), které 10 slouží pro uchovávání kódů korekčních faktorů pro úroveň černé a maximální výchylku video signálu pro každý pixel obrazového vstupu z té video kamery JL, která odpovídá danému kanálu;

diferenciální	stupeň	58	pro výpočet	rozdílu	me z i	kódy
pro vstupní signál	Ui (x, y)	a	úrovně černé	Ub(x, y)	pro	každý
pixel obrazového vstupu z	té	video kamery	1, která odpovídá
danému kanálu;

dělič 59 pro výpočet korekčních faktorů normalizované amplitudy pro vstupní video signály vydělením konstatního nastavení (pro vybrané video kamery a ADC 2) kódu U_max pro maximální výchylku video signálu proměnným kódem U„(x,y), který odpovídá maximální výchylce video signálu pro každý aktivní pixel obrazového vstupu z odpovídající video kamery 1;

adresový dekodér 60 (DC) pro programovatelný port PC ý pro vysílání řídicích příkazů k danému kanálu digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu, jehož vstup je připojen k adresové sběrnici PC 6;

«9 »···

» · * • ♦

9« • 9 «* »· 9 · · · «Π 9 · 9

OÁ-f vstupní registr 6 i (RG) pro přijímání řídicích příkazů přicházejíc:ch z PC 6, ve kterém:

- první vstup je připojen k datové sběrnici PC 6 a druhý vstup je připojen k výstupu adresového dekodéru ýO, a

- výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům (r/w) stálých

RAM 56 a 57;

výstupní multiplikátor 62 pro generování kódů pro normalizovaný video výstup U_cu(x,y) vynásobením výše zmíněných normalizovaných faktorů kódem pro rozdílový signál.

Jak bylo již uvedeno výše, v případě přednostního provedení digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu mají, mimo již výše naznačené vazby, funkční moduly následující připojeni a propojení:

RAM 56 (NRAM1) je připojena:

- přes datový vstup k výstupu odpovídajícího kanálu ADC modulu .2,

- přes řídicí vstup (r/w) k prvnímu výstupu vstupního registru 61 (RG),

RAM 57 (NRAM2) je připojena:

- přes datový vstup k výstupu diferenciálního stupně 58,

- přes řídicí vstup (r/w) ke druhému výstupu vstupního registru 61 (RG), a obě RAM 56 a 57 (NRAM1 a NRAM2) jsou přes adresové vstupy připojeny k X, Y výstupu synchronizátoru ]_;

diferenciální stupeň 58 je připojen:

- přes první vstup k výstupu odpovídajícího kanálu ADC modulu 2, • *· fcfc Β fc fc ·· ··· fc·· ··· fcfc fcfc fcfcfcfc fc fc · • · fc fc

- přes druhý vstup k výstupu RAM 5_6 (NRAM1),

- přes výstup k prvnímu vstupu multiplikátoru 62;

dělič 59 je zapojen mezi výstup RAM 57 (NRAM2) a druhý 5 vstup multiplikátoru 62.

Odborníkům je jistě zřejmé, že v principu lze vystačit pouze s jednou RAM, smíříme-li se s nevýznamnými ztrátami kvality amplitudové korekce.

Každý mezisnímkový akumulátor 14 (viz obr. 7) má:

dva multiplikátory 63 a 64, které jsou navrženy pro vynásobení kódu U_in(x,y) pro každý aktivní pixel obrazového vstupu váhovým faktorem A^ a pro vynásobení kódu U₁(x,y) pro každý pixel akumulovaného obrazu váhovým faktorem B_k; první vstup multiplikátoru 63 je připojen k výstupu odpovídájíčího kanálu ADC modulu 2;

sčítač 65 pro výpočet váženého součtu kódů pro každý 20 aktivní pixel obrazového vstupu a odpovídajícího pixelů akumulovaného obrazu, jehož první a druhý vstup jsou připojeny příslušně k výstupům multiplikátorů 63 a 64;

RAM modul 66 pro uchovávání kódů Ui(x,y) pixelů 25 akumulovaného obrazu, ve kterém:

- první vstup je připojen k výstupu sčítače 65,

- druhý vstup je připojen k synchronizačním výstupům synchronizátoru 7 s kódy X, Y souřadnic, třetí vstup je připojen k řídicímu výstupu U_c 30 synchronizátoru 7, a datový výstup Ui(x,y) je výstupem mezisnímkového akumulátoru a je připojen:

·

WA-1· ke vstupu odpovídajícího kanálu digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu (viz obr. 6)_t a

-- k prvnímu vstupu multiplikátoru 64;

adresový dekodér 67 (DC) pro programovatelný port PC 6 pro vysílání kódů pro váhové faktory A_k a B_k k mezisnímkovému akumulátoru 14, jehož výstup je připojen k adresové sběrnici PC 6;

vstupní registr 68 (RG) pro přijímání kódů váhových faktorů A_k a B_k vysílaných z PC 6, jehož první vstup je připojen k datové sběrnici PC _6 a druhý vstup (C) je připojen k výstupu adresového dekodéru 67, první výstup je připojen ke druhému vstupu multiplikátoru 63 a druhý výstup je připojen ke druhému vstupu multiplikátoru 64.

Mezisnímkové akumulátory lze snadno vybrat s široké nabídky komerčně dostupných typů.

Vícekanálový regulátor 15 prahových hodnot je jako celek navržen pro řízení:

(přímo) zdroje 12 primárního RTG záření podle kritérií přípustných absorbovaných dávek záření a podle požadované kvality syntetizovaného integrálního obrazu, převážně při hromadných rentgenografických vyšetřeních, a (přes výše zmíněný synchronizátor Ί} mezisnímkových akumulátorů 14 .

Regulátor 15 tvoří sada kanálů s izolovanými vstupy, počet kanálů je roven počtu video kamer 2/ ^v každém kanálu (viz obr. 8) jsou:

• to

LřAtl··:

první komparátor 6 9 pro porovnávání kódů pro pixely obrazu sejmutého video kamerou 1, která odpovídá danému kanálu s prahovým kódem Uj;

AND (&) obvod 7 0, který je připojen k výstupu komparátoru 69 přes první vstup a je navržen pro sladění hodinového signálu fi s výstupním signálem z komparátoru;

čítač 71, jehož čítači vstup ( + 1) je připojen k výstupu 10 AND (&) obvodu 7 0 a který počítá počet takových pixelů v obrazovém snímku odpovídajícím video kameře 2 připojené k danému kanálu, jejichž kód přesahuje práh Ui;

registr 72 (RG), jehož datový vstup (D) je připojen k výstupu čítače 71 a který uchovává paralelní výstupní kód tohoto čítače;

druhý komparátor 73, který je přes registr 72 připojen k výstupu čítače 71 a porovnává výstupní kód čítače 21 s prahem Un;

spouštěcí obvod 21/ jehož D vstup je spojen s výstupem komparátoru 7 3 a který zapisuje logický výstupní signál tohoto komparátoru na konec synchronizačního pulzu Un snímku ze synchronizátoru Ί_.

Dále, všechny kanály vícekanálového regulátoru 21 prahových hodnot mají následující funkční moduly (viz obr. 8) :

adresový dekodér 75 (DC) pro programovatelný port PC 6 pro vysílání prahových kódů (Ji, Un a C,; k vícekanálovému regulátoru prahových hodnot, k adresové sběrnici PC 6;

jehož výstup je připojen ·· · *

vstupní registr 75 (RG_D) pro přijímání kódů pro prahové hodnoty Ui, Un a U12 vysílané z PC 6, ve kterém:

- první vstup je připojen k datové sběrnici PC 6, a druhy vstup (C) je připojen k výstupu adresového dekodéru 75,

první výstup	je připojen	ke	z kombinovaným	prvním
vstupům komparátorů 69	všech kanálů,	a
druhý výstup	je připojen	ke	zkombinovaným	druhým
vstupům komparátorů 73	všech kanálů;

multiplexer 77 (MX) pro multiplexování výstupních signálů všech kanálů, ve kterém:

- každý datový vstup je připojen k výstupu spouštěcího 15 obvodu 74 odpovídajícího kanálu, a

- řídicí vstup je připojen k synchronizačnímu výstupu synchronizátoru Ί_ s kódem pro X souřadnici;

AND (&) obvod 7 8 pro sladění hodinového signálu fi 20 s výstupním signálem multiplexeru 77, ve kterém:

- první vstup je připojen k výstupu z multiplexeru 77, druhý vstup je připojen ke zkombinovaným druhým vstupům AND (&) obvodů 70 každého z kanálů vícekanáiového regulátoru 15 prahových hodnot a je připojen k výstupu hnacího generátoru synchronizačnich (TV syne signálů (viz obr. 5), tj. k hodinovému výstupu synchronizátoru 7;

čítač 7 9 pro počítání počtu kanálů, pro které mají signály na výstupu ze spouští 74 logickou úroveň 1 a který je připoj en:

-* přes čítači vstup ( + 1) k výstupu AND (&) obvodu 7 3_, a přes nulovací vstup (R) přes k synchronizačnímu výstupu U_kis synchronizátoru 7 i nve rtor

UA-l.* komparátor 81 navržený pro porovnávání výstupního kódu čítače 79 s prahem U_I2, který je připojen:

- přes první vstup k výstupu čítače 79,

- přes druhý vstup k třetímu výstupu vstupního registru (RG_D), a přes výstup k regulátoru (není zobrazen) zdroje 12 primárního RTG záření (viz obr. 2};

spouštěcí obvod 82 pro zaznamenávání a uchovávání výstupního signálu komparátoru 8 1, který je připojena:

- přes D vstup k výstupu z komparátoru 81, přes hodinový vstup (C) a přes invertor 80 k synchronizačnímu výstupu Uki synchronizátoru Ί_ (viz obr. 5) , a

- přes výstup U_sn k D výstupu spouštěcího obvodu 52 synchronizátoru 7.

