Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення

Реферат: UA 73791 U UA 73791 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки телебачення і може бути використана у тепловізійних системах неруйнівного контролю на базі піровідикона. Найближчим за технічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є пристрій формування сигналу тепловізійного зображення (П.О. Кондратов та інші. Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення, Деклараційний патент на винахід № 47719 А, від 25.02.2002 р. Україна, Бюл. №7, 2002р.), який містить перший аналогово-цифровий перетворювач (АЦП), блок пам'яті, перший та другий комутатори, різницевий (диференційний) підсилювач, блок синхронізації, цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП), блок формування сигналу п'єдесталу у складі послідовно з'єднаних суматора та подільника, сигнальний вхід пристрою з'єднаний із АЦП, другим входом першого та першим входом другого комутаторів, виходи яких подані на прямий та інверсний входи різницевого підсилювача, вихід АЦП з'єднано із входом блока пам'яті та через другий вхід блока формування п'єдесталу - із одним із входів суматора, другий вхід якого під'єднано до виходу блока пам'яті, вихід суматора через подільник подано на вихід блока формування п'єдесталу і далі - на вхід ЦАПу, вихід якого з'єднано із першим та другим входами відповідно першого та другого комутаторів, керовані входи яких під'єднано до керуючого входу пристрою, перший, другий та третій виходи блока синхронізії під'єднані відповідно до синхровходів АЦП, блока пам'яті та синхровиходу пристрою. Недоліком такого пристрою є наявність у результуючому сигналі пристрою компоненти помилки, спричиненої просторовою зміною чутливості мішені піровідикону, що призводить до погіршення результуючого корисного сигналу та негативно впливає на якість теплового зображення об'єкта. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою, який би дозволив виключити вплив на результуючий сигнал просторової зміни чутливості мішені, що забезпечить покращання якості формованого зображення порівняно із прототипом. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, який містить перший, блок пам'яті, перший та другий комутатори, різницевий підсилювач, блок синхронізації, ЦАП, блок формування сигналу п'єдесталу у складі послідовно з'єднаних суматора та подільника, причому інформаційний вхід пристрою з'єднаний з входом першого АЦП та другим входом першого і першим входом другого комутаторів, виходи яких подано відповідно на прямий та інверсний входи різницевого підсилювача, вихід першого АЦП під'єднаний до входу блока пам'яті та через другий вхід блока формування п'єдесталу - з одним із входів суматора, другий вхід якого під'єднаний до виходу блока пам'яті, вихід суматора через подільник подано через вихід блока формування п'єдесталу на вхід ЦАПу, вихід якого з'єднано із першим та другим входами відповідно першим і другим входами першого та другого комутаторів, керуючі входи яких під'єднані до керуючого входу пристрою, перший, другий, третій виходи блока синхронізації під'єднані відповідно до синхровходів першого АЦП, блока пам'яті, та синхровиходу пристрою, згідно із корисною моделлю, введено послідовно з'єднані другий АЦП та блок корекції чутливості, причому вхід другого АЦП під'єднано до виходу різницевого підсилювача, вихід подільника подано на керуючий вхід блока корекції чутливості, вихід якого є інформаційним виходом пристрою, окрім того, синхровходи другого АЦП та блока корекції чутливості з'єднані відповідно із четвертим та п'ятим синхровиходами блока синхронізації. Корисна модель пояснюється структурною схемою пристрою, наведеною на Фіг. 1. Часові діаграми роботи пристрою наведено на Фіг. 2. Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення містить: перший АЦП 1, блок пам'яті 2, перший 3 та другий 4 комутатори, різницевий підсилювач 5, синхрогенератор 6, ЦАП 7, блок формування сигналу п'єдесталу 8, у складі послідовно з'єднаних суматора 9 та подільника 10, другий АЦП 15, блок корекції чутливості 16, інформаційний 11 та керуючий 12 входи, синхронізуючий 13 та інформаційний 14 виходи пристрою, інформаційний вхід 11 з'єднаний із інформаційним входом першого АЦП 1 та другим входом першого 3 і першим входом другого 4 комутаторів, виходи яких подано відповідно на прямий та інверсний входи різницевого підсилювача 5, вихід першого АЦП 1 під'єднаний до входу блока пам'яті 2 та через другий вхід блока формування п'єдесталу 8 - з одним із входів суматора 9, другий вхід якого під'єднаний до виходу блока пам'яті 2, вихід суматора 9 через подільник 10 подано через вихід блока формування п'єдесталу 8 на вхід ЦАПу 7, вихід якого з'єднано із першим та другим входами відповідно першим і другим входами першого 3 та другого 4 комутаторів, керуючі входи яких під'єднані до керуючого входу пристрою 12, перший, другий, третій виходи блока синхронізації 6 під'єднані відповідно до синхровходів першого АЦП 1, блока пам'яті 2, та синхровиходу пристрою 13, вхід другого АЦП 15 під'єднано до виходу різницевого підсилювача 5, а вихід - до входу блока корекції чутливості 16, вихід подільника 10 подано на керуючий вхід блока корекції чутливості 16, вихід якого є інформаційним виходом 14 пристрою, окрім того, 1 UA 73791 U 5 10 15 20 25 30 35 синхровходи другого АЦП 15 та блока корекції чутливості 16 з'єднані відповідно із четвертим та п'ятим синхровиходами блока синхронізації 6. Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення працює наступним чином. Блоком синхронізації 6 формуються: 1) тактовий сигнал, який подається на синхровхід першого АЦП 1 для забезпечення необхідної частоти дискретизації відеосигналу; 2) сигнали синхронізації розгорток та обтюратора тепловізійної камери, які подаються на синхровихід 13 пристрою; 3) сигнали читання/ запису та вибору рядків/ стовпців, які подаються на синхровходи першого блока пам'яті 2 з метою синхронізації операцій запису (читання) із розгорткою зображення; 4) сигнали синхронізації із виходів 4 та 5, що синхронізують роботу блоків 15 другого АЦП і блока 16 корекції чутливості. На керуючий вхід 12 пристрою подається сигнал стану обтюратора (закрито - 0, відкрито - 1, Фіг. 2, а). При відкритому положенні обтюратора вхідний інформаційний сигнал (Фіг. 2, б) U11 складається із п'єдесталу - (Р) та корисного сигналу -(+S), тобто U11=P+S. Вхідний сигнал перетворюється в цифрову форму першим АЦП 1 та подається на блок пам'яті 2, де він запам'ятовується. При закритому положенні обтюратора вхідний інформаційний сигнал має значення U11=P-S. Він оцифровується першим АЦП 1, подається через другий вхід блока 8 формування п'єдесталу на суматор 9, на який одночасно на перший вхід синхронно надходить із блока пам'яті 2 цифровий сигнал P+S. В результаті на вході подільника 10 формується подвійний сигнал п'єдесталу: (P+S)+(P-S)=[2P] в цифровому вигляді. Подільник 10, який має коефіцієнт ділення К=0,5, нормалізує його до значення [Р]. В блоці 7 ЦАП цей сигнал стає аналоговим (Фіг. 2в) і надходить на перший та другий входи комутаторів відповідно 3 та 4. Ці комутатори керуються сигналом U 12 таким чином, що інформаційні сигнали U11=P+S завжди подаються на прямий, а сигнали U 11=P-S - на інверсний вхід різницевого підсилювача 5. В той же час, вищезгадані комутатори передають під час дії на одному із входів різницевого підсилювача 5 інформаційних сигналів P+S чи Р-S на другий вхід сигнал п'єдесталу Р(Фіг. 2в). Це забезпечує появу на виході різницевого підсилювача 5 корисного сигналу кS (к коефіцієнт підсилення різницевого підсилювача). Формування окремого сигналу п'єдесталу Р дає можливість, на відміну відомих пристроїв-аналогів, компенсувати залежність корисного сигналу від просторових змін чутливості мішені піровідикону, які призводять до появи змін у величинах п'єдесталу -∆Р та корисного сигналу -∆S (Фіг. 2г). Просторова компенсація корисного сигналу здійснюється за допомогою блока 16 корекції чутливості, на який з цією метою подається сигнал п'єдесталу у цифровому представленні. Блок 16 корекції чутливості може бути виконаний, наприклад, у вигляді таблиць перегляду значень поточної величини S з одержанням на виході нормалізованих значень кSі. Таким чином, за допомогою введення у пристрій послідовно з'єднаних другого АЦП 15 та блока корекції чутливості 16 вдається значно зменшити вплив на корисний сигнал просторових змін чутливості мішені піровідикону. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення, який містить перший АЦП, блок пам'яті, перший та другий комутатори, різницевий підсилювач, блок синхронізації, ЦАП, блок формування сигналу п'єдесталу у складі послідовно з'єднаних суматора та подільника, причому інформаційний вхід пристрою з'єднаний з входом першого АЦП та другим входом першого і першим входом другого комутаторів, виходи яких подано відповідно на прямий та інверсний входи різницевого підсилювача, вихід першого АЦП під'єднаний до входу блока пам'яті та через другий вхід блока формування п'єдесталу - з одним із входів суматора, другий вхід якого під'єднаний до виходу блока пам'яті, вихід суматора через подільник подано через вихід блока формування п'єдесталу на вхід ЦАПу, вихід якого з'єднано із першим та другим входами відповідно першим і другим входами першого та другого комутаторів, керуючі входи яких під'єднані до керуючого входу пристрою, перший, другий, третій виходи блока синхронізації під'єднані відповідно до синхровходів першого АЦП, блока пам'яті, та синхровиходу пристрою, який відрізняється тим, що додатково містить послідовно з'єднані другий АЦП та блок корекції чутливості, причому вхід другого АЦП під'єднано до виходу різницевого підсилювача, вихід подільника подано на керуючий вхід блока корекції чутливості, вихід якого є інформаційним виходом пристрою, окрім того, синхровходи другого АЦП та блока корекції чутливості з'єднані відповідно із четвертим та п'ятим синхровиходами блока синхронізації. 2 UA 73791 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3