×
19.04.2019
219.017.2c1e

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ КАДРОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в системах наблюдения быстропротекающих процессов. Устройство для получения последовательности кадров изображения содержит оптически связанные и последовательно соединенные оптоволоконный преобразователь и камеру с матричным фотоприемником, который работает в режиме переноса зарядовых пакетов из области фотоэлектрического преобразования в область буферного хранения. Области фотоэлектрического преобразования и буферного хранения разделены на чередующиеся между собой секции, причем рядом с каждой секцией фотоэлектрического преобразования расположена секция буферного хранения, количество строк в которой в k раз больше количества строк в секции фотоэлектрического преобразования, где k - количество получаемых кадров, а оптоволоконный преобразователь на выходе разделен на блоки, представляющие собой упорядоченные ряды оптических волокон, торцы которых состыкованы и оптически связаны с секциями фотоэлектрического преобразования. Технический результат: уменьшение временного интервала между кадрами в устройстве для получения последовательности кадров изображения. 1. з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в системах наблюдения быстропротекающих процессов.

Существуют устройства для получения последовательности кадров изображения (Ю.Р.Носов, В.А.Шилин "Основы физики приборов с зарядовой связью", с.281-282, Москва, "Наука", 1986 г.), основанные на возможностях приборов с зарядовой связью (ПЗС), преобразовывать изображение в зарядовые пакеты в одной области матричного фотоприемника на ПЗС, с высокой скоростью перемещать их в другую затемненную область матричного фотоприемника на ПЗС, временно сохранять зарядовые пакеты в затемненной области, осуществляя буферизацию информации об изображении, а затем последовательно считывать ее для оцифровки и обработки. Обычно в ПЗС матрице различают одну освещаемую область фотоэлектрического преобразования с размерами, соответствующими формату кадра, и одну затемненную область буферного хранения с размерами, позволяющими сохранять требуемое количество кадров. Временной интервал между кадрами определяется как t=N*V, где N - число строк в области преобразования изображения в зарядовые пакеты, V - скорость сдвига зарядовых пакетов одной строки в затемненную область. Таким образом, временное разрешение существенно ухудшается при увеличении количества строк в изображении.

Известно устройство для получения последовательности кадров изображения (Sameer V. Tipnis, V.V.Nagarkar "High-Speed X-ray Imaging Camera for Time-Resolved Diffraction Studies" pp.2415-2419, IEEE Transactions on nuclear science Vol.49, No. 5, October 2002), содержащее оптически связанные и последовательно соединенные оптоволоконный преобразователь и камеру с матричным фотоприемником на ПЗС, включающим в себя область фотоэлектрического преобразования оптического изображения в зарядовые пакеты и область буферного хранения зарядовых пакетов и работающим в режиме переноса зарядовых пакетов из области фотоэлектрического преобразования в область буферного хранения. Поскольку матричный фотоприемник на ПЗС имеет одну область фотоэлектрического преобразования и одну область буферного хранения зарядовых пакетов, то, прежде чем получить следующий кадр, необходимо последовательно переместить зарядовые пакеты предыдущего кадра из всех строк области фотоэлектрического преобразования в область буферного хранения, при этом время между кадрами составит t=N*V=512 строк*0,8 мкс/строку =409,6 мкс, где N=512 число строк в области фотоэлектрического преобразования, V=0,8 мкс/строку - скорость сдвига зарядовых пакетов одной строки в область буферного хранения. Таким образом, последовательный перенос зарядовых пакетов всех строк в одну область буферного хранения является существенным признаком, ограничивающим уменьшение временного интервала между кадрами.

Задача изобретения - создание устройства для получения последовательности кадров изображения с субмикросекундными временными интервалами между кадрами.