Dále, v každém kanále jsou zkombinovány a společně připojeny k synchronizačnímu výstupu synchronizátoru Ί_

následující vstupy:
nulovaci vstup	(R)	každého
hodinový vstup	(C)	každého
hodinový vstup	(C)	každého

čítače 71, registru 72, a spouštěcího obvodu 74;

Nakonec, druhé vstupy komparátorů 69 všech kanálů vícekanálového regulátoru 15 prahových hodnot jsou připojeny k odpovídá j ícícm datovým výstupům U_cui (x, y) ...U_cuN (x, y) výše zmíněného digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu.

• ·

Testovací objekty 10 se svislým (viz obr. 9) a vodorovným (viz obr. 10) umístěním třírozměrných cílů mají podobnou konstrukci, která zahrnuje pevnou pravoúhlou desku 83 z RTG transparentního materiálu, jako je obyčejné sklo nebo plexisklo, a tenká vlákna 8 4 z RTG neprůhledného materiálu, jako je ocel, která jsou buď součástí desky nebo jsou napjata na jejím povrchu. Místo desky se může použít pevný rám.

Formát desky (nebo rámu) 83 odpovídá formátu celkového zorného pole, její rozměry jsou však větší než rozměry celkového zorného pole všech video kamer 1.

Vlákna 8 4 se předem rozmístí tak, aby jimi byla v průběhu nastavování systému přibližně vymezena zorná pole každé z video kamer ji. Po nastavení dvě sousední vlákna, v horizontálním směru v prvním testovacím objektu 10, ve svislém směru v druhém testovacím objektu 10, jasně vymezují zorná pole jednotlivých kamer. V tomto případě každé vnitřní (ne hranové) vlákno 8 4 vymezuje zároveň zorná pole dvou sousedních video kamer 1, jejichž zorná pole se zčásti (do 5%) překrývají.

Konkrétně, první z testovacích objektů má N_x+1 svislých vláken 8 4 a druhý testovací objekt má N_y+1 vodorovných (v pracovní poloze) vláken 8 4, kde N_x a N_y jsou počty kamer rozmístěných ve vodorovném a svislém směru ve formě třírozměrné sítě. Součin N_K*N_y = N, tj. celkový počet video kamer í_.

V kalibračních testovacích objektech l_0 dle obr. 9 a 10 platí N_x =3, N_y =

9.

• » · 9 « · ·♦·

ΟΑ-4·

Bez ohledu na konkrétní provedení systému podle vynálezu, provoz navrhovaného televizního systému s vysokým rozlišením obnáší následující činnosti:

příprava na provoz, která zahrnuje nejméně nastavení korektoru _3 geometrického zkreslení tak, aby určil potřebné určité korekční faktory, a provoz, který zahrnuje vytváření výstupního video 10 signálu, který odpovídá integrálnímu obrazu, z dílčích video vstupních signálů video kamer 1^ a, případně, zaznamenávání výstupního video signálu pro následnou analýzu.

Příprava na provoz začíná upevněním video libovolnou pevnou podporu tak, aby se jejich částečně překrývala a zároveň jejich společné překrývalo plochu obrazového převodníku _9·

kamer	1 na
zorná	pole
zorné	pole

V nejjednodušším případě, kdy skladba a struktura 20 navrhovaného televizního systému odpovídá v podstatě obr. 1 a systém nezahrnuje moduly 10, 11, 12, se musí korektor 3 geometrického zkreslení nastavit předem ručně.

V takovém případě se musí všechny video kamery 1 25 přezkoušet na testovací stolici (což je pro odborníky jednoduchý úkon) a geometrické zkreslení, které každá video kamera má, se musí kvantitativně určit.

υχίι”:

Na základě získaných dat se pomocí dobře známých algoritmů (například algoritmu minimalizace střední kvadratické odchylky pozorovaného obrazu od obrazu požadovaného) a s uvažováním relativního uspořádání video kamer _1 v rámci jediné jednotky, vzdálenosti pozorovaného objektu a případně i dalších faktorů, jako je průměrná luminiscence pozorovaného objektu, vypočtou korekční faktory pro eliminaci geometrického zkreslení a korekci výstupního video signálu.

Získané korekční faktory se uloží do stálé paměti korektoru 3 geometrického zkreslení, čímž je možné přejít od nastavování navrhovaného televizního systému k jeho užívání, ovšem jen za podmínek, za kterých byly video kamery přezkoumány a jakým odpovídají vypočtené korekční faktory.

Podstata korekce geometrického zkreslení a význam výpočtů bude zřejmější z následného podrobného popisu algoritmu automatického nastavení v sice komplikovanějším, ale přednostním, případě, kdy navrhovaný televizní systém odpovídá schématu na obr. 2 a slouží především pro RTG televizní systému pro sledování fyziologických (převážně rychle probíhajících) procesů v reálném čase.

V tomto případě příprava na provoz zahrnuje automatické nastavení korektoru 3 geometrického zkreslení a přednostně také digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu.

Automatické nastavení korektoru _3 začíná postupným umisťováním RTG kontrastních svislých a vodorovných kalibračních testovacích objektů 10 mezi obrazový převodník 9 a zdroj 12 primárního RTG záření podle příkazů PC 6, které se přes synchronizátor 7 vedou k zařízení 11.

Va*-!·

Synchronně pracující video kamery 1_ čtou obraz vzniklý na převodníku 9 po celé jeho ploše s částečným překrýváním se zorných polí.

Stíny vláken 84 testovacích objektů 10 (viz obr. 9 a 10) v zorných polích jednotlivých video kamer .1 mají tvar jemných (obvykle dvou ) čar: svislou pro každou z video kamer 1 v každé vodorovné řadě a vodorovnou pro každou z video kamer

1 v každém svislém sloupci. Vzdálenosti mezí čarami se určí podle vztahů:

(1

L/N_x kde L je vodorovný rozměr pole celkového obrazu,

L_T je vodorovná vzdálenost mezi čarami,

N_x je počet video kamer 1 ve vodorovné řadě, a (2) Hj - H/N_y kde H je svislý rozměr pole celkového obrazu,

Ηϊ je svislá vzdálenost mezi čarami,

N_y je počet video kamer 1 ve svislém sloupci

Čáry každého testovacího objektu 10 dělí pole obrazu do obdélníků, který každý odpovídá zornému poli jedné z video kamer 1_. Oprické systémy video kamer 1 se poté postupně vyrovnají a polohy video kamer _! se zafixují tak, aby se v zorném poli při pozorování prvního testovacího objektu 10 svislé čáry nacházely v blízkosti levého a pravého okraje a horizontální čáry druhého testovacího objektu 10 v blízkosti horního a spodního okraje zorného pole.

Video signál každé video kamery _1 se v korektoru 3 vede ke dvěma kameře odpovídajícím komparátorům 18 (viz obr. 3), které porovnají kódy video signálu s pevným prahovým kódem U_t a zjistí svislé a vodorovné čáry (okraje rastru) na obrazech testovacích objektů 10 . V tomto případě první dekodér JL9 vymezuje detekční zónu pro počáteční a koncovou čáru na obrazech testovacích objektů 10 vzhledem k X souřadnici, druhý dekodér činí totéž vzhledem k Y souřadnici,

Když komparátor 18 zjistí čáru (stín vlákna 84) v určené zóně, synchronizátor Ί_ generuje řídicí signál U_str, který se přes odpovídající AND (&) obvod 20 pošle k řídícímu vstupu (r/w) stálé RAM (NRAM) 21. V tomto případě první a druhá NRAM 21 určují počáteční L_b(y) a konečnou L_e(y) souřadnici hranice rastru vzhledem k prvnímu testovacímu objektu 10, a třetí a čtvrtá NRAM 21 určují počáteční H_b(y) a konečnou H_e(y) souřadnici hranice rastru vzhledem k druhému testovacímu objektu 10.

Provede se to tak, že synchronizátor f posílá kód pro Y souřadnice k adresovým vstupům první a druhé NRAM 21 a kód X souřadnice k datovým vstupům k první a druhé NRAM 21, a dále kód pro X souřadnice k adresovým vstupům třetí a čtvrté NRAM 21 a kód pro Y souřadnice k datovým vstupům třetí a čtvrté

NRAM 21.

