Методы повышения быстродействия и точности стабилизации изображения в прикладных телевизионных камерах

• Автор: Малашин, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список используемых сокращений
Введение
1 Обзор известных систем автоматической стабилизации изображения, постановка задачи
1.1 Виды современных систем стабилизации изображения
1.2 Системы автоматической стабилизации изображения на
основе косвенных методов измерения смещения изображения.
1.3 Системы автоматической стабилизации изображения на
основе прямых методов измерения смещения изображения
1.4 Выводы и постановка задач исследования
2 Структурный синтез прецизионной быстродействующей системы стабилизации изображения
2.1 Структурный синтез фотоприемного блока прецизионного быстродействующего измерителя смещения изображения
2.2 Система автоматического управления в телевизионной камере с прецизионной быстродействующей системой стабилизации изображения
2.3 Выводы
3 Разработка методов повышения быстродействия и точности измерения смещения изображения
3.1 Разработка прямого метода измерения смещения изображения
с субпиксельной точностью
3.2 Разработка метода для определения интерполирующей функции ВКФ видеосигналов дополнительных фотоприемников при малых смещениях
3.3 Разработка алгоритма определения оптимальных параметров режекторного фильтра

Разработка алгоритма сокращения вычислительной сложности

вычислителя ВКФ
3.5 Разработка метода повышения частоты измерения смещения изображения
3.6 Выводы
4 Апробация и внедрение разработанных методов
4.1 Модельное исследование формы аппроксимирующей кривой АКФ изображений
4.2 Экспериментальная проверка формы аппроксимирующей
кривой АКФ изображений
4.3 Экспериментальная проверка точности прецизионного измерения смещения в зависимости от сюжетов изображения..
4.4 Макет видеокамеры с субпиксельным измерителем
смещения
4.5 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г (Акты о внедрении)
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АКФ Автокорреляционная функция
АРВН Автоматическое регулирование времени накопления
АЦП Аналого-цифровой преобразователь
ВКФ Взаимно корреляционная функция
ВСнК Видеосистема на кристалле
ИС Измеритель смещения
ИУ Исполнительное устройство
КУ Комплекс управления
О Основание
ОБПФ Обратное быстрое преобразование Фурье
оц Оптическая цепь
плис Программируемая логическая интегральная схема
пэ Подвижный элемент
СБИС Сверхбольшая интегральная схема
ско Среднеквадратичное отклонение
скси Система контроля смещения изображения
УСО Устройство стабилизации основания
УФ Устройство фиксации
ФП Фотоприемник

Помимо этого, единичные каналы считывания информации с линейных фотоприемников и как следствие относительно медленные измерения смещения, существенно ограничивают точность и частотный диапазон изменяемых смещений. Данные ограничения могут привести к ситуации, когда возможности по перемещению подвижного устройства могут превзойти возможности системы измерения смещения [АЗ].
С позиции совмещения телевизионных растров рассмотрел прямые методы измерения смещения А. В. Петраков [25]. Проведем краткий анализ некоторых из отмеченных им методов.
В работе [26] точность совмещения трех изображений при настройке определялась точностью оптической светорасщепляющей системы и отклоняющих катушек камеры. В данной системе после подстройки цветового баланса и тока лучей автоматически подстраивается совмещение красного и синего изображений с зеленым. С целью проверки относительного положения изображений этих каналов используются восемь наклонных граней четырех треугольников таблицы, т.е. погрешности совмещения по горизонтали и вертикали обнаруживаются при измерениях лишь в горизонтальном направлении. Система коррекции действует по минимуму погрешности во всех восьми контролируемых точках. При этом коррекции подвергаются: горизонтальная и вертикальная центровки; ширина и высота изображения; поворот и перекос изображения; линейность по горизонтали. Автоматическая подстройка камеры предусматривает использование тест - таблицы размером во весь растр, для чего необходимо прерывать телевизионную передачу [25]. Это делает данную систему малопригодной для современного использования.
Существенное улучшение вышеуказанного способа заключалось в перенесение тест - таблиц в крайние части растра. Данная методика была подробно исследована во множестве работ [27-33].
При непосредственном участии А. В. Петракова, а также под его руководством было сделано огромное количество изобретений, ценных для