Техническим результатом является уменьшение временного интервала между кадрами в устройстве для получения последовательности кадров.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для получения последовательности кадров изображения, содержащем оптически связанные и последовательно соединенные оптоволоконный преобразователь и камеру с матричным фотоприемником с зарядовой связью, который включает в себя область фотоэлектрического преобразования оптического изображения в зарядовые пакеты и область буферного хранения зарядовых пакетов и работающий в режиме переноса зарядовых пакетов из области фотоэлектрического преобразования в область буферного хранения, новым является то, что области фотоэлектрического преобразования и буферного хранения разделены на чередующиеся между собой секции, причем рядом с каждой секцией фотоэлектрического преобразования расположена секция буферного хранения, количество строк в которой в k раз больше количества строк в секции фотоэлектрического преобразования, где k - количество получаемых кадров, а оптоволоконный преобразователь на выходе разделен на блоки, представляющие собой упорядоченные ряды оптических волокон, торцы которых состыкованы и оптически связаны с секциями фотоэлектрического преобразования. Кроме того, для увеличения количества кадров и(или) для увеличения формата кадров устройство может содержать несколько матричных фотоприемников с зарядовой связью, при этом выходные торцы оптоволоконных блоков состыкованы и оптически связаны с секциями фотоэлектрического преобразования всех матричных фотоприемников с зарядовой связью.

Заявляемое устройство обладает двумя отличительными признаками, влияющими на достижение технического результата.

Первый - разделение области фотоэлектрического преобразования и области буферного хранения на чередующиеся между собой секции. Процесс сохранения полученного кадра в матричных фотоприемниках на ПЗС с кадровой организацией состоит в пошаговом переносе зарядовых пакетов всех строк области фотоэлектрического преобразования в область буферного хранения. Очевидно, что в прототипе и аналогах для этого потребуется количество переносов, равное количеству строк N во всей области фотоэлектрического преобразования, и время t=N*V, в заявленном же устройстве потребуется количество переносов, равное количеству строк n в одной секции области фотоэлектрического преобразования, и время, равное t=n*V. Таким образом, время между кадрами уменьшится в N/n раз. В предельном случае, когда каждая секция области фотоэлектрического преобразования состоит из одной строки, потребуется всего один сдвиг и время t=1*V, поскольку уже после одного переноса все строки секций фотоэлектрического преобразования окажутся в находящихся рядом секциях буферного хранения.

Второй признак - применение оптоволоконного преобразователя с функцией разделения изображения. Поскольку секции фотоэлектрического преобразования разнесены в пространстве, то и исходное оптическое изображение должно быть разделено на блоки и разнесено в пространстве.

На фиг.1 представлена общая структурная схема устройства.

На фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5 схематично представлен принцип работы матричного фотоприемника на ПЗС на стадии получения 1-го, 2-х, 3-х и 5-ти кадров. На фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5 подаваемые на устройство кадры обозначены буквой а), сохраненные кадры изображения буквой б).

Устройство состоит из оптоволоконного преобразователя 1 с оптоволоконными блоками 6 на выходе и камеры 2 с матричными фотоприемниками на ПЗС 3, содержащими секции фотоэлектрического преобразования 4 и секции буферного хранения 5.

Устройство работает следующим образом.

Оптическое изображение, сформированное на входном торце оптоволоконного преобразователя 1, разделяется и поступает с помощью оптоволоконных блоков 6 на секции фотоэлектрического преобразования 4 матричных ПЗС фотоприемников 3. В секциях фотоэлектрического преобразования элементы изображения в результате фотоэлектрической конверсии преобразуются в зарядовые пакеты, а затем синхронно переносятся в первые строки секций буферного хранения 5. Таким образом, секции фотоэлектрического преобразования освобождаются и готовы к приему нового кадра. После поступления нового кадра на секции фотоэлектрического преобразования и его конверсии в зарядовые пакеты зарядовые пакеты предыдущего кадра из первых строк секций буферного хранения переносятся во вторые синхронно с переносом зарядовых пакетов нового кадра из секций фотоэлектрического преобразования в первые строки секций буферного хранения. Данный процесс происходит до тех пор, пока не заполнятся все строки секций буферного хранения. После этого прием кадров прекращается, происходит считывание и оцифровка зарядовых пакетов электронными блоками камеры 3, а затем программная обработка полученного цифрового массива для восстановления изображений.