Poté, co se zaznamenají hodnoty L_b(y), L_e(y), H_b(x) a H_e(x), odstraní zařízení 11 poslední z kalibračních testovacích objektů 10 ze zorného pole video kamer 1, řídicí signál U_str generovaný synchronizátorem 7 přepne všechny NRAM 21 do čtecího režimu a automatické nastavení korektoru 3 je u konce.

Hodnoty L_b(y} a L_e(y) slouží pro korekci části obrazového výstupu při výpočtu X_c souřadnice pixelů ve vodorovném směru, hodnoty H_b(x) a H_e(x) slouží, pro korekci části obrazového výstupu při výpočtu Y_c souřadnice pixelů ve směru svislém.

Důvodem provádění korekce, která je nezbytná ve všech myslitelných režimech provozu navrhovaného televizního systému, je snížení nároků na následující, operace.

Kódy pro X_c a Y_c souřadnice pixelů korigovaného obrazu se počítají v diferenciálních stupních 22, tabulačních normalizátorech 23, multiplikátorech 24 a sčítačích 25 prvního a druhého výpočtového obvodu 16 podle následujícího algoritmu:

X_c(y) - X(y)*(L_e(y)-L_b(y) )/L₀ + L_b{y)

Y_c(x) - Y(x) * (H_e (x)-H_b (x} ) /H_o + H_b(y) kde L_o a H_o jsou nezkreslené rozměry obrazu každé video kamery £ ve vodorovném a svislém směru.

Kódy pixelů pro korigovaný obraz υ_Σ<;(χ,γ) se podle vypočtených souřadnic X_c a Y_c načítají z RAM 27 jednoho ze dvou modulů 17 podřízených pamětí.

Zároveň s načítáním se kódy pixelů původního obrazu Uí(x,y) zapisují do RAM 27 druhého modulu 17 podřízené paměti na adresy X a Y, které poslal synchronizátor £.

Adresy pro zapisování a čtení z RAM 27 prvního a druhého modulu 17 podřízené paměti generují multiplexery 26.

Multiplexery 2 6 a RAM 27 prvního modulu 17 podřízené paměti se řídí signálem U_rw od synchronizátoru 7 a multiplexery 2 6 a RAM 27 druhého modulu 17 podřízené paměti se řídí převráceným signálem U_IW z výstupů invertorů 28.

V tomto případě pracují první a druhé moduly 17 podřízených pamětí v opačných fázích: když první moduly načítají kódy pro pixely korigovaného obrazu z X_c a Y_c adres, druhé moduly zapisují kódy pro pixely původního obrazu na X a

X adresy, a naopak. Ke střídání cyklů čtení - zápis dochází s frekvencí, která je rovná snímkové rychlosti video kamer 1.

Výstupní multiplexer 29 multiplexuje (spojuje) signály z výstupů RAM 27 prvních a druhých modulů 17 podřízených pamětí v souhlase s logickou úrovní (0 nebo 1) signálu U_rw ze synchronizátoru 7.

Jak již korektoru 3 bezprostředně amplitudového bylo uvedeno, po nastavení všech kanálů geometrického zkreslení, se doporučuje poté provést i nastavení digitálního korektoru 13 video signálu (viz obr. 6).

Před zahájením procesu tohoto nastavení se musí vypnout zdroj 12 primárního RTG záření. ADC modul 2 příslušný každé video kameře 1_ generuje kódy pro načítání (min) Uj (x, y) , které odpovídají úrovni černé výstupního video signálu.

• ·

JAM:

V každém kanálu korektoru 13 se kódy pro každý pixel dílčího obrazu, v souhlase s řídicími signály z PC 6 posílaných přes vstupní registr 61 (RG), zapíší na základě X a Y adresy, které generuje synchronizátor J_, do stálé RAM (NRAM) 5_6. Všechny kanály korektoru 13 jsou vybaveny pro zápis těchto kódů pro celé obrazové pole. Po zápisu se stálé RAM (NRAM) 56 ve všech kanálech korektoru 13 na základě příkazu z PC 6 přepnou do čtecího režimu.

Zmíněné kódy se později použijí přímo jako korekční faktory U_b(x,y) určující úroveň černé při korekci částí integrálního výstupního video signálu.

Obdobně, po zapnuti zdroje 12 primárního (RTG) záření, generuje ADC modul 2 příslušný každé video kameře _1 kódy pro načítání (max)U_b (x, y) , které odpovídají maximální výchylce výstupního video signálu. V každém kanálu korektoru 13 proběhnou na základě řídicích příkazů z PC 6 poslaných přes stejný vstupní registr 61 (RG) pro každý pixel dílčího obrazu následující operaci:

v diferenciálním stupni 85: odečítání (max)Ui(x,y) - [ (min] U_x (x, y) - U_b(x,y)], ve stálé RAM (NRAM) 57 se rozdíl mezi uvedenými kódy uloží v sounlase s adresami X a Y, které generuje synchronizátor 7. Obdobný postup proběhne ve všech kanálech korektoru 13 a pro celé obrazové pole.

Získané diference se použijí při korekci jako korekční faktory U_w{x,y), které určují maximální integrálního výstupního video signálu.

výchylku částí

nri-r

Poté, oo se tyto faktory uloží do RAM 57 všech kanálů, přepnou se tyto paměti na základě příkazu z PC 6 do čtecího režimu a nastaveni digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu je tím dokončeno.

Podstatou amplitudové korekce, která je nezbytná při použití navrhovaného televizního systému v RTG diagnostice částí lidského těla, které mají rozdílné koeficienty průchodnosti RTG záření, a zvláště při automatickém řízení dávek ozařování (v ostatních případech sice nezbytné není, ale je výhodné ji použít), je zejména následující:

v každém kanálu amplitudového korektoru 13 video signálu, pro každý bod obrazů o souřadnicích (X,Y) vytvořených každou z video kamer _1, by měly proběhnout operace popsané následujícím výrazem:

(5) U_cu(x, y)-Ui (x, y)-U_b(x, y} ) * U_max/ (U„(x, y) -U_b (x, y) } kde U_cu(x,y) je korigovaný video signál na výstupu korektoru 13;

Ui(x,y) je kód pro video signál na vstupu korektoru 13;

U_max je kód pro maximální výchylku video signálu pro syntetizovaný integrální obraz;

Ub(x,y) a U_w(x,y) jsou kódy pro korekční faktory, jejichž fyzikální význam a způsob, jakým byly utvořeny, jsou popsány výše.

• ·· *

V 4 4 4 já-ι:

Odečítání kódu úrovně černé (korekční faktor U_b(x,y) čtený ze stálé RAM 5_6) od kódu pro vstupní video signál Ui(x,y) se provádí v diferenciálním stupni 58 . Provádění této operace s výstupními video signály všech video kamer j_ umožňuje určit jedinou hodnotu kódu pro úroveň černé pro video signál syntetizovaného integrálního obrazu.

Výsledek celočíselného dělení kódu pro maximální výchylku video signálu pro syntetizovaný integrální obraz kódem pro maximální výchylku dílčího video signálu (korekční faktor U_w(x,y) čtený ze stálé RAM (NRAM) 57) , se z výstupu děliče 59 vede k multiplikátoru 62 . Dělič 59 a multiplikátor 62 převádí dílčí video signál na společnou stupnici, která odpovídá syntetizovanému integrálnímu video signálu.

V provozním režimu může navrhovaný televizní systém s vysokým rozlišením pracovat podle následujícího popisu.

V nejjednodušším případě, například při 20 televizních obrazů zemského povrchu s vysokým z kartografických obrazů na fotografickém filmu pořízených leteckým nebo družicovým snímkováním, se originální obraz přímo promítá na optické systémy video kamer JL.

vytváření rozlišením

ADC modul 2 převádí výstupní video signály z video kamer odpovídající dílčím obrazům známým způsobem do digitálního tvaru a předává je na vstup korektoru 3 geometrického zkreslení.

Korektor 3 výše popsaným způsobem napravuje ta zkreslení video signálů dílčích obrazů, která by bránila jejich sestavení do integrálního obrazu bez viditelných hranic mezi jednotlivými částmi.

·« ···* : * ΙΤΆΪ-Γ'

Syntéza integrálního obrazu s vysokým rozlišením probíhá v převodníku £ video standardů s RAM (viz obr. 4), ke kterému se korigované dílčí video signály z korektoru 3 přivádí přes datové vstupy (DI) zkombinovaných dat všech snímkových vyrovnávacích pamětí 31 nezávislých RAM skupin.

Vytváření integrálního obrazu s vysokým rozlišením začíná paralelním zápisem video signálů do prvních snímkových vyrovnávacích paměti 31 na adresy X a Y, které dodává synchronizátor Ί_ přes první adresové multiplexery 30. Řídicí dekodér 32 pro RAM skupiny generuje řídicí signály a přes příslušné první multiplexery 30 je vysílá ke každé z prvních RAM 3_1. Podle těchto signálů na (r/w) vstupech se první RAM

31 přepnou do zapisovacího režimu, zatímco signály na (CS) vstupech udržují výstupy (DO) stejných RAM 31 ve stavu vysoké impedance (Z). Takto každá první snímková vyrovnávací paměť 31 zaznamená první aktivní snímek korigovaného televizního obrazu odpovídající video kamery 1.

