RU2506641C1

RU2506641C1 - Frame image digitisation apparatus

Info

Publication number: RU2506641C1
Application number: RU2012133586/08A
Authority: RU
Inventors: Борис Иванович Волков
Original assignee: Борис Иванович Волков
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2014-02-10

Abstract

FIELD: physics, computer engineering.

SUBSTANCE: invention relates to means of digitising a frame image.

EFFECT: frame digitisation with not three converters in each matrix element but with one converter in each matrix element which, during the frame period, concurrently and synchronously performs three successive conversions of colours R, G, B with 15 bits each, and image digitisation ends at the end of the frame period.

4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам оцифровки кадра изображения, может быть использовано для получения цифровых изображений кадров. Прототипом является устройство оцифровывания кадра, содержащее объектив и приемник изображения, включающий матрицу элементов, каждый из трех преобразователей "яркость излучения - код", содержащее и первый - третий блоки ключей, в каждом ключей - по числу разрешения кадра, и первый - третий блоки регистров, в которых регистров - по числу разрешения кадра. Матрица элементов числом 10⁶ соответственно разрешения кадра/в строке 1000 отсчетов × 1000 строк/ включает три группы выходов по числу цветов с первого по 10 × 10⁶, которые подключены к входам 10⁷ соответственно блоков ключей, выходы которых 1-10⁷ подключены к стольким же входам трех блоков регистров, и генератор управляющих сигналов. Выходы блоков регистров являются выходами устройства оцифровывания кадра. Каждый элемент матрицы представлен триадой из трех преобразователей "яркость излучения - код", каждый из которых включает непрозрачный корпус, во входном торце которого цветной светофильтр одного из цветов К. G. В., за ним микрообъектив, по оптической оси которого под углом 45° к ней последовательно размещены и жестко закреплены по числу разрядов в коде десять полупрозрачных микрозеркал, на соответствующей стороне корпуса расположены десять соответствующих фотоприемников, выдающие электрические импульсы на управляющие U_от входы ключей в блоках ключей. Двоичные коды с преобразователей представляют последовательность сигналов единиц в разрядах кодов, соответствующих микрозеркалам, через которые прошло излучение, а в разрядах, через микрозеркала которых свет не прошел, будут нули. Недостатками прототипа являются: в составе каждого элемента матрицы по три преобразователя "яркость излучения - код", что снижает» разрешение кадра не менее чем в два раза, и недостаточная глубина цвета, передаваемая кодами по десять бит.The invention relates to means for digitizing an image frame, can be used to obtain digital image frames. The prototype is a frame digitizing device containing a lens and an image receiver, including a matrix of elements, each of the three radiation brightness - code converters, containing both the first and third key blocks, in each key - according to the frame resolution number, and the first - third register blocks in which registers - by the number of frame resolutions. The matrix of elements with the number of 10 ^6, respectively, the resolution of the frame / in the line of 1000 samples × 1000 lines / includes three groups of outputs according to the number of colors from the first to 10 × 10 ⁶ , which are connected to the inputs of 10 ⁷ respectively of the key blocks, the outputs of which 1-10 ^{7 are} connected to as many inputs of three blocks of registers, and a generator of control signals. The outputs of the register blocks are the outputs of the frame digitizer. Each element of the matrix is represented by a triad of three transducers "radiation brightness - code", each of which includes an opaque case, in the input end of which is a color filter of one of the colors of K. G. V., followed by a micro lens, along the optical axis of which at an angle of 45 ° thereto successively placed and firmly fixed by the number of bits in the code translucent ten micromirrors arranged ten respective photodetectors issuing electrical pulses to the control U on a respective side _of the housing input keys lokah keys. Binary codes from the converters represent a sequence of unit signals in the bits of codes corresponding to micromirrors through which radiation passed, and in the bits through which micromirrors light did not pass, there will be zeros. The disadvantages of the prototype are: in the composition of each element of the matrix, there are three transducers "radiation brightness - code", which reduces the resolution of the frame by at least two times, and the insufficient color depth transmitted by the ten-bit codes.

Цель изобретения: повышение разрешающей способности приемника изображения и увеличение глубины цвета до 45 бит: по 15 бит в коде каждого цвета R, G, В.The purpose of the invention: increasing the resolution of the image receiver and increasing the color depth to 45 bits: 15 bits in the code of each color R, G, B.

Техническими результатами являются: выполнение оцифровывания кадра не тремя преобразователями в каждом элементе матрицы, а одним преобразователем "яркость излучения - код", выполняющим за период кадра три последовательных преобразования цветов R, G, В по 15 бит каждое, глубина цвета 45 бит.Technical results are: digitizing a frame not by three converters in each matrix element, but by one “radiation brightness - code” converter, performing three consecutive color transforms R, G, B of 15 bits each, color depth 45 bits, per frame period.

Сущность заявляемого устройства оцифровывания кадра, содержащего объектив и матрицу элементов в приемнике изображения, в исполнении каждого элемента матрицы одним преобразователем "яркость излучения -код", выполняющим за период кадра последовательно три преобразования "яркость излучения - код" цветов R, G, В по 15 бит в каждом коде, и введение в каждый блок ключей шифраторов по числу элементов в матрице приемника изображения.The essence of the claimed device for digitizing a frame containing a lens and a matrix of elements in the image receiver, in the execution of each matrix element with one converter "radiation brightness-code", performing three transformations "radiation brightness - code" of colors R, G, B in 15 each a bit in each code, and the introduction into each block of encoder keys according to the number of elements in the image receiver matrix.

