SU1663779A2 - Телевизионное устройство дл обнаружени объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптоэлектронике. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и увеличение точности определени  интенсивности величины сигнала обнаруживаемого объекта. Телевизионное устройство содержит объектив 1, проектирующий изображение объекта на фоточувствительную поверхность матричного фотоэлектрического прибора с зар довой св зью 2, преобразователь уровней 3, синхрогенератор 4, видеоусилитель 5, пороговое устройство 6, делители 7 и 8 частоты, ключи 9, 10, 20 и 27, счетчики 11, 12, 15, 16, 22 и 23, регистры 13, 14, 24 и 25, дешифраторы 17 и 18, блоки 19 и 26 совпадени , интеграторы 21 и 28, умножитель 29 и вычитатель 30. Расширение функциональных возможностей достигаетс  за счет определени  величины интенсивности сигнала обнаруживаемого объекта при одновременном определении координат. Увеличение точности определени  интенсивности величины сигнала обнаруживаемого объекта достигаетс  за счет устранени  вли ни  фонового зар да и темнового тока ПЗС-матрицы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптико-электронным приборам, а именно к оптико-электронным системам технического зрени , и может быть использовано дл  автоматизации визуального контрол  в задачах обнаружени  объектов на фоне помех с одновременным определением величины интенсивности сигнала , а также определени  положени  изображени  объекта относительно оптической оси прибора.

Цель изобретени  - расширение функциональных возм.ожностей устройства, увеличение точности определени  интенсивности величины сигнала обнаруживаемого объекта.

На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема телевизионного устройства дл  обнаружени  объектов по п.1

формулы изобретени ; на фиг.2 - структурна  электрическа  схема телевизионного устройства дл  обнаружени  объектов по п.2 формулы изобретени .

Телевизионное устройство дл  обнаружени  объектов (см.фиг.1) содержит объектив 1, проектирующий изображение объекта на фоточувствительную поверхность матричного фотоэлектрического прибора с зар довой св зью (МФПЗС) 2, преобразователь уровней 3, синхрогенератор 4,видеоусилитель 5, пороговое устройство 6, первый 7 и второй 8 делители частоты, первый 9 и второй 10 ключи, первый 11 и второй 12 счетчики , первый 13 и второй 14 регистры, третий 15 и четвертый 16 счетчики, первый 17 и второй 18 дешифраторы, первый блок совО О

СА VJ VJ Ю

:Й

падени  19, третий ключ 20, первый интегратор 21, п тый 22 и шестой 23 счетчики, третий 24 и четвертый 25 регистры. Управл ющее телевизионное устройство (см.фиг.2) дополнительно включает в себ  второй блок совпадени  26, четвертый ключ 27, интегратор 28, умножитель 29 и вычита- тель 30.

Устройство работает следующим образом .

Изображение объекта с помощью объектива 1 строитс  на фоточувствительной площадке прибора с зар довой св зью МФПЗС 2. Синхрогенератор 4 формирует управл ющие последовательности импульсов , необходимые дл  работы МФПЗС 2, при этом на первом выходе формируютс  последовательности импульсов управлени  секцией накоплени  и секцией пам ти, на п том выходе формируютс  последовательности импульсов управлени  нижним регистром МФПЗС 2, на четвертом выходе формируетс  последовательность импульсов управлени  транзистором сброса МФПЗС 2. Сигналы управлени  секци ми накоплени  и пам ти поступает непосредственно с син- хрогенератора 4 на преобразователь уровней 3. Таким образом, управление секцией накоплени  и секцией пам ти производитс  также, как и в телевизионной камере на приборе с зар довой св зью.

С второго выхода синхрогенератора 4 импульсы с частотой опроса строк поступает на вход делител  частоты 8.

Сигналы управлени  нижним регистром МФПЗС 2 с п того выхода синхрогенератора 4 подаютс  на первый вход второго ключа 10, который разрешает их прохождение на преобразователь уровней 3 во врем  поступлени  на управл ющий вход ключа 10 импульса с выхода делител  частоты 8. Таким образом, сигнал управлени  нижним регистром поступают пачками с периодом пТс, где Тс - исходный период импульсов строк; п - коэффициент делени  делител  частоты 8. Следовательно, при переносе зар довых пакетов из секций пам ти в нижний регистр МФПЗС 2 зар довые пакеты будут поэлементно суммироватьс  в этом регистре, поступа  с п строк. При поступлении п-го импульса ключ 10 разрешает прохождение сигналов управлени  нижним регистром и накопленные зар довые пакеты вывод тс  в область затвора выходного транзистора.

Транзистор сброса МФПЗС 2 управл етс  таким же образом через ключ 9. При этом импульсы управлени  транзистора сброса с четвертого выхода синхрогенератора 4 подаютс  на вход 1 ключа 9. С третьего выхода синхрогенератора 4 на счетный вход делител  частоты 7 подаютс  импульсы с периодом опроса элементов нижнего регистра . С выхода делител  частоты 7 на второй вход ключа 9 поступают сигналы с периодом тТнр, где ТНр - период импульсов опроса элементов нижнего регистра: m - коэффициент делени  делител  частоты 7. В результате сигнал сброса через ключ 9 проходит с периодом гпТНр. Таким образом, зар д , выводимый из нижнего регистра, накапливаетс  в течение времени вывода m элементов нижнего регистра под затвором выходного транзистора.