Další aktivní snímek takového obrazu se analogicky zapíše do druhé snímkové vyrovnávací paměti 31 všech nezávislých RAM skupin s tím rozdílem, že signály X a Y adres ze synchronizátoru J_ a řídicí signály z dekodéru 32 se přivádí přes druhé adresové multiplexery.

Ve stejném časovém úseku pracují první snímkové vyrovnávací paměti 31 všech nezávislých paměťových skupin v sekvenčním čtecím režimu pro načítání řádků dílčích korigovaných video signálů předchozího snímku, a to podle adres X_m a Y_m přivedených na vstupy (CS) od dekodéru 32 přes odpovídající první multiplexery 30.

ra-r:

Sekvenční načítání probíhá takto:

když se zahájí zapisování prvního řádku snímku video kamer JL do druhé snímkové vyrovnávací paměti 31, přepnou se výstupy (DO) první mezisnímkové vyrovnávací paměti 31 RAM skupiny, která odpovídá video kameře 1 umístěné v prvním sloupci a první řadě, do aktivního stavu a první řádek předcházejícího snímku, který je v ní uložen, se načte;

poté se výstupy (DO) zmíněné první snímkové vyrovnávací 10 paměti 31 přepnou do stavu s vysokou impedancí a do aktivního stavu se přepnou výstupy první snímkové vyrovnávací paměti 31 další RAM skupiny, která odpovídá video kameře 1_ umístěné v druhém sloupci a první řadě, a první řádek předcházejícího snímku, který je v ní uložen, se načte;

činnost popsaná v předcházejících dvou odstavcích se opakuje, dokud se z prvních snímkových vyrovnávacích pamětí 31 všech RAM skupin odpovídajících video kamerám, které se nachází v první řadě, nenačtou první řádky předcházejícího snímku;

poté se opět přepnou výstupy (DO) první mezisnímkové vyrovnávací paměti 31 RAM skupiny, která odpovídá video kameře 1. umístěné v prvním sloupci a první řadě, do aktivního stavu a načte se druhý řádek předcházejícího snímku;

v průběhu paralelního zápisu prvního řádku aktivního snímku do druhých snímkových vyrovnávacích pamětí 31 všech RAM skupin se z prvních snímkových vyrovnávacích pamětí 31 těch RAM skupin, které odpovídají video kamerám v první řadě, načítá N_y řádků (tento počet je rovný počtu řad video kamer 1);

·· ·· ·»··

když začne zápis druhého řádku aktivního snímku do druhých snímkových vyrovnávacích pamětí 31, přepnou se výstupy (DO) prvních snímkových vyrovnávacích pamětí 31 do aktivního stavu a analogicky proběhne načtení řádků předchozího snímku, tentokrát však od (N_y+1) řádku;

po ukončení načítání z prvních snímkových vyrovnávacích pamětí 31 RAM skupin, které odpovídají video kamerám 2 umístěným v první řadě, se obdobně načítají řádky předcházejícího snímku z RAM skupin, které odpovídají druhé řadě video kamer 2, atd.

Poté následuje paralelní zápis třetího aktivního snímku a sekvenční načítání druhého aktivního snímku korigovaných televizních obrazů odpovídajících video kamer 2- Celý postup se mnohokrát opakuje a první a druhé snímkové vyrovnávací paměti 31 všech nezávislých RAM skupin se pravidelně střídají.

Digitálně-analogový převodník 33 (DAC HRV) poté převede digitální kód, který odpovídá integrálnímu obrazu s vysokým rozlišením a který přichází z výstupů DO snímkových vyrovnávacích pamětí 31, ^na analogový video signál U_out.

•fc r··· ·· ··

I fcfc ► ♦ · i «·fc ··a

Zároveň se zápisem do snímkových vyrovnávacích pamětí 31 se korigované dílčí video signály video kamer 1_ zapisují pro pozdější přivedení k PC 6, na základě logického signálu U_w přivedeného od PC 6 přes synchronizátor 7, do vyrovnávacích

RAM modulů 34_ (RAMA--RAMN) . V tomto případě jsou výstupy (DO) paměťových modulů 34, v souhlase s řídicími signály z výstupů dekodéru 35 (DC CS) vyrovnávací RAM, ve stavu vysoké impedance. Na druhé straně, když se obraz s vysokým rozlišením zapsaný do vyrovnávací RAM pošle do PC 6, moduly

34 se příkazem □„ opačné logické úrovně přepnou do čtecího režimu a řídicí signály z výstupů dekodéru 35 přepnou výstupy (DO) těchto modulů 34 do aktivního stavu.

Výstupní video signál převodníku 4_ video standardů s RAM se pošle přes modul 5 k PC 6 pro zdokumentování, archivaci nebo zobrazení na jeho vlastním monitoru (pro kontrolu) a/nebo k monitoru 8. s vysokým rozlišením (pro přímou kontrolu nebo předběžné vizuální hodnocení).

Ve výše popsané aplikaci navrhovaného televizního systému jsou řídicí funkce systému úspěšně prováděny PC 6 a synchronízátorem 1_, ve kterém (viz obr. 5) :

a) selektor 37 z celkového televizního vstupního signálu

U_inl vybírá původní synchronizační pulzy a na základě těchto pulzů generuj e:

výstupní řádkové HSI a půlsnímkové VSI synchronizační pulzy, které se poté použijí v digitálně^analogovém převodníku 36 výše zmíněného převodníku 4 video standardů s RAM ke generování celkového televizního signálu, který se posílá k modulu 5 a do PC 6;

·« ·« ···· ·· »·

9 9 9 ·« ·

b) selektor 38 snímkových (synchronizačních) pulzů a klopný obvod 39 generují řídicí signál U_IW pro adresové multiplexery 30 převodníku £ video standardů s RAM pro generování:

čtecích a zapisovacích adres, řídicích signálů pro provozní režimy snímkových vyrovnávacích pamětí .31, včetně příkazů výběru obvodu (CSchip select) a příkazů čtení/zápis (r/w - read/write), a řídicích signálů pro vstupní multiplexery 26 a režimy 10 čtení/zápis RAM 27 v modulech 17 podřízených paměti korektoru geometrického zkreslení;

o) TV synchronizační generátor 4 0 generuje hodinový signál fi, který se posílá:

k ADC modulu 2 pro nastavení časování převodu od analogového ke kódu v analogově-digitálních převodnících, které tento modul zahrnuje, a k čítacímu vstupu čítače 41 pro generování kódů pro souřadnice X pixelů obrazů ve video kamerách I.;

d) čítač 42, na základě signálů řádkových HSI synchronizačních pulzů od selektoru 37 synchronizačních pulzů, generuje kódy pro souřadnice 7 pixelů obrazů video kamer _1;

(kódy souřadnic X a Y se poté pošlou:

k datovým vstupům adresového multiplexeru 30 jako adresy pro zapisování do snímkových vyrovnávacích pamětí 31 v provozním režimu,

- k adresovým vstupům paměťových modulů 34 převodníku ·4 při vstupu video signálu syntetizovaného obrazu do PC 6 přes modul .5, a

- ke korektoru 3 geometrického zkreslení, a to:

ajjx-r:

-- k výpočtovým obvodům 16, k datovým vstupům dekodérů 19 pro generování řídicích signálů pro režimy čtení/zápis stálých RAM 21 (NRAM) a k adresovým vstupům těchto RAM 21 pro načítání hodnot L_b(y), L_e(y), H_b(x) a H_e(x) zaznamenaných v průběhu nastavování, které jsou potřebné pro výpočet kódů korigovaných souřadnic X_c a Y_c v provozním režimu, a k modulům 17 podřízené paměti, ke vstupům multiplexerů 26 pro generování adres pro zápis kódů video signálu video kamer 1^ v provozním režimu);

e) čítač 4 4 generuje podle signálů od synchronizačního HRV generátoru 43 kódy pro:

- souřadnice X_m pro pixely syntetizovaného obrazu, a

- řídicí signál U_dc posílaný k dekodéru 32 pro řízení RAM skupin převodníku ý video standardů s RAM, pro výběr RAM skupiny při načítání předtím zapsaných kódů pro pixely obrazů

video kamer 1 při vytváření	integrálního	obrazu	s vysokým
rozlišením v provozním	režimu;
f) komparátor 4 5	HHSI a	monostabilní	multivibrátor 46
HHSI generují řádkové	(HHSI)	synchronizační	pulzy	pro video
signál syntetizovaného	obrazu;
g) čítač 47,	na	základě řádkových	(HHSI)

synchronizačních pulzů z výstupu monostabilního multivibrátoru 46, generuje kódy pro souřadnice Y_m pro pixely syntetizovaného obrazu, které se společně s výše zmíněnými kódy pro souřadnice X_m pro pixely tohoto obrazu posílají k datovým vstupům adresových multiplexerů 30 výše zmíněného převodníku £ video standardů s RAM jako adresy pro načítání ze snímkové vyrovnávací paměti 31 v provozním režimu při vytváření syntetizovaného integrálního obrazu na monitoru 8;