Устройство 1 оцифровывания кадра представлен на фиг.1, преобразователь "яркость излучения - код" - на фиг.2, 3, функциональная часть блока ключей - на фиг.3, блок регистров - на фиг,4.The device 1 for digitizing the frame is shown in FIG. 1, the “radiation brightness - code” converter is shown in FIGS. 2, 3, the functional part of the key block is shown in FIG. 3, the register block is shown in FIG. 4.

Устройство 1 оцифровывания кадра содержит объектив 2, в фокальной плоскости которого расположена приемная сторона приемника 3 изображения, который содержит матрицу из 10⁶ элементов соответственно разрешения кадра: 1000 строк по 1000 отсчетов в строке. Три группы выходов /по числу цветов/ с элементов матрицы каждая числом с первого по 4 × 10⁶ подключены к входам соответственно с первого по 4-10⁶ блоков 4, 5, 6 ключей, выходы которых с первого по 4×10⁶ подключены к входам блоков 7, 8, 9 регистров. Устройство 1 содержит генератор 10 управляющих сигналов, выдающий с первого выхода импульсы частотой 75 Гц, подключенный параллельно к входам первого 11… и второго 11₂распределителей импульсов, со второго выхода выдающий импульсы дискретизации кодов f_д 25 МГц, подключенный к вторым управляющим входам блоков 7, 8, 9 регистров, с третьего выхода выдающий импульсы частоты кадров f_к 25 Гц с периодом длительности кадра 40 мc

подключенный параллельно к первым управляющим входам U_от ключей 28 /фиг.4/ в блоках 7, 8, 9 регистров, первый - четвертый выходы которых являются выходами устройства 1 оцифровывания. Каждый элемент матрицы является преобразователем “яркость излучения - код" и включает /фиг.3/ непрозрачный корпус 12 формой прямоугольного параллелипипеда из изоляционного материала, во входном окне которого размещен непрозрачный микросветофильтр 13, прикрепленный к свободному концу своего микропьезоэлемента 14, в отсутствие управляющего сигнала входное окно закрыто непрозрачным микросветофильтром 13. Второй конец микропьезоэлемента 14 жестко закреплен в корпусе 12 и подключен через диоды Д1, Д2, Д3 к первому - третьему выходам распределителя 11₁ импульсов. Непрозрачный микросветофильтр 13 выполняет функцию входной двери, открывая вход для прохода облучения на микролинзу 15, закрепленную в непрозрачной перегородке корпуса 12. За микролинзой, выполняющей роль микрообъектива, последовательно друг за другом расположены три цветных микросветофильтра 16, 17, 18 базовых цветов R, G, В, каждый из них прикреплен соответствующим образом к свободному концу своего микропьезоэлемента 19, 20, 21, вторые концы которых закреплены в корпусе 12, а управляющие входы микропьезоэлементов подключены: микропьезоэлемента 19 - к выходу 1 распределителя 11₁ импульсов, микропьезоэлемента 20 - к выходу 2 распределителя 11₁ импульсов, микропьезоэлемента 21 - к выходу 3 блока 11₁. Управлявшие импульсы с выходов распределителя 11₁ импульсов имеют частоту 75 Гц /25 Гц×3/, каждый длительностью 1 мс с амплитудой достаточной для срабатывания микропьезоэлементов 19, 20, 21, работающие на деформации изгиба [5 c. 26]. За тремя цветными микросветофильтрами по оптической оси микрообъектива 15 и под углом 45° к ней последовательно на соответствующем расстоянии друг за другом расположены и жестко закреплены по числу разрядов в коде с первого по пятнадцатый полупрозрачные микрозеркала 22_1-15. На стороне корпуса, к которой повернуты микрозеркала, расположены пятнадцать соответствующих фотоприемников 23_1-15, принимающие отраженное от микрозеркал 22 излучения и выдающие электрические импульсы на входы своих импульсных усилителей 24_1-15 в функциональных частях блоков 4; 5, 6[6. с. 5] Световой поток после цветного микросветофильтра поступает на центры полупрозрачных микрозеркал 22, каждое из которых пропускает на следующее за ним микрозеркало поток света, ослабленный в два раза, соответственно принципа двоичного кода, полупрозрачные микрозеркала имеют светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения к пропущенному как 1:0,5 [2 с.223]. Каждый преобразователь "яркость излучения - код" обслуживается своей функциональной частью в блоке 4. 5, 6, которая включает /фиг.3/ пятнадцать импульсных усилителей 24_1-15, шестнадцать ключей 25_1-16 и один шифратор 26, первый - четвертый выходы которого являются и выходами блока ключей 4, 5, 6. Функциональные части преобразуют 15-разрядные коды, поступающие в нее, в четырех разрядные коды, выдаваемые с шифратора 26. Функциональных частей в блоке 4, 5, 6 ключей по числу элементов в матрице 10⁶. Функциональные части выполнены идентично, подключение преобразователя "яркость излучения - код" и обслуживающей его функциональной части приведено на фиг.3. The frame digitizing device 1 comprises a lens 2, in the focal plane of which is the receiving side of the image receiver 3, which contains a matrix of 10 ⁶ elements, respectively, of the frame resolution: 1000 lines of 1000 samples per line. Three groups of outputs (according to the number of colors) from the matrix elements each with a number from the first to 4 × 10 ^{6 are} connected to the inputs, respectively, from the first to 4-10 ⁶ blocks of 4, 5, 6 keys, the outputs of which from the first to 4 × 10 ^{6 are} connected to inputs of