Таким образом, устройство позвол ет суммировать видеосигнал по площадкам размером mxn элементов. Видеосигнал с выхода МФПЗС 2 поступает на видеоусилитель 5, а с его выхода на вход порогового

устройства 6. При этом при превышении уровнем видеосигнала заданной величины порога пороговое устройство 6 выдает сигнал обнаружени ,

Определение положени  изображени 

на площадке матрицы МФЗПС 2 происходит следующим образом. На счетный вход п того счетчика 22 поступают импульсы с частотой опроса строк (ССИ), а на вход сброса подаютс  импульсы с частотой опроса

кадров. Таким образом, на выходе п того счетчика 22 по вл етс  измен ющийс  двоичный код, соответствующий счету строк в кадре изображени  МФЗПС 2, этот двоичный код поступает на информационный

вход третьего регистра 24. С приходом на вход записи третьего регистра 24 импульса с порогового устройства 6, в регистре 24 фиксируетс  номер строки, в районе которой находитс  обнаруженный объект, при

этом номер строки, т.е. координата по вертикали в двоичном виде, выводитс  с выхода третьего регистра 24.

Аналогичным образом работают шестой счетчик 23 и четвертый регистр 25. Разница

заключаетс  в том, что на счетный вход шестого счетчика 23 подаютс  импульсы тактовой частоты с третьего выхода синхрогенератора 4, а на вход сброса - импульсы с частотой опроса строк. При этом на выходе

0 счетчика 23 по вл етс  измен ющийс  двоичный код, соответствующий счету элементов матрицы в строке, а на выходе четвертого регистра 25 по вл етс  в двоичном коде информаци  о зоне нахождени 

5 обнаруженного изображени  объекта по горизонтали .

Определение интенсивности излучени  обнаруженного объекта происходит следующим образом.

На счетный вход первого счетчика 11 подаютс  импульсы с первого делител  частоты 7 с периодом тТНр, а на вход сброса первого счетчика 7 подаютс  импульсы с периодом спроса строк Тс, а с выхода пер- вого счетчика 11 поступает измен ющийс  двоичный код, соответствующий номеру зоны с. апертурой mxn по горизонтали. Этот двоичный код поступает на информационный вход первого регистра 13. С приходом импульса с порогового устройства 6 на вход записи первого регистра 13 на его выходе формируетс  двоичный код, соответствующий номеру зоны по горизонтали, в которой произошло превышение порога. Далее этот двоичный код поступает на вход начальной установки четвертого счетчика 16, начальна  установка которого устанавливаетс  с приходом импульса с порогового устройства 6. Дл  того, чтобы сначала произошла запись в регистр 13, а затем начальна  установка четвертого счетчика 16 в самом счетчике предусмотрена специальна  задержка . После начальной установки четвертого счетчика 16 на его выходе уста- навливаетс  номер зоны по горизонтали, в которой произошло превышение порога, а на счетный вход этого счетчика поступают импульсы с периодом гпТНр с выхода первого делител  частоты 7. Поскольку счетчик работает на вычитание, то по достижении на его выходе нулевого состо ни (ОООООООО), которое поступает на вход второго дешифратора 18, на первом входе этого дешифратора 18 по вл етс  логическа  единица. Это соответствует тому, что в данный момент опрашиваетс  зона размером mxn с максимальным сигналом.

Аналогично работает совокупность блоков по другой координате (вертикали). При этом на счетный вход второго счетчика 12 поступают импульсы с периодом птс, а сброс осуществл етс  импульсами с периодом кадром Тк. С выхода второго счетчика 12 двоичный код, несущий информацию и соответствующий номеру зоны с апертурой по вертикали, поступает на информационный вход второго регистра 14, который при поступлении импульса записи фиксирует номер зоны mxn срабатывани  порогового устройства 6 по вертикали в виде двоичного кода на выходе. Далее этот двоичный код поступает на вход начальной установки третьего счетчика 15, сброс которого происходит импульсом с порогового устройства 6, а счетные импульсы (также на вычитающий вход) подаютс  с периодом пТс. По достижении счетчиком значени  (00000000) первый дешифратор 17 выдает на первом выходе сигнал логической единицы. При по влении

на первых выходах дешифраторов 17 и 18 логической единицы на выходе первого блока совпадени  19 также возникает сигнал логической единицы, что в свою очередь подает логическую единицу на вход третьего ключа 20. который пропускает сигнал с видеоусилител  5 на первый интегратор 21, однако в данном случае происходит запоминание в интеграторе 21 сигнала только с одной зоны апертурой mxn, т.е. зоны наибольшего сигнала. Чтобы зафиксировать сигнал и со смежных элементов и просуммировать их в первом интеграторе 21, необходимо , чтобы с дешифраторов 17 и 18 логическа  единица выдавалась бы не только при показани х счетчиков 15 и 16 (00000000), но и (00000001) и (11111111). поскольку счетчики циклические. Тогда блок совпадени  19 и третий ключ 20 будут разрешать прохождение видеосигнала не только с зоны mxn наибольшего сигнала, но и со смежных с ней зон (всего с 9 зон) и суммировать эти сигналы в. первом интеграторе 21, и на выходе интегратора 21 будет присутствовать информаци  об интенсивности обнаруженного обьекта.