> · ίυΆ-Υ

h) komparátor 4 8 HVSI a monostabilní multivibrátor 4 9 HVSI generují snímkové (HVSI) synchron!začni pulzy pro video signál syntetizovaného obrazu, které se společně s řádkovými (HHSI) synchronizačnímu pulzy z výstupu monostabilního multivibrátoru 4 6 posílají k digitálně-analoqovému převodníku 3 3 převodníku 4_ video standardů s RAM pro vytváření, v provozním režimu, celkového televizního video signálu U_out syntetizovaného integrálního obrazu s vysokým rozlišením;

i) čítač 50, na základě signálů od snímkových (HVSI) synchronizačních pulzů, generuje řídicí signál U_dcc, který se posílá k dekodéru 35 vyrovnávací RAM pro výběr paměťového modulu 34, který je v daném čase aktivní pro vstup video signálu syntetizovaného integrálního obrazu do PC 6;

j) vstupní registr 5_3, na základě synchroni začního signálu adresového dekodéru 55 (DC A) pro programovatelný port PC 6, přijímá příkazy od tohoto PC a na základě těchto příkazů generuje:

řídicí signál U_w, který otevírá vstup video signálu syntetizovaného integrálního obrazu s vysokým rozlišením do PC 6 a který se posílá k převodníku 4 video standardů s RAM, řídící signál U_clb pro spuštění režimu nastavování, který se posílá:

- k zařízení 11, aby na jeho základě zahájilo umisťováni kalibračních testovacích objektů 10 do zorného pole video kamer 1 (při automatickém nastavování televizního systému), a k AND obvodu 51, který na základě tohoto signálu generuje řídicí signál U_str, který se pošle ke korektoru 2 geometrického zkreslení pro přepnutí stálých RAM 21 (NRAM) do zapisovacího režimu pro zápis kódů souřadnic testovacího obrazu (při automatickém nastavování televizního systému);

· : oaVl:

k) výstupní registr 54 posílá k PC synchronizační pulzní signál, který generuje snímkových pulzů, a řídicí signál U_dcc z výstupu _6 snímkový selektor 3_8 čítače 50.

Činnost ostatních modulů synchronizátoru 7 bude popsána dále v souvislosti s dalšími možnými provozními režimy navrhovaného televizního systému, převážně pro potřeby RTG diagnostiky, kdy je pro dosažení vyšší kvality integrálních obrazů žádoucí použít mezisnímkové akumulátory 14 a vícekanálový regulátor 15 prahových hodnot.

Za jedním z takových režimů stojí například požadavek na automatické nastavování systému pro rentgenoskopické sledování chirurgického zákroku prováděného s pomocí sond. Při přípravě RTG televizního systému pro takové operace je často nezbytné změnit vzájemné rozmístění video kamer 1 v souvislosti s požadovaným uspořádáním a oblastí, v níž má operace proběhnout.

Protože účinnost takových zákroků do značné míry závisí na přesností, s jakou lze určit polohu sond v těle pacienta, je kvalita korekce geometrického zkreslení integrálního obrazu zobrazeného na monitoru 8_ (tzn. obraz bez viditelných švů mezi částmi) zvláště důležitá.

Účinnost provozu korektoru 3 geometrického zkreslení závisí do značné míry na přesnosti, s jakou lze v digitálním amplitudovém korektoru 13 video signálu určit korekční faktory U_b(x,y) a U_w(x,y).

Ví se však, že i v případě vypnutého RTG zdroje 12, jsou video signály U_in(x,y,t) za ADC modulem 2 dány součtem:

• ·· ·· ·· >· ···· (6) U._n(x,y,t) = U_b(x,y)+U„(x,y,t) kde U_b(x,y) je konstantní složka úrovně černé (která se může pro různé pixely obrazu z jedné z video kamer 1 nevýznamně odlišovat), a

U_n(x,y,t) je proměnná složka vyjadřující šum radiačního zdroje 12, převodníku 9 a video kamer 1.

Když se zdroj 12 zapne (při nastavování nebo při chodu systému naprázdno, je signál Ui_n(x,y,t) dán výrazem:

(7) U_in(x,y,t) = U„(x, y)+U_b(x, y)+U_n(x, y, t) kde U„(x,y) je hodnota, v podstatě konstantní pro konkrétní video kameru, která odpovídá maximální výchylce a lze ji definovat součtem K_w (x, y) *U_max, kde U_max je signál odpovídající maximálnímu jasu obrazu, zatímco K_w(x,y) je útlumový koeficient (obvykle menší než jedna), který zahrnuje vlivy mírné nerovnoměrnosti v intenzitě toku ze zdroje 12, nerovnoměrnost převodníku £ a přenosové koeficienty optických systémů video kamer £ a který se automaticky určí a s nímž se automaticky uvažuje po startu navrhovaného televizního systému;

U_b(x,y) a U_n(x,y,t) jsou stejné jako v (6).

Pomocí matematického modelování, které je odborníkům dobře známo, a/nebo experimentálně není obtížné předem určit průměrové koeficienty A_k a B_k-1-A_k pro vstupní U_in(x,y) a výstupní Ui(x,y) signály mezisnímkových akumulátorů 14; pokud se použijí, vliv proměnných složek na kvalitu Uj(x,y) signálů na vstupu do amplitudového korektoru 13 video signálu (a později na vstupu do korektoru 3 geometrického zkreslení) se podstatně sníží.

Kódy pro uvedené koeficienty se uloží do paměti PC 6. Při automatickém nastavování nebo při použití navrhovaného televizního systému ve většině provozních režimů se kódy pro koeficienty A_k a B_k, na základě řídicího signálu z výstupu adresového dekodéru 67 pro programovatelný port PC 6, pošlou pro zápis do vstupních registrů 68 každého z mezisnímkových akumulátorů 14.

Poté, ve zvlášť neoznačených recirkulačních smyčkách mezisnímkových akumulátorů 14, která se každá skládá ze dvou multiplikátorů 63 a 64, sčítače 65 a RAM modulu 66 (viz obr. 7), se vstupní signály přicházející z odpovídajících výstupů ADC modulu 2 vynásobí koeficientem Ak a přičtou ke vstupnímu signálu Ui(x,y) digitálního amplitudového korektoru 13 video signálu, který byl vynásoben koeficientem B_k. Toto opatření zvyšuje kvality syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením.

Pro řízeni mezisnímkových akumulátorů 14 v průběhu nastavování navrhovaného video systému a zvláště v rentgenografickém provozním režimu je výhodné použít vícekanálový regulátor prahových hodnot 15 (viz obr. 5).

Každý rentgenogram zapsaný do PC 6 ve formě digitálního video signálu s vysokým rozlišením by měl při rekonstrukci být schopen poskytovat takovou kvalitu zobrazení, jaká by se blížila kvalitě snímků na širokoformátovém RTG filmu. Zároveň je žádoucí, aby této kvality bylo možné dosáhnout v čase, který nepřesahuje obvyklou expoziční dobu rentgenografických procedur.

: οα-ι:

Je zřejmé, že minimalizace expozičního času (a dávky ionizujícího záření, které pacient absorbuje) se nedá vždy dosáhnout pouze výběrem video kamer 1 citlivostí. Je tedy žádoucí, po dostatečném video signálů v mezisnímkových akumulátorech zafixovat uspokojivé části integrálního video výstupu, zaznamenat je a zdroj 12 RTG záření vypnout.

s příslušnou zprůměrování 14 , rychle

Proto se před zahájením rentgenografického určují následující prahové hodnoty:

provozu práh minimálního jasu pro dílčí video signály, který se zvolí jako zlomek (výhodně nejméně jedna čtvrtina, ale ne větší než jedna polovina) maximální výchylky video signálů video kamer 1_ použitých v televizním systému a jemuž odpovídá paralelní kód Ui;

práh Un jako maximální přípustný počet pixelů v každém dílčím obrazu, jejichž jas je menší než určený kód Uj (obvykle se zvolí v rozsahu 20-35% celkového počtu pixelů v obrazu), a práh U12 udávající (obvykle v rozsahu 15-35%) počet kanálů M z celkového počtu kanálů N, v nichž je počet pixelů s jasem menším než určený kód Ui menší než prahový počet pixelů Un.

Uvedené prahové hodnoty se použijí následovně.

• ·

LřA-*í « ·

Když se dílčí video signály U_cui (x, y) ...U_cljN (x, y) zkorigované v digitálním amplitudovém korektoru 13 pošlou k prvním vstupům komparátorů 69 odpovídajících kanálů vícekanálového regulátoru 15 prahových hodnot, pošle PC 6 přes vstupní registr 7 6 (RG D) paralelní kód prahu υ_Σ ke druhým vstupům všech těchto komparátorů 69.