blocks

7, 8, 9 registers. The device 1 contains a generator 10 of control signals, issuing from the first output pulses with a frequency of 75 Hz, connected in parallel to the inputs of the first 11 ... and second 11 ₂ pulse distributors, from the second output issuing sampling pulses of codes f _d 25 MHz, connected to the second control inputs of

blocks

7 , 8, 9 registers, from the third output issuing pulses of the frame frequency f _to 25 Hz with a frame duration of 40 ms

connected in parallel to the first control inputs U _{from the} keys 28 / Fig. 4/ in

blocks

7, 8, 9 of the registers, the first and fourth outputs of which are the outputs of the digitizing device 1. Each matrix element is a “radiation brightness - code" converter and includes / Fig. 3 / an opaque case 12 in the form of a rectangular parallelepiped made of insulating material, in the input window of which there is an opaque microfilter 13 attached to the free end of its micropiezoelectric element 14, in the absence of a control signal, the input the window is closed by an opaque microfilter 13. The second end of the micropiezoelectric element 14 is rigidly fixed in the housing 12 and connected through diodes D1, D2, D3 to the first and third outputs of the distributor I have 11 ₁ pulses. The opaque microfilter 13 serves as the front door, opening the entrance for irradiation to the microlens 15, mounted in the opaque partition of the housing 12. Behind the microlens, which acts as a micro-lens, three

color microfilters

16, 17, 18 of the base colors R, G, B, each of them is attached accordingly to the free end of its

micro-piezoelectric element

19, 20, 21, the second ends of which are fixed in the housing 12, and the control inputs of the micro-piezoelectric elements are connected: micro ezoelementa 19 - 1 to the output of the distributor ₁₁ January pulses mikropezoelementa 20 - 2 to the output ₁ pulse distributor 11, mikropezoelementa 21 - 3 to the output unit 11 _1. The control pulses from the outputs of the distributor 11 ₁ pulses have a frequency of 75 Hz / 25 Hz × 3 /, each lasting 1 ms with an amplitude sufficient to trigger

micropiezoelectric elements

19, 20, 21, working on bending strain [5 c. 26]. For three color microfilter filters along the optical axis of the micro-lens 15 and at an angle of 45 ° to it, sequentially translucent micromirrors 22 _1-15 are arranged and rigidly fixed according to the number of bits in the code from the first to the fifteenth at an angle of 45 ° to it; On the side of the housing, to which the micromirrors are rotated, there are fifteen corresponding photodetectors 23 _1-15 , receiving radiation reflected from the micromirrors 22 and issuing electrical pulses to the inputs of their pulse amplifiers 24 _1-15 in the functional parts of blocks 4; 5, 6 [6. from. 5] The luminous flux after the color microfilter arrives at the centers of the translucent micromirrors 22, each of which passes a double stream of light attenuated by the micromirror next to it, corresponding to the binary code principle, the translucent micromirrors have a beam splitting, which performs the ratio of reflected radiation to transmitted as 1 : 0.5 [2 p. 223]. Each converter "radiation brightness - code" is served by its functional part in block 4. 5, 6, which includes / Fig. 3/ fifteen pulse amplifiers 24 _1-15 , sixteen keys 25 _1-16 and one encoder 26, the first and fourth outputs which are the outputs of the

key block

4, 5, 6. The functional parts convert the 15-bit codes received into it into four-bit codes issued from the encoder 26. The functional parts in the

block

4, 5, 6 keys according to the number of elements in the matrix 10 ⁶ . The functional parts are identical; the connection of the "radiation brightness - code" converter and the functional part serving it are shown in Fig. 3.

