Главная Промышленная автоматика.

нях квантования качество изображения становится заметно хуже, а При 8 - неудовлетворительно. Поэтому при преобразовании видеосигналов из аналоговой формы в цифровую необходимо применять АЦП с числом разрядов не менее четырех, при этом частота дискретизации /д должна быть не менее удвоенной частоты верхней границы спектра преобразуемого сигнала. При преобразовании сигналов телевизионного изображения высокого качества частота дискретизации выбирается равной 12... 13 МГц.

Частота регенерации изображения на телевизионном экране выбирается из условия исключения мерцания, которое ухудшает восприятие изображения и утомляет оператора. Частота регенерации зависит от условий внешней освешенности и времени послесвечения люминофора. Для обычных условий и стандартных телевизионных ЭЛТ частота регенерации изображения должна составлять не менее 50 Гц. При такой частоте регенерации и при воспроизведении на экране 1024X1024 элементов разложения предъявляются весьма высокие требования к быстродействию ЗУ систе.мы отображения. Частоту обрашения к ЗУ можно определить по формуле /зуи =Л[ЫстРр, где Аст - число строк телевизионного растра; Fp - частота регенерации; А[ - коэффициент, учитываюший время обратного хода луча по строке и по кадру (обычно Л) = 1,1+ 1,3).

Если, к примеру, принять Л1 = 1,2, Аст=1024 и Fp = 50 Гц, частота обращения к ЗУ составит величину более 60 МГц. Реализация ЗУ с таким высоким быстродействием представляет сложную задачу.

Частота обращения к ЗУ системы отображения может быть снижена вдвое путем применения полукадровой (чересстрочной) развертки изображения [50]. При этом качество изображения несколько ухудшается из-за возможного налол<енпя строк в разных полукадрах. Это нежелательное явление .мол<но устранить путем раздельной синхронизации строк и полукадров, а также повышением стабильности питающих напряжений каскадов строчной и кадровой разверток. Снизить частоту регенерации изображения, а следовательно, и частоту обращения к ЗУ молено также путем применения люминофора с большим временем послесвечения, которое ограничивается требованием предотвращения «смазывания» изображения при максимальной скорости его перемещения.

Существенную роль в повышении дешифрируемости изобралче-ния играет его цветность. В последние годы проведен ряд исследований по влиянию различных способов цветового и символьного кодирования характерных объектов на повышение эффективности системы индикации [50-52]. На основании этих исследований мол<но сделать следующие выводы:

символьное кодирование предпочтительно использовать при решении задач распознавания объектов, наблюдаемых на фоне земной поверхности, а цветовое - для обнаружения объектов, особенно в тех случаях, когда время обнаружения ограничено, а



изображение является «плывущим», т. е. непрерывно перемещается по растру ЭЛТ;

цветовое кодирование совместно с символьным позволяет резко сократить время обнаружения характерных объектов, при этом цвет, как правило, играет более важную роль, чем форма символа.

Применительно к интересующим нас задачам различными цветами могут отображаться коптрастные и подвижные объекты, характерные ориентиры и т. п.

На рис. 6.21 изображен вариант структурной схемы бортовой многофункциональной системы индикации телевизионного типа с цифровой памятью и цифровым управлеиием. Информация от радиолокационных (РЛ), телевизионных (ТВ), инфракрасных (ИК) и лазерных (Лаз.) систем обзора земной поверхности поступает в процессор, пде осуществляется преобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую, их обработка и формирование кадра изображения. Преобразованная информация накапливается в ЗУ индикатора и далее поступает на индикатор для отображения на телевизионном экране и на регистратор для записи на магнитную ленту. В процессор поступают также данные от датчиков нилотажно-навпгационной аппаратуры и от датчиков состояния бортовых систем. По желанию летчика на экране индикатора отображается выборочно информация, необходимая для данного этапа полета. В особых случаях полета (например, в аварийной ситуации) на экран выводится инструкция по действию летчика в данных условиях [53].

Следует подчеркнуть, что наличие собственной цифровой памяти индикатора при возможности быстрой оценки операторо.м важности информации в каждом конкретном кадре позволяет осуществить выборочную передачу отдельных наиболее важных кадров изображения на наземные пункты не только по широкополосным, но и по уэкополосным авиационным каналам радиосвя-

У Датчики информации I землеобзора

Лаз.

Датчики пилатажно- навигационной информации

Процессор

Датчики.

состояния Еортодык систем


Регистратор

Рис. 6.21. Структурная схема бортовой многофункциональной системы индикации телевизионного типа с цифровой памятью и цифровым управлением



8и, а также многократное воспроизведение одного и того же изображения, но с различными видами коррекции. Это может оказаться важным, например, п>рц оказании помощи терпящим бедствие судам, при проведении ледовой разведки для проводки караванов и т. д.

Из анализа структурной схемы многофункциональной ЦСИ телевизионного типа и требований, предъявляемых к ней, можно сделать вывод, что реализация таких систем в полном объеме является сложной технической задачей. Рассмотрим пути технической реализации системы индикации.

Основной причиной, сдерживающей развитие систем индикации телевизионного типа с цифровой пам,ятью и цифровым управле-нне-М, является требуемый большой объем памяти ЗУ индикатора. Однако в последнее время промышленностью освоены элементы полупроводниковой памяти с большой удельной емкостью и малым потреблением энергии при высоком быстродействии, которые позволяют технически достаточно просто решить проблему создания многофункциональной унифицированной системы индикации на борту летательного аппарата с приемлемыми характеристиками.

Требуемый объем памнти ЗУ системы отображения Мсо можно оиенить из формулы Mco = Ncrl, где Ncr - число строк телевизионного растра, равное числу элементов разложения в строке; / - разрядность чисел, хранимых в ЗУ. Так, при 07=1024 и / = = 6 требуемый объем памяти составит более 6 млн. бит. ЗУ индикатора с таким объемом памяти в настоящее время можно реализовать на полупроводниковых элементах памяти динамического типа. Например, в работах [45, 54-56] описываются микросхемы ОЗУ е-мкостью 64 К... 1М бит с временем выборки менее 100 не.

Другим важным элементом ЦСИ является процессор (см. рис. 6.21). Основными задачами, решаемыми процессором, являются управление ЦСИ и обработка изображения. В работе [50] предлагается возложить на него такие функции, как управление памятью, управление представлением данных при отображении, интерактивное управление, а также управление обработкой изображения.

Гибкость ЦСИ обычно обеспечивается програ.ммной реализацией ее основных алгоритмов. Процессор ЦСИ должен удовлетворять таким требованиям, как малые массо-габаритные характеристики, малое потребление энергии, программное управление и достаточное быстродействие. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют ЭВМ, выполненные на базе микропроцессоров [45, 50, 57]. Перспективные микропроцессоры имеют полноразрядную (32-разрядную) сетку, быстродействие порядка нескольких сотен тысяч операций в секунду (в перспективе до 3-5 или оп./с) и потребление энергии порядка единиц ватт [45]. В работе [50] представлено несколько вариантов структурных схем ЦСИ, использующих микропроцессор (в качестве управляющей ЦВ.М ЦСИ) и специальные вычислители (в основном ПУП), реализую-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [73] 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

0.0033