Potom v každém kanále:

signály na výstupech komparátorů 69 a výstup AND obvodu 10 70 mají logickou úroveň 1 v případě, že je splněna následující podmínka:

(8) U_CU1 (x, y) < Uí čítač 71 počítá počet pixelů částečného obrazu, pro který nerovnost (8) platí a jejichž jas je tedy menší než prahová hodnota, posloupnost pulzů U_ki o frekvenci rovné snímkové rychlosti televizního signálu, která přichází od synchronizátoru Ί_, čítač 71 nuluje, pulzy spočítané v časovém úseku průchodu jednoho snímku se na konci snímku paralelně zapíšou do registru 72, k prvnímu a druhému vstupu komparátorů 73 se pošlou: signál z čítače 71 z registru 72 a ze vstupního registru 7 6 prahový kód Un z PC 6.

Logická 1 na výstupu komparátorů 7 3 znamená, že v daném kanále je požadovaná expoziční doba dodržena.

·· · *

Logické signály z výstupů komparátorů 73 všech kanálů se na konci snímku dílčího video signálu přes spouštěcí obvody 74 pošlou ke vstupům multiplexerů 77, který je společný pro všechny kanály a k jehož řídicímu vstupu synchronizátor Ί_ pošle X signál.

Čítač 7 9, ^s frekvencí rovnou snímkové rychlosti video kamer JL, počítá počet kanálů, ve kterých je expozice ukončena.

Komparátor 81, k jehož jednomu vstupu PC _6 přes vstupní registr 7 6 posílá prahový kód U_I2, generuje logickou 1 v případě, že je expozice ukončena v M kanálech z N. Výstupní signál U_SE komparátorů 81 se pošle k regulátoru RTG zdroje 12 a ten jej vypne.

Na konci snímku se výstupní signál komparátorů 81 opětovně zapíše do k synchronizátoru 7, spouštěcího obvodu 82 a pošle který generuje řídicí signál pro 20 přepnuti mezisnímkových akumulátorů 14 do paměťového režimu a generování výstupních signálů zachycených dílčích obrazů, které se poté pošlou k PC 6 pro uložení a pozdější rekonstrukci a analýzu integrálního obrazu s vysokým rozlišením.

Pro synchronizaci činnosti jednotlivých modulů navrhovaného televizního systému v jeho plné konfiguraci synchronizátor 7 (viz obr. 5) navíc k výše uvedeným signálům přijímá a vysílá množství dalších signálů, kterými synchronizuje ukončení akumulace celočíselného počtu snímků dílčích video signálů v mezisnímkových akumulátorech 14 se snímkovými synchronizačními pulzy:

*«

D-vstup D klopného obvodu 52 přijímá řídicí signál U_sn z výstupu vícekanálového regulátoru 15 prahových hodnot, posloupnost snímkových synchronizačnich pulzů z výstupu 5 selektorů 3^3 snímkových pulzů synchronizátoru 7 se pošle k hodinovému C-vstupu stejného D klopného obvodu 52, při náběžné hraně každého synchronizačního pulzu posloupnosti se D klopný obvod 52 nastaví do logické úrovně, která odpovídá řídicímu signálu U_sn, vynuluje se při každé zapisovací operaci (nebo při spouštěcím podnětu) podle příkazů přicházejících z PC 6 přes vstupní registr 53 synchronizátoru Ί_ k R-vstupu D klopného obvodu 52, signál z převráceného Q\ výstupu D klopného obvodu 52 se pošle k prvnímu vstupu AND obvodu 51 a signál f_x z výstupu TV synchronizačního generátoru 40 k jeho druhému vstupu.

Takovým způsobem se generuje řídicí signál U_c, který je posloupností pulzů se signální frekvencí fi a který zajišťuje akumulaci dílčích video signálů v mezisnímkových akumulátorech 14 (při nízké logické úrovni signálu U_sn) a získání zachycených dílčích obrazů, které jsou do značné míry zbaveny vlivu šumu (při vysoké logické úrovni signálu

U_sn) .

• «

Komerční využitelnost navrhovaného televizního systému s vysokým rozlišením je dána především možností vyrobit jej na základě nejmodernějších dostupných prvků v různých konfiguracích a, za druhé, možností použít jej pro syntézu integrálních (bez viditelných švů) obrazů s vysokým rozlišením z dílčích video signálů od sady standardních video kamer. Navrhovaný televizní systém s vysokým rozlišením je možné, jak bylo popsáno výše, použít například v kartografii, či v kombinaci se zdrojem RTG záření pro funkční diagnostiku.

Claims (14)

1. Televizní systém s vysokým rozlišením má nejméně dvě video kamery, modul ana1ogově-digitálních převodníků (ADC),

5 převodník video standardů, vnitřní paměť (RAM), zařízení pro syntézu výstupního video signálu, která jsou připojena k výstupům video kamer a navzájem propojena, a centrální procesor na základě PC, vyznačující se tím, že syntetizátory video výstupu jsou založeny na vícekanálovém korektoru

10 geometrického zkreslení a synchronizátoru; korektor je zároveň připojen přes ADC modul k výstupům video kamer a přes převodník video standardů a RAM ke vstupu PC, zatímco synchronizátor je přes vlastní řídicí vstup připojen k synchronizačnímu výstupu nejméně jedné z video kamer a přes

15 vlastní řídicí výstupy k hodinovému vstupu ADC modulu, k adresovým vstupům korektoru a k adresovým a řídicím synchronizačním vstupům převodníku video standardů.

2. Televizní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že 20 je vybaven zdrojem primárního (RTG) záření a převodníkem RTG obrazu do viditelného obrazu, které jsou před video kamerami umístěny za sebou.

3. Televizní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že 25 je vybaven nejméně jedním kalibračním testovacím objektem ve tvaru třírozměrného cíle, který se v průběhu nastavování systému může umístit před video kamery.

7* ~~ ^*7

9 9 9 9 99 ·9 * ·

4. Televizní systém podle nároku 3, vyznačující se tím, že je vybaven zařízením pro umísťování kalibračního testovacího objektu do zorných polí a odstraňování kalibračního testovacího objektu ze zorných polí video kamer, které je připojeno k synchronizačnímu synchronizátoru, který je navíc propojen s PC.

výstupu smyčkou řídicímu zpětnovazební

5. Televizní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že 10 je vybaven monitorem s vysokým rozlišením, který je připojen k datovému výstupu převodníku video standardů a RAM.

6. Televizní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že vícekanálový korektor geometrického zkreslení má v každém

15 kanálu:

na vstupu:

- nejméně dva identické výpočtové obvody pro generování korigovaných souřadnic podél horizontály a vertikály každého z prvků (pixelů) obrazu ve výstupním video signálu, které se

20 počítají na základě počátečních souřadnic analogických pixelů obrazu ve vstupním video signálu a korekčních faktorů;

- nejméně dvou modulů podřízené paměti pro digitální vstupní video signál, které jsou připojeny k výpočtovým obvodům jako zdroje adres pro načítání dat korigovaných

25 pixelů výstupního video signálu; a na výstupu:

- invertor, který je vložen mezi synchronizátor a jeden z modulů podřízené pamětí, a výstupní multiplexer pro střídavé připojení výstupů 30 modulů podřízené paměti ke vstupu převodníků video standardů a RAM.

7. Televizní systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že každý z výpočtových obvodů má nejméně:

- jeden vstupní komparátor s pevným prahovým digitálním kódem připojený k výstupu z jednoho z ADC, jeden dekodér připojený k adresovým výstupům synchronizátoru pro souřadnice pixelů vstupního obrazu, který má dva řídicí vstupy,

- dva AND logické obvody, z nichž každý je připojen k výstupu komparátorů a k řídicímu výstupu synchronizátoru,

10 z nichž jeden je připojen k prvnímu a druhý k druhému řídicímu výstupu dekodéru,

- dvě stálé RAM paměti, ve kterých:

řídicí vstupy jsou nezávisle připojeny k výstupům příslušných AND logických obvodů, a

15 -- adresové a datové vstupy jsou rovněž nezávisle příslušně připojeny k adresovým vstupům synchronizátoru;

- jeden dekodér připojený k adresovému výstupu jedné ze souřadnic každého pixelů vstupního obrazu ze synchronizátoru (při zpracování se signál, který odpovídá jedné ze souřadnic

20 každého pixelů vstupního obrazu, pošle k datovým vstupům první a druhé stálé RAM prvního výpočtového obvodu; signál, který odpovídá druhé ze souřadnic každého pixelů vstupního obrazu, dorazí k adresovým vstupům stejných RAM, zatímco stejné signály, ovšem v opačném pořadí, se pošlou

25 k odpovídajícím vstupům první a druhé stálé RAM a dekodéru druhého výpočtového obvodu),

- jeden diferenciální stupeň se dvěma datovými vstupy, které jsou samostatně připojeny k příslušným datovým výstupům stálých RAM, ··· ·»· UA»*L ··’ normalizátor pro celočíselné dělení digitálního paralelního kódu signálu, který určuje jednu ze souřadnic každého pixelů zkresleného obrazu, digitálním kódem konstantního nastavení jednoho z geometrických rozměrů

5 nezkresleného rastru (příslušně v horizontále v jednom výpočtovém obvodu a ve vertikále ve druhém výpočtovém obvodu),

- multiplikátor pro vynásobení digitálních kódů jedné z normalizovaných souřadnic každého z pixelů vstupního obrazu

10 digitálním kódem aktivního rozměru zkresleného rastru, který příslušné souřadnicí odpovídá,

- sčítač pro sčítání digitálních kódů souřadnic počátku reprezentace zkresleného rastru a okamžitého přírůstku v souřadnici zpracovávaného pixelů obrazu ve stejném rastru,

15 a každý modul podřízené pamětí má:

- dva vstupní multiplexery, z nichž každý je navržen pro generování odpovídajících digitálních kódů souřadnic pixelů vstupního a korigovaného obrazu, k multíplexerům jsou

20 připojeny

- RAM pro zápis vstupního video signálu na jednu adresu a čtení video signálu korigovaného obrazového výstupu z adresy jiné.

uaA

8. Televizní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že převodník video standardů je kombinován s RAM a má:

RAM skupiny s navzájem izolovanými datovými vstupy, jejichž počet je rovný počtu video kamer a z nichž ke každému jsou připojeny:

- dva adresové multiplexery, a

- dvě snímkové vyrovnávací paměti; řídicí dekodér paměťové skupiny; první digitálně-analogový převodník; vyrovnávací RAM, která obsahuje:

paralelně zapojené paměťové moduly, jejíchž počet je rovný počtu video kamer, dekodér vyrovnávací RAM, a druhý digitálně-analogový převodník.

9. Televizní systém podle nároku 8, vyznačující se tím, že (a) v každé RAM skupině:

datové vstupy snímkových vyrovnávacích pamětí jsou zkombinovány a připojeny k odpovídajícím výstupům vícekanálového korektoru geometrického zkreslení, jejich datové výstupy jsou rovněž zkombinovány (i mezi skupinami) a připojeny k datovému vstupu prvního digitálně-analogového převodníku;

první vstupy multiplexerů jsou zkombinovány a připojeny k synchronizačním výstupům kódů pro souřadnice pro zápis korigovaných obrazů do snímkových vyrovnávacích pamětí synchronizátoru, druhé vstupy multiplexerů jsou rovněž zkombinovány a připojeny k synchronizačním výstupům kódů pro souřadnice pro čtení korigovaných obrazů vyrovnávacích pamětí v synchronizátoru;

ze snímkových

9 9 · • 0 ·«·· 0 V

UArtl první výstupy prvního multiplexeru jsou připojeny k odpovídajícím adresovým vstupům první snímkové vyrovnávací paměti, první výstupy druhého multiplexeru jsou připojeny k odpovídajícím adresovým vstupům druhé snímkové vyrovnávací paměti;

druhý řídicí vstup prvního multiplexeru a druhý převrácený řídicí vstup druhého multiplexeru jsou připojeny k řídicímu výstupu synchronizátoru;

první výstupy multiplexerů jsou připojeny k adresovým vstupům, jejich druhé výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům výběru obvodu a jejich třetí výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům čtení-zápis odpovídajících RAM;

(b) ve všech RAM skupinách:

první řídicí vstupy prvního a druhého multiplexeru jsou zkombinovány a příslušně připojeny k prvnímu, druhému, atd. výstupu dekodéru, a datové výstupy všech snímkových vyrovnávacích pamětí jsou zkombinovány a připojeny k datovému vstupu prvního digitálně-analogového převodníku;

(c) řídicí vstup dekodéru je připojen k řídicímu výstupu synchronizátoru;

\d) první a druhý řídicí vstup prvního digitálněanalogového převodníku jsou příslušně připojeny k synchronizačním výstupům synchronizátoru, datový výstup tohoto převodníku je připojen k monitoru s vysokým rozlišením;

• φ ·

UAr-Ί (e) adresové vstupy modulů vyrovnávací RAM jsou zkombinovány a připojeny k synchronizačním výstupům synchronizátoru s kódy souřadnic; jejich datové vstupy jsou připojeny k odpovídajícím výstupům vícekanálového korektoru geometrického zkreslení; jejich datové výstupy jsou zkombinovány a připojeny k datovému vstupu druhého digitálněanalogového převodníku; jejich řídicí vstupy čtení-zápis jsou připojeny k řídicímu výstupu synchronizátoru a datový vstup posledního modulu vyrovnávací RAM je připojen k odpovídajícímu datovému vstupu snímkové vyrovnávací paměti;

(f) řídicí vstupy dekodéru vyrovnávací RAM jsou připojeny k odpovídajícím řídicím výstupům synchronizátoru a řídicí výstupy dekodéru jsou připojeny ke vstupům výběru obvodu paměťových modulů tak, že první z výstupů je spojen se vstupem prvního paměťového modulu, druhý se vstupem druhého paměťového modulu, atd.;

(g) datový vstup druhého digitálně-analogového převodníku je připojen ke zkombinovaným datovým výstupům paměťových modulů; řídicí vstupy tohoto převodníku jsou připojeny k příslušným synchronizačním výstupům synchronizátoru a jeho datový výstup je připojen k modulu pro vstup video signálů do PC.

10. Televizní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že synchronizátor má:

první hnací generátor synchronizačních signálů odpovídajících standardu rozlišení video kamer, jehož hodinový výstup je připojen k hodinovým vstupům ADC modulů a vícekanálového regulátoru prahových hodnot, a nejméně jeden druhý hnací generátor synchronizačních signálů odpovídajících standardu vysokého rozlišení syntetizovaného obrazu;

7>/ ·· »

9 9 • 9 · 9 »tt ··♦

UiZl dvě skupiny čítačů příslušných X a Y souřadnicím pixelů obrazů vytvořených každou z video kamer, a dvě skupiny čítačů příslušných X a Y souřadnicím pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením;

nejméně jeden selektor synchronizačních pulzů pro výběr původních synchronizačních pulzů z celkového televizního signálu a pro vytváření výstupních vodorovných a svislých synchronizačních pulzů;

dva digitální komparátory příslušné kódům X_m a Y_ra souřadnic;

dva monostabílní multivibrátory pro vytváření vodorovných (řádkových) a svislých (snímkových) pulzů odpovídájících standardu vysokého rozlišení;

nejméně jeden čítač počtu pixelů v syntetizovaném obrazu s vysokým rozlišením;

AND obvod pro logické násobení (konjunkci) v průběhu vytváření řídicích signálů pro korektor geometrického zkreslení;

vstupní registr pro přijímání řídicích příkazů vyslaných PC synchronizátorem;

výstupní registr pro posílání informací o stavu synchronizátoru k PC;

adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání řídicích příkazů k synchronizátoru, kde:

první hnací generátor je připojen k čítacímu vstupu první skupiny čítačů X souřadnice;

čítači vstup druhé skupiny čítačů Y souřadnice je připojen k výstupu vodorovných synchronizačních pulzů selektoru synchronizačních pulzů;

první skupina čítačů X_ra souřadnice je připojena přes čítači vstup k výstupu druhého hnacího generátoru synchronizačních signálů;

*· ·« ···· «· · · · • · * * * • 4 » · ·· ·* *· • · * · • « ♦ ·» ·· čítači vstup druhé s kupiny čítačů Y připojen k výstupu čítačů X_m z digitálních komparátorů a multivíbrátorů zapojené do série;

nulovací vstupy první skupiny čítačů X souřadnice a první skupiny čítačů X_ra souřadnice jsou připojeny k výstupu vodorovných synchronizačních pulzů selektoru synchronizačních pulzů;

souřadnice je souřadnice přes jeden jeden z monostabilních nulovací vstup druhé skupiny čítačů Y souřadnice je připojen k tomu výstupu selektoru synchronizačních pulzů, ze kterého se berou svislé synchronizační pulzy odpovídající úplnému snímku výstupního obrazu video kamer;

nulovací vstup druhé skupiny čítačů Y_m souřadnice je připojen k tomu výstupu selektoru synchronizačních pulzů, ze kterého se berou svislé synchronizační pulzy odpovídající polovičnímu snímku výstupního obrazu video kamer;

výstup první skupiny čítačů X_m souřadnice je připojen;

- ke vstupům všech multiplexerů a ke vstupu řídicího dekodéru RAM skupiny převodníku video standardů s RAM, a

- přes první digitální komparátor a první monostabilní multivibrátor zapojené do série k digitálně-analogovému převodníku stejného převodníku s RAM, a také

- k čítacímu vstupu druhé skupiny čítačů Y_m souřadnice; výstup druhé skupiny čítačů Y_m souřadnice je připojen:

ke vstupům všech multiplexerů převodníku video standardů s RAM, a

- přes druhý digitální komparátor a druhý monostabilní multivibrátor zapojené do série k digitálně-analogovému převodníku stejného převodníku s RAM, a také

- k čítacímu vstupu čítače počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením;

vstupní registr je připojen:

- přes paralelní datový vstup k počítači,

UA-1·· přes první výstup k nulovacímu vstupu čítače počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením a k řídicímu vstupu převodníku video standardů s RAM,

- přes druhý výstup s druhému vstupu AND obvodu;

5 - přes třetí výstup k nulovacímu vstupu D klopného obvodu;

výstupní registr je připojen:

- přes první vstup k výstupu svislých synchronů začnich pulzů selektoru synchronizačních pulzů,

10 - přes druhý vstup k výstupu čítače počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením,

- a přes výstup k PC;

adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání řídicích příkazů k synchronizátoru je připojen:

15 - přes vstup k adresové sběrnici PC, a

- přes výstup ke vstupu vstupního registru;

čítač počtu pixelů syntetizovaného obrazu s vysokým rozlišením je dále připojen k řídicímu vstupu dekodéru vyrovnávací RAM převodníku video standardů s RAM.