Преобразование "яркость излучения - код", фиг.3. В отсутствие управляющих импульсов с распределителя 11₁ импульсов микропьезоэлементы 14, 19. 20, 21 находятся в ненапряженном состоянии: непрозрачный микросветофильтр 13 закрывает входное окно корпуса 12, а цветные микросветофильтры 16, 17, 18 вне зоны прохода излучения после микролинзы 15. С приходом управляющего импульса 1 мс с первого выхода распределителя 11₁ микросветофильтр 13 при изгибе микропьезоэоемента 14 открывает на 1 мс входное окно, микропьезоэлемент 19 срабатывает и вводит в поток излучения после микролинзы 15 красный микросветофильтр 16, пропускающий красный цвет излучения на полупрозрачные микрозеркала 22, начиная с микрозеркала 22₁₅, отраженное излучение от которого поступает в усилитель 24₁₅, импульс с которого открывает параллельно ключи 25₁₅ и 25₁₆, красное излучение поступает последовательно на следующие полупрозрачные микрозеркала, пока свет не ослабнет до степени, не вызывающей срабатывание фотоприемника 24. Отраженные от микрозеркал излучения поступают в свои фотоприемники 23, выдающие электрические импульсы в свои импульсные усилители 24 в блоках 4 /5, 6/, с поступлением импульса в усилитель 24₁₄ он усиливает импульс, который с его выхода закрывает ключ 25₁₅ и открывает ключ 25₁₄, импульс с усилителя 24₁₃, закрывает ключ 25₁₄ и открывает ключ 25₁₃, далее этот процесс продолжается со скоростью света, проходящего по полупрозрачным микрозеркалам 22. При ослаблении излучения до несрабатывания фотоприемника 23 сигнал с усилителя соответствующего 24 не поступает на открытие следующего ключа 25. Для примера принимаем, что последним сработал фотоприемник 23₈ от микрозеркала 22₈: импульс с усилителя 24₈ открывает ключ 25₈ и закрывает ключ 259. К этому моменту ключи 25_9-15 все закрыты, а ключи 25_1-7 еще не открыты. С приходом импульса U_выд 1 мс /75 Гц/ с распределителя 11₂ импульсов он поступает параллельно на входы трех ключей 25₁₆ блоков 4, 5, 6 ключей, в каждом блоке 4, 5,6 с выхода ключа 25₁₆ импульс 1 мс U_выд поступает параллельно на сигнальные входы всех ключей 25_1-15, но ключи 25_9-15 /фиг.3/ уже закрыты сигналами U₃ с импульсных усилителей 24_9-14, а ключи 25_1-17 еще не открыты, в результате открытый только один ключ 25₈, импульс с выхода ключа 25₁₆ проходит через открытый ключ 25₈, и с его выхода импульс поступает на восьмой вход шифратора 26, который повторно кодирует импульс восьмого разряда 15-и разрядного кода в четырехразрядный код: 1000, этот код и поступает в блок 7 регистров. Комбинации [7 с.207] четырехразрядных кодов после повторного кодирования в таблице 1.The conversion "radiation brightness - code", Fig.3. In the absence of control pulses from the pulse distributor 11 ₁ pulses, the piezoelectric elements 14, 19, 20, 21 are in an unstressed state: the opaque microfilter 13 closes the input window of the housing 12, and the color microfilter 16, 17, 18 outside the radiation passage after the microlens 15. With the arrival of the control 1 ms pulse from the first output distributor 11 ₁ 13 mikrosvetofiltr flexural mikropezoeoementa 14 opens at 1 ms input window is activated mikropezoelement 19 and enters into the emission stream 15 after microlens red mikrosvetofiltr 16 ropuskayuschy red emission color to translucent micromirror 22, starting from the micromirror 22, _15, the reflected radiation from which is supplied to the amplifier 24, _15, the pulse from which opens parallel keys 25 ₁₅ and 25 _16, the red light comes on the further translucent micromirror until the light weakens to the extent that the photodetector is not triggered 24. Radiations reflected from micromirrors enter their photodetectors 23, issuing electric pulses to their pulse amplifiers 24 in blocks 4/5, 6 /, with receipt m of pulse to the amplifier 24 ₁₄ it amplifies the pulse, which, from its output, closes the key 25 ₁₅ and opens the key 25 ₁₄ , the pulse from the amplifier 24 ₁₃ , closes the key 25 ₁₄ and opens the key 25 ₁₃ , then this process continues with the speed of light passing through translucent micromirrors 22. When the radiation attenuation to malfunction of the photodetector 23, the signal from the amplifier 24 is not received corresponding to the opening of the next key 25. for example, assume that the last load photodetector 23 ₈ dated ₂₂ August micromirror: pulse from amplifier August ₂₄ opens switch 25 for ₈ and undermines the key 259. At this point, 25 keys _9-15 are all closed, and the keys 25 _1-7 is not yet open. With the arrival of the pulse U, the _{output is} 1 ms / 75 Hz / s of the distributor 11 ₂ pulses, it arrives in parallel to the inputs of three keys 25 ₁₆ blocks 4, 5, 6 keys, in each block 4, 5.6 from the output of the key 25 ₁₆ pulse 1 ms U _{the output} goes in parallel to the signal inputs of all keys 25 _1-15 , but the keys 25 _{9-15 /} Fig. 3/ are already closed by U ₃ signals from pulse amplifiers 24 _9-14 , and the keys 25 _1-17 are not yet open, as a result, open only one key 25 ₈ , the pulse from the output of the key 25 ₁₆ passes through the public key 25 ₈ , and from its output the pulse goes to the eighth input of the encoder 26, which re-encodes the pulse from the eighth bit of a 15-bit code to a four-bit code: 1000, this code goes to a block of 7 registers. Combinations [7 p.207] of four-digit codes after re-encoding in table 1.