Сброс первого интегратора 21 происходит с приходом с шестого выхода синхроге- нератора кадрового синхроимпульса (КСИ) с периодом Тк.

Таким образом, устройство по фиг.1 позвол ет не только осуществить обнаружение объекта, но и выдать величину интенсивности сигнала обнаруживаемого обьекта .

Устройство по фиг.2 работает следующим образом.

Сохран   все, что касаетс  устройства по фиг.1. устройство дополнительно осуществл ет следующее.

Сигнал со второго выхода первого и второго дешифратора 17 и 18 выдает сигнал логической единицы при показани х на выходах счетчиков 15 и 16 (00000010) и (11111110), т.е. комбинаций, соседних с теми , которые несут информацию о зонах mxn, несущих информацию об обнаруживаемом сигнале. Далее при наличии логических единиц на первом и втором входах второго блока совпадени  26, поступающих с выходов дешифраторов 17 и 18, на его выходе формируетс  логическа  единица, котора  по- ступает на вход четвертого ключа 27 и разрешает прохождение сигнала с выхода видеоусилител  5 через сигнальный вход четвертого ключа 27 на сигнальный вход второго интегратора 28, при этом второй интегратор 28 собирает сигналы с зон, соответствующих сумме фонового и темнового сигналов с этих зон. Далее этот фон и темновой сигнал вычитаютс  на вычитателе 30 из сигнала, составл ющего полезный сигнал от объекта, а также темновой и фоновый зар д этих зон. Поскольку количество зон, содержащих полезный сигнал (их число в данном случае равно 9), не соответствует числу зон, с помощью которых компенсируютс  фоновый и темновой сигнал (их число составл ет 16), то дл  согласовани  суммарный сигнал с зон, содержащих только фоно- вый и темновой зар д, приходит на вычитающий вход вычитател  30 через умножитель 29, причем коэффициент умножени  вычисл етс  как отношение числа зон mxn, содержащих сигнал от обнаруживаемого обь- екта (в данном случае 9), к числу зон mxn, содержащих только фоновый и темновой сигналы (в данном случае 16,), таким образом, коэффициент умножени  составл ет 9/16 (0,5625).

Таким образом, на выходе вычитател  30 присутствует чистый Сигнал обнаруживаемого объекта без примеси темнового и фонового сигнала.

Claims (2)

1.Телевизионное устройство дл  обнаружени  объектов по авт. св. N; 1533018, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет определени  величины интенсивно- сти сигнала обнаруживаемого объекта при одновременном определении координат, в него введены первый и второй счетчики, счетные входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго делителей частоты, входы сброса подключены соответственно к второму и к шестому выходам синхрогенератора, а выходы первого и второго счетчика подключены соответственно к информационным входам первого и второго введенных регистров, выходы которых подключены соответственно к входам начальной установки введенных третьего и четвертого счетчиков, счетные входы которых подключены соответственно к входам второго и первого делителей частоты , входы записи первого и второго регистров и входы сброса третьего и четвертого счетчиков подключены к выходу пороговог устройства, выходы третьего и четверто- го счетчиков подключены соответственно к входам введенных первого и второго дешифраторов , первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму выходам первого введенного блока совпадени , выход которого подключен к управл ющему входу введенного третьего ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу видеоусилител , а выход подключен к сигнальному входу первого интегратора, вход сброса которого подключен к шестому выходу синхрогенератора, а также в него введены п тый и шестой счетчики, счетные входы которых подключены соответственно к второму и третьему входам синхрогенератора , выходы сброса подключены соответственно к шестому и второму выходам синхрогенератора, а выходы подключены соответственно к информационным входам соответственно введенных третьего и четвертого регистров, входы записи которых подключены к выходу порогового устройства , выходы третьего и четвертого регистров  вл ютс  информационными выходами телевизионного устройства дл  обнаружени  объектов, выход первого интегратора  вл етс  выходом сигнала обнаружени  телевизионного устройства обнаружени  объектов.

2.Устройство по п.1, отличающее- с   тем, что, с целью увеличени  точности определени  интенсивности величины сигнала обнаруживаемого объекта за счет устранени  вли ни  фонового зар да и темнового тока ПЗС-матрицы, в него введены второй блок совпадени , первый и второй входы которого подключены соответственно к вторым входам первого и второго дешифраторов, а выход подключен к управл ющему входу введенного четвертого ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу видеоусилител , выход четвертого ключа подключен к сигнальному входу введенного второго интегратора, вход сброса которого подключен к шестому выходу синхрогенератора, выход второго интегратора через введенный умножитель подключен к вычитающему входу введенного блока вычитани , а выход первого интегратора подключен к суммирующему входу блока вычитани , выход которого  вл етс  выходом телевизионного устройства дл  обнаружени  объектов.