close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2568

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2568
(13)
C1
6
(51) H 04N 5/33
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ФОНА
(21) Номер заявки: 950266
(22) 30.05.1995
(46) 30.12.1998
(71) Заявитель: Савченко В.Д. (BY)
(72) Автор: Савченко В.Д. (BY)
(73) Патентообладатель: Савченко
Дмитриевич (BY)
Владимир
(57)
Способ автоматической компенсации фона, включающий прием элементами тепловизора опорного потока излучения во время отсутствия приема внешнего потока излучения и запоминание при этом выделенного электрического
сигнала фотоприемника, прием тепловизором внешнего потока излучения, выделение электрического сигнала фотоприемника и вычитание в этом режиме из выделенного сигнала запомненного сигнала, отличающийся тем, что во
время приема внешнего потока излучения определяют фоновую составляющую электрического сигнала, полученного
после вычитания из выделенного сигнала фотоприемника запомненного сигнала, и используют ее для автоматического изменения величины опорного потока излучения так, чтобы поток, воспринимаемый фотоприемником при приеме
опорного потока излучения, приблизился к суммарному фоновому потоку, воспринимаемому фотоприемником при
приеме тепловизором внешнего потока излучения.
(56)
1. Криксунов Л.З., Падалко Г.А. Тепловизоры: Справочник. - К.: Техника, 1987.-С. 56-61.
2. Дж. Ллойд. Системы тепловидения. - М.: Мир, 1978.-С .300-308, (прототип).
Изобретение относится к области тепловидения и может использоваться в тепловизионных системах, в
которых необходима автоматическая компенсация фона.
Известен способ неполной компенсации фона из описания функциональных схем тепловизоров, приведенных в работе [1]. Данный способ называют также восстановлением постоянной составляющей видеосигнала. Согласно этому способу осуществляют прием тепловизором внешнего потока излучения и
преобразование его в электрический сигнал. В определенный промежуток времени осуществляют также периодический прием опорного потока излучения от источника, встроенного в оптико-механический блок, для
получения привязки черного уровня видеосигнала к определенному уровню напряжения и одновременно для
компенсации части сигнала, приходящейся на уровни ниже уровня черного. Эту часть сигнала можно рассматривать как составляющую, вызванную частью внешнего фонового излучения.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ компенсации
фона, описанный в работе [2]. Известно, что в инфракрасном диапазоне спектра волн, контрастность теплового изображения в фокальной плоскости оптической системы низка из-за большой величины фонового излучения по
сравнению с излучением, несущим полезную информацию. В связи с этим осуществляют компенсацию фоновой
составляющей сигнала фотоприемника. Для этого, после преобразования приходящего излучения в электрический
сигнал, усиливают последний только по переменной составляющей. При этом постоянная составляющая сигнала,
характеризующая величину фона., блокируется с помощью конденсатора. Для уменьшения возникающих при этом
искажений видеосигнала осуществляют прием опорного потока излучения внутреннего источника тепловизора на
неактивном участке сканирования и одновременно запоминают напряжение, характеризующее реакцию фотоэлектрического тракта на опорное излучение. Во время приема внешнего потока излучения из усиленного сигнала фо-
BY 2568 C1
топриемника вычитают запомненный сигнал. При этом происходит восстановление постоянной составляющей видеосигнала и частичная компенсация или перекомпенсация внешнего фонового излучения.
Недостатком описанных выше способов является то, что происходит лишь частичная компенсация внешнего фонового излучения или перекомпенсация, при которой компенсируется часть полезного сигнала. Не учитывая внутреннего фонового (паразитного) излучения оптического тракта, более полная (точная) компенсация
может произойти только тогда, когда величина внешнего фонового излучения будет равна величине потока излучения от опорного источника. Однако, такое равенство соблюдаться не будет, так как величина внешнего фонового излучения, величина опорного излучения и величина. внутреннего фонового излучения' оптического
тракта сильно изменяется в зависимости от температуры внешней среды и прогрева оптической части тепловизора. Задачей изобретения является более полная (точная) автоматическая компенсация внешнего фонового излучения, позволяющая эксплуатировать тепловивор при изменении температуры внешней среды в широких
пределах. Если источник опорного излучения визируется в течение всего времени, приходящегося на неактивный участок сканирования, то речь идет о более полной (точной) оптической компенсации внешнего фонового
излучения. Это позволяет более полно (эффективно) использовать динамический диапазон электронного тракта.