Таблица 1Table 1 Коды с выходов ключей 25_1-15 Codes with key outputs 25 _1-15 Коды с выходов блоков 4, 5, 6 после повторного кодированияCodes from the outputs of blocks 4, 5, 6 after re-encoding 000000000000001000000000000001 0001 /1/0001/1 / 000000000000010000000000000010 0010 /2/0010/2 / 000000000000100000000000000100 0011 /3/0011/3 / .. .. .. .. .. .. 001000000000000001000000000000 1101 /13/1101/13 / 010000000000000010000000000000 1110 /14/1110/14 / 100000000000000100000000000000 1111 /15/1111/15 /

Четырехразрядные коды с блоков 4, 5, 6 ключей в параллельном виде поступают в блоки 7, 8, 9 регистров, на этом заканчивается первая треть в 13 мс кадра, а преобразователь "яркость излучения - код" приходит в исходное состояние. По окончании первых 13 мс кадра импульс со второго выхода распределителя 11₁ поступает на вход опять пьезодефлектора 14 и на вход пьезодефлектора 20 зеленого микросветофильтра 17: пьезодефлектор 14 открывает входное окно и параллельно с этим пьезодефлектор 20 вводит зеленый микросветофильтр 17 в поток света, зеленый свет поступает на полупрозрачное микрозеркала 22_1-15, идет формирование кодов цвета G в преобразователях "яркость излучения - код" во всех элементах матрицы.Four-bit codes from blocks 4, 5, 6 of the keys in parallel form enter blocks 7, 8, 9 of the registers, this completes the first third of 13 ms of the frame, and the converter "radiation brightness - code" returns to its original state. At the end of the first 13 ms of the frame, the pulse from the second output of the distributor 11 _{1 is} fed back to the piezoelectric deflector 14 and to the input of the piezoelectric deflector 20 of the green microfilter 17: the piezoelectric deflector 14 opens the input window and at the same time the piezoelectric deflector 20 enters the green microfilter 17 into the light stream, green light enters translucent micromirrors 22 _1-15 , the formation of color codes G in the converters "radiation brightness - code" in all elements of the matrix.

По окончании вторых 13 мс кадра управляющий импульс с третьего выхода распределителя 11₁ импульсов поступает на входы пьезодефлектора 14 и на вход пьезодефлектора 21 синего микросветофильтра 18: опять открывается входное окно, а синий микросветофильтр 18 вводится в поток света, пропускает синее излучение на микрозеркала 22, формируется код цвета В во всех преобразователях элементов матрицы. После первой трети /13 мс/ периода кадра распределитель 11₂ импульсов выдает со второго выхода сигнал выдачи U_выд на сигнальные входы ключей 25₁₆ параллельно во все функциональные части блока 4, и все коды 10⁶ цвета R поступают параллельно на второе кодирование в шифраторы 26, с которых 10⁶ четырехразрядных кодов цвета R поступают параллельно в блок 7 регистров.At the end of the second 13 ms frame, the control pulse from the third output of the distributor 11 ₁ pulses is fed to the inputs of the piezoelectric deflector 14 and to the input of the piezoelectric deflector 21 of the blue microfilter 18: the input window opens again, and the blue microfilter 18 is introduced into the light stream, passes the blue radiation to the micromirrors 22, color code B is generated in all transducers of the matrix elements. After the first third / 13 ms / frame period allocator ₁₁ February pulse outputs from the second output signal issuing U _vyd to signal inputs of the keys 25, ₁₆ in parallel to all the functional parts of the unit 4, and all codes June ¹⁰ colors R fed in parallel to the second encoding in encoders 26 , from which 10 ⁶ four-digit color codes R come in parallel to block 7 registers.

После второй трети периода кадра распределитель 11₂ импульсов выдает с третьего выхода сигнал U_выд на сигнальные входы ключей 25₁₆ во все функциональные части блока 5, и все коды цвета G поступают параллельно на второе кодирование в шифраторы 26, с которых коды 10⁶ цвета G поступают параллельно в блок 8 регистров.After the second third of the frame distributor 11 the ₂ pulse outputs from the third output signal U _vyd to signal inputs of the keys 25, ₁₆ in all of the functionality of the unit 5, and all color codes G fed in parallel to the second encoding in encoders 26, from which the codes ¹⁰ June Color G arrive in parallel in block 8 registers.

После третьей части 13 мс периода кадра распределитель 11₂ импульсов с первого выхода выдает сигнал U_внд на сигнальные входы ключей 25₁₆ во все функциональные части блока 6 ключей, все коды цвета В поступают параллельно на второе кодирование в свои шифраторы, 26, с которых 10⁶ четырехразрядных кодов цвета В параллельно поступают в блок 9 регистров. По окончании периода кадра 40 мс в регистрах 27_1-106 блоков 7, 8, 9 сосредоточены коды соответственно цветов R, G, В. Блоки 7, 8, 9 регистров выполнены идентично /фиг.4/, каждый включает с первого по 10⁶ четырехразрядные регистры 27 и последовательно соединенные ключ 28 и распределитель 29 импульсов. Информационными входами блоков 7-9 являются входы четырех разрядов всех регистров 27_1-106, всего входов 4×10⁶, выходами являются поразрядно объединенные первый-четвертый выходы блока 7-9 регистров. Первым управляющим входом является первый управляющий вход U_отключа 28, подключенный к третьему выходу генератора 10 импульсов, открывающий передним фронтом ключ 28 на длительность периода кадра 40 мс, вторым управляющим входом является сигнальный вход ключа 28, подключенный к второму выходу 25 МГц генератора 10 импульсов. В открытом состоянии ключ 28 пропускает в распределитель 29 импульсов импульсы 25 МГц, которые являются сигналами выдачи последовательно кодов из регистров 27_1-106 на воспроизведение кадров или на регистрацию кодов кадра в соответствующее устройство регистрации. Частота кадров принята 25 Гц, число строк в кадре 1000, отсчетов в строке 1000, частота дискретизации кодов составляет:After the third part of the 13 ms frame period, the distributor 11 of ₂ pulses from the first output gives a signal U _vnd to the signal inputs of the keys 25 ₁₆ to all functional parts of the key block 6, all color codes B are sent in parallel to the second coding to their encoders, 26, from which 10 ⁶ four-digit color codes in parallel are received in block 9 registers. At the end of the 40 ms frame period in the registers 27 _1-10 6 of the blocks 7, 8, 9, the codes of colors R, G, B are concentrated, respectively. The blocks 7, 8, 9 of the registers are identical (Fig. 4/, each includes from the first to 10 ⁶ four-digit registers 27 and a series-connected key 28 and a pulse distributor 29. The information inputs of blocks 7–9 are the inputs of four bits of all registers 27 _1–10 6, of the total inputs 4 × 10 ⁶ , the outputs are the bit-wise combined first – fourth outputs of the block 7–9 registers. The first control input is the first control input U _from key 28, connected to the third output of the pulse generator 10, opening the key 28 with a leading edge for a frame duration of 40 ms, the second control input is the signal input of key 28, connected to the second output of 25 MHz of the pulse generator 10 . In the open state, the key 28 passes 25 MHz pulses to the pulse distributor 29, which are signals for issuing sequentially codes from the registers 27 _1-10 6 to play frames or to register frame codes to the corresponding registration device. The frame rate is 25 Hz, the number of lines per frame 1000, samples per line 1000, the sampling frequency of the codes is:

f_д=25 Гц × 1000×1000=25 МГц.f _d = 25 Hz × 1000 × 1000 = 25 MHz.

Работа устройства.The operation of the device.

Объектив 2 проецирует изображение объекта съемки на входные окна всех элементов матрицы приемника 3 изображения. Преобразователи в элементах матрицы выдают импульсы с фото приемников 23_1-15 в импульсные усилители 24_1-15 блоков 4-6, В блок 4 поступают 10⁶ коды цвета R, в блок 5 - коды цвета G, в блок 6 - коды цвета В. В блоках 4-6 выполняется первое и повторное кодирование, с выходов блоков 4, 5, 6 ключей четврехразрядные коды поступают в свои регистры 27_1-106. За один период кадра выполняется его оцифровывание. Последовательное получение в элементах матрицы кодов трех цветов позволяет увеличить разрешение приемника 3 изображения, повторное кодирование без информационных потерь позволяет уменьшить соединительных линий от блоков 4-6 к блокам 7-9 в 11, 25 раз

, применить в регистрах блоков 7-9 четырехразрядные регистры, а для регистрации оцифрованной видеоинформации потребуется на носителе в 11, 25 раз меньше места.The lens 2 projects the image of the subject onto the input windows of all the elements of the matrix of the image receiver 3. The converters in the matrix elements give pulses from the photo receivers 23 _1-15 to the pulse amplifiers 24 _{1-15 of} blocks 4-6, block 6 receives 10 ⁶ color codes R, block 5 - color codes G, block 6 - color codes B . In blocks 4-6, the first and second coding is performed, from the outputs of

blocks

4, 5, 6 of the keys, four-digit codes are sent to their registers 27 _1-10 6. For one frame period, it is digitized. Sequential receipt in the matrix elements of the codes of three colors allows you to increase the resolution of the receiver 3 images, re-encoding without information loss allows you to reduce the connecting lines from blocks 4-6 to blocks 7-9 in 11, 25 times

, apply four-digit registers in the registers of blocks 7–9, and for registering digitized video information, 11,25 times less space is required on the medium.

Использованные источникиUsed sources

1. Патент РФ №2452026 С1, кл. G06T 9/00, бюл.15 от 27.05.12, прототип.1. RF patent No. 2452026 C1, cl. G06T 9/00, bull.15 of 05.27.12, prototype.

2. Б.Н. Бегунов, Н.П. Заказнов. Теория оптических систем. М., 1973, с.223.2. B.N. Begunov, N.P. Zakaznov. Theory of optical systems. M., 1973, p.223.

3. Ашкенази Г.И. Цвет в природе и технике. Изд.4-е. М., 1985, с.79, 15-я строка сверху.3. Ashkenazi G.I. Color in nature and technology. Vol. 4. M., 1985, p. 79, the 15th line from above.

4. В.В. Пясецкий. Цветное телевидение в вопросах и ответах. Минск. 1986, с.130.4. V.V. Pyasetskiy. Color TV in questions and answers. Minsk. 1986, p. 130.

5. А.Ф. Плонский, В.И. Теаро. Пьезоэлектроника, "Знание", М., 1979, с.26, 21-я строка сверху,5. A.F. Plonsky, V.I. Thearo. Piezoelectronics, "Knowledge", M., 1979, p. 26, 21st line from above,

6. В.В. Фролов. Язык радиосхем. Изд-е 2-е. М., "Радио и связь", 1989, с.5,6. V.V. Frolov. The language of the radio circuits. 2nd ed. M., "Radio and Communications", 1989, p.5,

7. В.Н. Тутевич. Телемеханика. 2-е изд-е, М., 1985, с.207 рис.8.5.7. V.N. Tutevich. Telemechanics. 2nd ed., M., 1985, p.207 Fig. 8.5.

Claims

Устройство оцифровывания изображения кадра, содержащее объектив и приемник изображения, содержащий матрицу элементов по числу разрешения кадра, первый-третий блоки ключей, первый-третий блоки регистров и генератор управляющих сигналов, выдающий со второго выхода импульсы дискретизации кодов, с третьего выхода - импульсы длительностью периода кадра, каждый элемент матрицы включает преобразователь "яркость излучения - код", содержащий непрозрачный корпус формой прямоугольного параллелипипеда из изоляционного материала, в непрозрачной перегородке которого закреплен микрообъектив, по оптической оси которого и под углом 45° к ней последовательно друг за другом на соответствующем расстоянии расположены и жестко закреплены по числу разрядов в коде полупрозрачные микрозеркала, каждое впереди расположенное полупрозрачное микрозеркало пропускает на следующее за ним поток света, ослабленный в два раза, в полупрозрачных микрозеркалах имеются светоделительные покрытия, выполняющие отношение отраженного излучения к пропущенному как 1:0,5, на стороне корпуса, к которой повернуты полупрозрачные микрозеркала, расположены по числу полупрозрачных микрозеркал соответствующие фотоприемники, принимающие отраженное микрозеркалами излучения, выходы фотоприемников являются информационными выходами каждого преобразователя "яркость излучения - код", первые управляющие входы трех блоков регистров объединены и подключены к третьему выходу генератора управляющих сигналов, второй выход которого подключен к объединенным вторым управляющим входам блоков регистров, выходы которых являются первым, вторым и третьим выходами устройства оцифровывания изображения кадра, блоки регистров выполнены идентично, каждый включает регистры по числу разрешения матрицы 10⁶ и последовательно соединенные ключ и распределитель импульсов, выходы которого с первого по 10⁶ последовательно подключены к управляющим входам U_выдкаждого регистра, информационными входами каждого блока регистров являются входы всех регистров, подключенные к соответствующим выходам своего блока ключей, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_от ключа, подключенный к третьему управляющему выходу генератора управляющих сигналов, вторым - сигнальный вход ключа, подключенный к второму выходу генератора управляющих сигналов, выходы всех регистров в каждом блоке регистров поразрядно объединены и являются выходами блока регистров, выходы первого-третьего блоков регистров являются первым-третьим выходами устройства оцифровывания изображения кадра, отличающееся тем, что в него введены первый и второй распределители импульсов, входы которых объединены и подключены к первому выходу /75 Гц/ генератора управляющих сигналов, первый-третий выходы первого распределителя импульсов подключены: первый подключен параллельно к входам всех первых диодов Д1 и к управляющим входам всех микропьезоэлементов красных микросветофильтров во всех преобразователях "яркость излучения - код", второй выход подключен параллельно к входам всех вторых диодов Д2 и к управляющим входам всех микропьезоэлементов зеленых микросветофильтров во всех преобразователях "яркость излучения - код", третий выход подключен к входам всех третьих диодов Д3 и к управляющим входам микропьезоэлементов синих микросветофильтров во всех преобразователей "яркость излучения - код", первый - третий выходы второго распределителя импульсов подключены: первый подключен к управляющему входу U_выд третьего блока ключей, второй подключен к управляющему входу U_выд первого блока ключей, третий выход подключен к управляющему входу U_выд второго блока ключей, в каждый преобразователь "яркость излучения - код" во входном торце корпуса введен перед микролинзой непрозрачный микросветофильтр, прикрепленный соответствующим образом к свободному концу своего микропьезоэлемента, второй конец которого жестко закреплен в корпусе преобразователя "яркость излучения - код", и управляющий вход микропьезоэлемента подключен к объединенным выходам первого - третьего диодов, за микрообъективом последовательно друг за другом расположены три цветных микросветофильтра основных цветов R, G, В в последовательности красного, зеленого и синего, каждый из них прикреплен к свободному концу своего микропьезоэлемента, вторые концы которых закреплены в корпусе преобразователя "яркость излучения - код", а управляющие входы микропьезоэлементов подключены: красного микросветофильтра к входу первого диода Д1, зеленого микро-светофильтра к входу второго диода Д2, синего микросветофильтра к входу третьего диода Д3, блоки ключей выполнены идентично, каждый содержит соответствующие функциональные части по числу элементов в матрице /по числу преобразователей "яркость излучения - код"/, каждая функциональная часть обслуживает свой преобразователь "яркость излучения - код", функциональные части идентичны, каждая включает число импульсных усилителей по числу разрядов в коде, шестнадцать ключей и шифратор, входы импульсных усилителей являются первым-пятнадцатым информационными входами и подключены к соответствующим по номерам фотоприемникам в преобразователе "яркость излучения - код", выходы импульсных усилителей с первого по четырнадцатый подключены идентично, каждый подключен параллельно к первому управляющему входу U_от ключа своего номера и к второму U_з входу ключа следующего номера, выход пятнадцатого импульсного усилителя подключен параллельно к первым управляющим U_от входам пятнадцатого и шестнадцатого ключей, сигнальный вход шестнадцатого ключа является управляющим входом U_выд своей функциональной части и подключен к соответствующему выходу второго распределителя импульсов, выход шестнадцатого ключа подключен параллельно к сигнальным входам первого-пятнадцатого ключей и к своему второму управляющему U_з входу, выходы первого-пятнадцатого ключей подключены к первому-пятнадцатому входам шифратора, первый-четвертый выходы которого являются выходами каждой функциональной части в блок регистров, выходов с каждого блока ключей 4×10⁶, которые подключены к стольким же входам своего блока регистров, каждый из которых включает с первого по 10⁶ четырехразрядные регистры, первый-четвертый выходы которых поразрядно объединены и являются первым-четвертым выходами устройства оцифровывания изображения кадра. A device for digitizing a frame image containing a lens and an image receiver containing a matrix of elements according to the number of frame resolutions, first to third blocks of keys, first to third blocks of registers and a control signal generator that generates code sampling pulses from the second output, and pulses of a period duration from the third output frame, each matrix element includes a transducer "radiation brightness - code" containing an opaque body in the form of a rectangular parallelepiped of insulating material, in an opaque the septum of which is fixed with a micro lens, on the optical axis of which and at an angle of 45 ° to it, semitransparent micromirrors are arranged sequentially and rigidly fixed by the number of bits in the code, each transposed translucent micromirror transmits a light stream weakened next to it, attenuated in two times, in the translucent micromirrors there are beam splitting coatings that fulfill the ratio of reflected radiation to transmitted as 1: 0.5, on the side of the body to which I turn translucent micromirrors, arranged according to the number of translucent micromirrors, the corresponding photodetectors receiving radiation reflected by micromirrors, the photodetector outputs are information outputs of each "radiation brightness - code" converter, the first control inputs of three register blocks are combined and connected to the third output of the control signal generator, the second output of which connected to the combined second control inputs of the register blocks, the outputs of which are the first, second and third output mi frame image digitization device register blocks are identical, each including registers by the number of resolution matrix 10⁶ and series-connected key and pulse distributor, the outputs of which are from first to 10⁶ connected in series to control inputs U_outof each register, the information inputs of each block of registers are the inputs of all registers connected to the corresponding outputs of their block of keys, the control inputs are: the first is the first control input U_from the key connected to the third control output of the control signal generator, the second is the signal input of the key connected to the second output of the control signal generator, the outputs of all the registers in each block of registers are bitwise combined and are the outputs of the register block, the outputs of the first or third register blocks are the first or third the outputs of the device for digitizing the image of the frame, characterized in that it introduced the first and second pulse distributors, the inputs of which are combined and connected to the first output / 7 5 Hz / control signal generator, the first and third outputs of the first pulse distributor are connected: the first is connected in parallel to the inputs of all the first diodes D1 and to the control inputs of all the micro-piezoelectric elements of the red micro-light filters in all converters "radiation brightness - code", the second output is connected in parallel to the inputs of all of the second diodes D2 and to the control inputs of all micro-piezoelectric elements of green micro-light filters in all converters "radiation brightness - code", the third output is connected to the inputs of all third diodes D3 and to the control inputs of the micropiezoelectric elements of the blue micro-light filters in all converters "radiation brightness - code", the first - third outputs of the second pulse distributor are connected: the first is connected to the control input U_out the third block of keys, the second is connected to the control input U_out the first block of keys, the third output is connected to control input U_out of the second block of keys, in each transducer "radiation brightness - code" in the input end of the housing, an opaque microfilter is inserted in front of the microlens, attached accordingly to the free end of its micropiezoelectric element, the second end of which is rigidly fixed to the converter housing "radiation brightness - code", and a control input the micropiezoelectric element is connected to the combined outputs of the first to third diodes, behind the micro-lens three color microfluorescent filters of the primary colors R are arranged sequentially one after the other, G, B in the sequence of red, green, and blue, each of them is attached to the free end of its micropiezoelectric element, the second ends of which are fixed in the transducer body "radiation brightness - code", and the control inputs of the micropiezoelectric elements are connected: a red microfilter to the input of the first diode D1, green micro-filter to the input of the second diode D2, blue micro-filter to the input of the third diode D3, the key blocks are identical, each contains the corresponding functional parts according to the number of elements in the matrix / by for transducers “radiation brightness - code” /, each functional part serves its own converter “radiation brightness - code”, the functional parts are identical, each includes the number of pulse amplifiers by the number of bits in the code, sixteen keys and an encoder, the inputs of pulse amplifiers are the first to fifteenth information inputs and are connected to photodetectors corresponding to the numbers in the "radiation brightness - code" converter, the outputs of the pulse amplifiers from the first to the fourteenth are connected identically, each under for prison parallel to the first control input U_from the key of your number and to the second U_s the key input of the next number, the output of the fifteenth pulse amplifier is connected in parallel to the first control U_from the inputs of the fifteenth and sixteenth keys, the signal input of the sixteenth key is the control input U_out of its functional part and connected to the corresponding output of the second pulse distributor, the output of the sixteenth key is connected in parallel to the signal inputs of the first to fifteenth keys and to its second control U_s to the input, the outputs of the first to fifteenth keys are connected to the first to fifteenth inputs of the encoder, the first to fourth outputs of which are the outputs of each functional part to the block of registers, the outputs from each block of keys are 4 × 10⁶which are connected to as many inputs of their block of registers, each of which includes from the first to 10⁶ four-bit registers, the first to fourth outputs of which are bitwise combined and are the first to fourth outputs of the frame image digitizing device.