UA~1

11. Televizní systém podle nároku 10, vyznačující se tím, že synchronizátor je navíc vybaven druhým AND obvodem a D klopným obvodem, a:

AND obvod je připojen přes jeden vstup k výstupu hnacího generátoru synchron!začniho signálu, který odpovídá standardu rozlišení video kamer, přes druhý vstup k převrácenému výstupu D klopného obvodu, zatímco výstup se může použít v pomocném obvodu pro generování. vstupních signálů pro korektor geometrického zkreslení, a

D klopný obvod je připojen:

- přes datový vstup k řídicímu výstupu vícekanálového regulátoru prahových hodnot, přes synchronizační vstup k výstupu selektoru synchronizačních pulzů, který odpovídá úplnému snímku vstupního obrazu, přes nulovací vstup ke třetímu výstupu vstupního registru.

12. Televizní systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že je navíc vybaven digitálním amplitudovým korektorem video signálu, který je připojen ke vstupu vícekanálového korektoru geometrického zkreslení, mezisnímkovými digitálními akumulátory video signálu, jejichž počet je obvykle rovný počtu video kamer a které jsou vloženy mezi ADC modul a digitální amplitudový korektor video signálu, a vícekanálovým regulátorem prahových hodnot, který je připojen k výstupům digitálního amplitudového korektoru video signálu, je připojen přes synchronizátor k řídicím vstupům mezisnímkových digitálních akumulátorů video signálu a je vybaven zpětnovazebním řídicím výstupem ve zpětnovazební smyčce se zdrojem primárního (RTG) záření.

WA-l··

13. Televizní systém podle nároku 12, vyznačující se tím, že digitální amplitudový korektor video signálu je vícekanálový a v každém kanálu má:

dvě stálé RAM, které jsou příslušně určeny pro

5 uchovávání kódů korekčních faktorů úrovně černé” a maximální výchylky video signálu pro každý pixel vstupního obrazu z video kamery příslušné danému kanálu;

diferenciální stupeň pro výpočet rozdílu mezi kódy vstupního signálu a úrovně černé pro každý pixel vstupního 10 obrazu z příslušné video kamery;

dělič pro výpočet korekčních faktorů normalizované amplitudy pro vstupní video signály jako podílu konstanty, která udává kód pro maximální výchylku video signálu pro vybrané video kamery a ADC, a proměnného kódu, který odpovídá

15 maximální výchylce video signálu pro každý aktivní pixel obrazového vstupu z příslušné video kamery;

adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání řídicích příkazů k danému kanálu digitálního amplitudového korektoru video signálu, jehož vstup je

20 připojen k adresové sběrnici PC;

vstupní registr pro příjem řídicích příkazů přicházejících z PC, v němž:

- první vstup je připojen k PC datové sběrnici, druhý vstup k výstupu adresového dekodéru, a

25 - výstupy jsou připojeny k řídicím vstupům stálých RAM;

výstupní multiplikátor pro generování kódů norma 1 izovaného výstupního video signálu vynásobením normalizovaných faktorů kódem rozdílového signálu, kde;

30 první RAM je připojena:

- přes datový vstup k výstupu odpovídajícího kanálu ADC modulu, přes řídicí vstup k prvnímu výstupu vstupního registru, druhá RAM je připojena:

- přes datový vstup k výstupu diferenciálního stupně,

5 - přes řídicí vstup ke druhému výstupu vstupního registru, a obě RAM jsou připojeny přes adresové vstupy k X, Y výstupům synchronizátoru;

diferenciální stupeň je připojen:

10 - přes první vstup k výstupu odpovídajícího kanálu ADC modulu,

- přes druhý vstup k výstupu první RAM,

- přes výstup k prvnímu vstupu multiplikátoru;

dělič je připojen mezi výstup druhé RAM a druhý vstup 15 multiplikátoru.

V/''

14. Televizní systém podle nároku 12, vyznačující se tím, že vicekanálový regulátor prahových hodnot má:

v každém kanálu:

- první komparátor pro porovnáváni kódů pixelů obrazu vytvořeného video kamerou, která odpovídá danému kanálu, s kódem prahové hodnoty,

AND obvod, který je přes první vstup připojen k výstupu komparátoru a je navržen pro sladění hodinového signálu s výstupním signálem z komparátoru,

- čítač, jehož čítači vstup je připojen k výstupu AND obvodu a který počítá počet těch pixelů v obrazovém snímku z příslušné video kamery připojené k danému kanálu, jejichž kód přesahuje předem nastavenou prahovou hodnotu jasu, registr, jehož datový vstup je připojen k výstupu čítače a který uchovává paralelní výstupní kód čítače,

- druhý komparátor, jehož vstup je připojen přes registr k výstupu čítače a který porovnává výstupní kód čítače s předem nastaveným prahovým počtem takových pixelů obrazu, které mají jas ne menší než prahová hodnota, a

- spouštěcí obvod, ve které se datový vstup zkombinuje s výstupem komparátoru a který zapisuje logický výstupní signál komparátoru na konci synchronizačního pulzu snímku ze synchronizátoru; a společné pro všechny kanály:

adresový dekodér pro programovatelný port PC pro vysílání kódů prahových hodnot jasu, počtu pixelů s jasem ne menším než prahové hodnoty a počtu kanálů s logickou úrovni 1 na výstupu k multikanálovému regulátoru prahových hodnot, jehož výstup je připojen k adresové sběrnici PC, yť

- vstupní registr pro přijímání kódů prahových hodnot přicházejících z PC, jehož první (datový) vstup je připojen k datové sběrnici PC a druhý (hodinový) vstup je připojen k výstupu adresového dekodéru, první výstup (kódu prahové hodnoty jasu) je připojen ke zkombinovaným prvním vstupům prvních komparátorů všech kanálů, druhý výstup (kód počtu pixelů s jasem ne menším než předem nastavená hodnota) je připojen ke zkombinovaným druhým vstupům druhých komparátorů všech kanálů, multiplexer pro slučování výstupních signálů všech kanálů, ve kterém je každý z datových vstupů připojen k výstupům spouštěcích obvodů odpovídajících kanálů, řídicí vstup je připojen k synchronizačnímu výstupu synchronizátoru s kódem X souřadnice;

- AND obvod pro sladění hodinového signálu s výstupním signálem multiplexeru, ve kterém je první vstup připojen k výstupu multiplexeru, druhý vstup je připojen ke zkombinovaným druhým vstupům AND obvodů každého z kanálů vícekanálového regulátoru prahových hodnot a k hodinovému výstupu synchronizátoru;

- čítač pro počítání počtu těch kanálů, jejichž signály na výstupu spouštěcích obvodů mají logickou úroveň l”, který je připojen přes čítači vstup k výstupu AND obvodu, přes nulovaci vstup přes invertor je připojen k výstupu snímkových synchronizačních pulzů synchronizátoru;

komparátor pro porovnávání výstupního kódu čítače s prahovou hodnotou počtu kanálů s logickou úrovní 1 na výstupu, který je přes první a druhý datový vstup příslušně připojen k výstupu čítače a třetímu výstupu vstupního registru a přes výstup je připojen k regulátoru zdroje primárního (RTG) záření,

W\-l·

-· spouštěcí obvod pro zápis a uchovávání výstupního signálu komparátoru, který je připojen přes datový vstup k výstupu komparátoru, přes hodinový vstup přes invertor je připojen k výstupu snímkových synchronizačních pulzů synchronizátoru a přes řídicí výstup a přes synchronizátor je připojen k mezisnímkovým digitálním akumulátorům video signálu;

kde:

v každém z kanálů se zkombinují a společně připojí k výstupu snímkových synchronizačních pulzů synchronizátoru:

nulovací vstupy čítačů počtu pixelů s jasem ne menším než předem nastavená hodnota,

- hodinové vstupy všech registrů,

- hodinové vstupy všech spouštěcích obvodů, a druhé vstupy prvních komparátoru všech kanálů se připojí k odpovídajícím datovým výstupům digitálního amplitudového korektoru video signálu.