При использовании в заявляемом устройстве матричного фотоприемника на ПЗС, аналогичного используемому в прототипе, т.е. формата 1024×2048 пикселей для получения трех кадров формата 1024×512 (как в прототипе), необходимо организовать на ПЗС матрице 512 секций фотоэлектрического преобразования по одной строке в секции и 512 секций буферного хранения по три строки в секции так, что рядом с каждой секцией фотоэлектрического преобразования находилась секция буферного хранения. При этом временной интервал между кадрами составит 0.8 мкс, против 409.6 мкс в прототипе.

При использовании в устройстве 16 матриц формата 1024×1024 пикселей, каждая из которых имеет 60 освещаемых секций по одной строке и 60 затемненных секций по 16 строк, можно получать 16 кадров формата 1024×1024 с субмикросекундным интервалом, например 0.8 мкс.

Таким образом, уменьшение временного интервала между кадрами достигается за счет совокупности двух факторов: применения в устройстве оптоволоконного преобразователя с разделением изображения на блоки и применением матрицы с чередующимися секциями накопления и хранения. Чередование секций позволяет достигать времени переноса зарядовых пакетов всего кадра в секции хранения, равного времени сдвига одной строки. Применение оптоволоконного преобразователя с разделением изображения на блоки позволяет доставлять элементы изображения ко всем секциям накопления, находящимся на заданном расстоянии друг от друга.

1.Устройстводляполученияпоследовательностикадровизображения,содержащееоптическисвязанныеипоследовательносоединенныеоптоволоконныйпреобразовательикамерусматричнымфотоприемникомсзарядовойсвязью,которыйвключаетвсебяобластьфотоэлектрическогопреобразованияоптическогоизображениявзарядовыепакетыиобластьбуферногохранениязарядовыхпакетов,иработающийврежимепереносазарядовыхпакетовизобластифотоэлектрическогопреобразованиявобластьбуферногохранения,отличающеесятем,чтообластифотоэлектрическогопреобразованияибуферногохраненияматричногофотоприемникасзарядовойсвязьюразделеныначередующиесямеждусобойсекции,причемрядомскаждойсекциейфотоэлектрическогопреобразованиярасположенасекциябуферногохранения,количествостроквкоторойвkразбольшеколичествастроквсекциифотоэлектрическогопреобразования,гдеk-количествополучаемыхкадров,аоптоволоконныйпреобразовательнавыходеразделеннаблоки,представляющиесобойупорядоченныерядыоптическихволокон,торцыкоторыхсостыкованыиоптическисвязаныссекциямиобластифотоэлектрическогопреобразования.12.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтосодержитнесколькоматричныхфотоприемниковсзарядовойсвязью,приэтомвыходныеторцыоптоволоконныхблоковсостыкованыиоптическисвязаныссекциямиобластифотоэлектрическогопреобразованиявсехматричныхфотоприемниковсзарядовойсвязью.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 87 items.
29.04.2019
№219.017.40d6

Стенд для испытания изделий на совместное воздействие вибрационных и линейных ускорений

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний изделий на совместное воздействие вибрационных и линейных ускорений. Стенд содержит центрифугу, включающую электрический привод, ротор и устройство для передачи вращения с вертикально расположенного вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002396531
Дата охранного документа: 10.08.2010
29.04.2019
№219.017.4290

Поисковый радиационный монитор

Изобретение относится к области ядерного приборостроения, в частности к устройствам для обнаружения радиоактивных ядерных материалов, и предназначено для обнаружения несанкционированного перемещения в ручной клади, грузах и багаже указанных материалов через проходные, контрольно-пропускные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002303277
Дата охранного документа: 20.07.2007
18.05.2019
№219.017.53f8

Диодный узел генератора сверхвысокочастотного излучения

Устройство относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике и может быть использовано в мощных генераторах сверхвысокочастотного излучения. Техническая задача предлагаемого решения состоит в усовершенствовании диодного узла для СВЧ генераторов с виртуальным катодом. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002279153
Дата охранного документа: 27.06.2006
18.05.2019
№219.017.5462

Калориметр импульсного ионизирующего излучения

Изобретение относится к области экспериментальных методов ядерной физики, в частности к дозиметрии ионизирующих излучений, и может быть использовано для измерения дозовых характеристик тормозного, гамма, нейтронного излучений и потоков ускоренных электронов импульсных источников ионизирующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002282213
Дата охранного документа: 20.08.2006
18.05.2019
№219.017.5468

Приемо-передающий канал неконтактного датчика цели

Изобретение относится к области вооружения, в частности к оптическим неконтактным взрывателям. Сущность изобретения заключается в том, что приемо-передающий канал неконтактного датчика цели включает источник оптического излучения, фокусирующий объектив, фотоприемник, установленный в фокальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002280235
Дата охранного документа: 20.07.2006
18.05.2019
№219.017.5479

Композиция для получения микропористого фенопластового материала для фильтров

Использование: область технологий получения пористых материалов, применяемых для очистки жидких и газообразных сред, может быть использовано в химической, машиностроительной, газодобывающей, нефтехимической и смежных областях при получении фильтров или сорбирующих материалов. Готовят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002284212
Дата охранного документа: 27.09.2006
18.05.2019
№219.017.547f

Пороховой нож

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для одновременного экстренного прерывания без восстановления нескольких электрических цепей. Пороховой нож для резки электрических проводов с обеспечением нарушения электрической связи между источником тока и потребителем содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002287411
Дата охранного документа: 20.11.2006
18.05.2019
№219.017.54fa

Устройство защиты рентгеновской пленки от повреждений при проведении съемки взрывающихся объектов

Устройство содержит кассету с рентгеновской пленкой, размещенную в защитном металлическом корпусе с коническими стенками, помещенном в контейнер, в стенке которого, обращенной к рентгенографическому взрывающемуся объекту, выполнена амбразура. Устройство защиты рентгеновской пленки снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002297022
Дата охранного документа: 10.04.2007
18.05.2019
№219.017.562f

Запорный клапан

Изобретение относится в области машиностроения, в частности к пневмоавтоматике, и предназначено для перекрытия потока газа в выходной канал при импульсной подаче давления во входной канал. Запорный клапан содержит корпус с проточной частью, входным и выходными каналами, седло и запорный орган,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390683
Дата охранного документа: 27.05.2010
18.05.2019
№219.017.5635

Способ контроля контейнеров с хранящимися в них материалами

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для обнаружения факта несанкционированного вскрытия контейнеров или доступа к их содержимому. Изобретение направлено на обеспечение достоверного установления факта несанкционированного вскрытия контейнера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390742
Дата охранного документа: 27.05.2010
Showing 1-6 of 6 items.
27.09.2014
№216.012.f881

Способ определения экспериментальным путем функции размытия точки (фрт) в конверторе для регистрации протонного излучения

Изобретение относится к протонной радиографии и к способам регистрации изображений. Согласно способу выводят и отклоняют из протонного пучка часть протонов, пропуская их через изогнутый каналирующий кристалл и направляют на конвертор регистрирующей системы. На полученном изображении выделяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529454
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.01.2016
№216.013.a240

Способ формирования изображения быстропротекающего процесса с помощью протонного излучения

Использование: для формирования изображения быстропротекающего процесса с помощью протонного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает ввод протонного пучка, по крайней мере, в один магнитооптический канал, изменение ширины протонного пучка на разные величины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573178
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.01.2017
№217.015.8cf6

Способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способу регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения, и может быть использовано в системах цифровой съемки для определения внутренней структуры объектов или исследования быстропротекающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604723
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.c1c4

Способ получения протонных изображений

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способам регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения. Способ получения протонных изображений включает в себя этапы, на которых осуществляют пропуск протонного пучка через область...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617722
Дата охранного документа: 26.04.2017
07.06.2019
№219.017.74d8

Способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения

Использование: для протонной радиографии. Сущность изобретения заключается в том, что в камере для размещения объекта исследования сначала размещают тест-объект, который представляет собой подложку с одинаковыми реперными отметками, например стальными шарами, в узлах ортогональной решетки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690713
Дата охранного документа: 05.06.2019
12.12.2019
№219.017.ec56

Способ настройки магнитооптической системы протонографического комплекса

Использование: для настройки магнитооптической системы протонографического комплекса. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют пропускание пучка протонов через объектную плоскость магнитооптической системы, включающей магнитные линзы и коллиматор, с последующим получением с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708541
Дата охранного документа: 09.12.2019
+ добавить свой РИД