×
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 61-70 of 87 items.
29.05.2019
№219.017.675a

Способ получения пористого наноструктурного никеля

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористого никеля, и может использоваться при изготовлении воздушных и жидкостных фильтров, основы нейтрализаторов, электродов, составных элементов катализаторов и носителей катализаторов. Из порошков с фенолформальдегидной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002320456
Дата охранного документа: 27.03.2008
29.05.2019
№219.017.689d

Устройство для извлечения объектов из каналов

Изобретение относится к области аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ и предназначено для извлечения объектов из узких каналов и расщелин в завалах. Устройство содержит гибкий корпус, один конец которого соединен с наконечником, а другой предназначен для вывода из канала....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002407632
Дата охранного документа: 27.12.2010
09.06.2019
№219.017.7923

Способ повышения вероятности обнаружения вывода излучения из оптического волокна

Изобретение относится к способам обнаружения нарушения работоспособности защищенных волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа и может быть использовано в качестве способа постоянного контроля волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП) от утечки по оптическому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002349039
Дата охранного документа: 10.03.2009
09.06.2019
№219.017.794b

Способ изготовления защитного слоистого экрана (варианты)

Изобретение относится к способам изготовления защитных слоистых экранов. Способ включает формирование пакета из слоев, один из которых выполнен из порошкообразного материала на основе карбида бора, а другие - на основе карбида и нитрида бора дисперсностью 5-10 мкм, с градиентом относительного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002343044
Дата охранного документа: 10.01.2009
09.06.2019
№219.017.7996

Съемник кольцевой прокладки из трубы

Изобретение относится к ручным устройствам и предназначено для монтажно-ремонтных работ. Съемник кольцевой прокладки из трубы с резьбой содержит корпус с полостью и резьбой для совместного свинчивания его с трубой, силовой элемент, захватный элемент, установленный с возможностью осевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393080
Дата охранного документа: 27.06.2010
09.06.2019
№219.017.7aa3

Способ устранения ложных срабатываний при включении защищенных волоконно-оптических систем

Изобретение относится к способам снижения вероятности ложных срабатываний в защищенных волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа, оснащенных системами постоянного контроля волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП). Техническим результатом является задержка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002350019
Дата охранного документа: 20.03.2009
09.06.2019
№219.017.7bee

Устройство для инициирования

Устройство предназначено для использования в пиротехнике, в конструкциях воспламенителей для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме. Сущность изобретения заключается в соосном расположении разогревающего и воспламенительного зарядов из пиротехнических составов, разделенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367887
Дата охранного документа: 20.09.2009
09.06.2019
№219.017.7c02

Трехкоординатный прецизионный столик (варианты)

Изобретение относится к средствам юстировки оптических элементов и направлено на уменьшение габаритов и повышение жесткости конструкции, на повышение чувствительности и точности подвижек, упрощение технологии изготовления и сборки, что обеспечивается за счет того, что трехкоординатный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002368021
Дата охранного документа: 20.09.2009
09.06.2019
№219.017.7c0c

Способ определения асимметрии движущейся поверхности

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению параметров движущихся поверхностей. Инициируют заряд взрывчатого вещества с помощью линзы или детонационного распределителя по поверхности, которую разгоняют продукты взрыва до скорости, вызывающей свечение ударной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364834
Дата охранного документа: 20.08.2009
09.06.2019
№219.017.7c27

Тепловая батарея

Изобретение относится к резервным химическим источникам тока на твердом теле. Техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы, энергоемкости, надежности работы батареи, срока годности, механической прочности сборки, сохранности. Согласно изобретенияю тепловая батарея (ТБ)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002369944
Дата охранного документа: 10.10.2009
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