Поставленная задача решается тем, что, согласно способу автоматической компенсации фона, включающему прием элементами тепловизора опорного потока излучения во время отсутствия приема внешнего потока
излучения и запоминание при этом выделенного электрического сигнала фотоприемника, прием тепловизором
внешнего потока излучения, выделение электрического сигнала фотоприемника и вычитание в этом режиме из
выделенного сигнала запомненного сигнала, в отличие от прототипа, во время приема внешнего потока излучения определяют фоновую составляющую электрического сигнала, полученного после вычитания из выделенного сигнала фотоприемника запомненного сигнала, и используют ее для автоматического изменения величины
опорного потока излучения так, чтобы поток, воспринимаемый фотоприемником при приеме опорного потока
излучения, приблизился к суммарному фоновому потоку, воспринимаемому фотоприемником при приеме тепловизором внешнего потока излучения.
Одна из возможных реализаций предложенного способа показана на фигуре.
Устройство содержит оптико-механический блок 1, в состав которого входит регулируемый источник 2
опорного потока излучения, фотоприемное устройство (ФПУ) 3, используемое для формирования видеосигнала, блок 4 привязки, измеритель 5 фона, блок 6 управления источником 2. Последний может быть построен на базе термоэлектрического модуля или элемента, температура которого может быть изменена в
широких пределах при изменении величины и направления (при необходимости) проходящего через него
электрического тока.
Возможный состав ФПУ: фотоэлектрический приемник с блоком полосовых усилителей.
Способ автоматической компенсации фона осуществляется следующим образом. Оптический тракт блока
1 совместно с ФПУ 3 осуществляют поочередной прием во времени внешнего излучения от визируемых
объектов и опорного излучения источника 2. В случае приема опорного излучения источника 2 на выходе
ФПУ 3 выделяется электрический сигнал Uо, величина которого пропорциональна суммарной величине потока излучения от источника 2 и элементов оптического тракта. Вторая составляющая суммарного потока
излучения вызвана внутренним фоновым излучением части оптического тракта между излучателем 2 и ФПУ
3. Суммарную величину потока, воспринимаемого ФПУ 3 в этом режиме, обозначим Ro. Одновременно в
блоке 4 осуществляется запоминание напряжения Uо.
В период приема внешнего излучения на выходе ФПУ 3 выделяется электрический сигнал, величина которого
пропорциональна суммарному потоку внешнего излучения и внутреннего фонового излучения оптического тракта..
Общий сигнал на выходе ФПУ 3 имеет следующие составляющие:
а) полезный видеосигнал Uс , несущий информацию об изображении визируемых объектов;
б) фоновый сигнал Uф, несущий информацию о внешнем фоне и собственном (внутреннем) фоновом излучении оптического тракта блока 1.
Обозначим частъ потока излучения, воспринимаемого ФПУ 3 в этом режиме и эквивалентного электрическому
сигналу Uф, как Rф, то есть Rф - это суммарный фоновый поток, воспринимаемый ФПУ 3 при приеме внешнего излучения. В блоке 4 привязки из сигнала Uс + Uф вычитается запомненный сигнал Uо. При этом измеритель 5 фона фиксирует минимальное значение разностного сигнала (Uс + Uф)-Uо с выхода блока 4 привязки. Электрический сигнал с
выхода измерителя 5,
2
BY 2568 C1
несущий информацию о величине и знаке фона, поступает в блок 6 управления, который воздействует на излучатель
таким образом, чтобы уменьшить разницу двух потоков Rф-Rо. В результате такого воздействия уменьшается и разность электрических сигналов Uф-Uо на выходе блока 4 привязки.
Таким образом, в замкнутой системе регулирования с отрицательной обратной связью величина Rф-Rо может быть сильно уменьшена при любых значениях внешнего фонового излучения и внутреннего фонового излучения оптического тракта блока 1, а на выходе блока 4 привязки, будет выделяться полезный сигнал Uс с
сильно ослабленной фоновой составляющей.
Способы и виды регулирования для данной замкнутой системы могут быть выбраны различные. Измеритель
фона 5 не обязательно должен быть выполнен на базе детектора минимума сигнала. Это может быть аналоговый
или цифровой вычислитель, работающий по определенному алгоритму и обладающий дополнительными функциями, например селекция, усреднение.
Cоставитель С.В. Лазарчук
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
105 Кб
Теги
by2568, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа