© 2019 г.       А. К. Цыцулин*, доктор техн. наук; Н. В. Лысенко**, доктор техн. наук; А. А. Манцветов**, канд. техн. наук; П. С. Баранов**, канд. техн. наук; А. И. Бобровский***, канд. техн. наук

*     Научно-исследовательский институт телевидения, Санкт-Петербург

**   Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», Санкт-Петербург

*** Государственный научно-исследовательский институт прикладных проблем, Санкт-Петербург

E-mail: tv.labs@yandex.ru

УДК 681.772.7

Поступила в редакцию 07.05.2019

DOI:10.17586/1023-5086-2019-86-09-30-37

Рассмотрен подход к разрешению противоречия между стремлением к максимальному диапазону интенсивностей оптических сигналов объектов и ограниченным динамическим диапазоном фотоприемников. Проанализированы методы управления чувствительностью телевизионных систем с учетом их влияния на пространственные, временные, шумовые и другие критерии качества изображения. Проведена адаптация известных из теории автоматического управления схем к системам управления чувствительностью, предложена функциональная схема автоматической системы управления чувствительностью при использовании пяти методов с заданной последовательностью приоритетов. Предложен метод, позволивший в фотоприемниках серии Pregius фирмы Sony расширить диапазон рабочих освещенностей до 200 дБ, т.е. более чем на 40 дБ, благодаря совместному использованию управления временем накопления, аналоговым и цифровым усилением.

Ключевые слова: управление чувствительностью телевизионной системы, время накопления, матричный ПЗС, КМОП-сенсор.

Код OCIS: 040.1490

Литература

1.         Цыцулин А.К. Телевидение и космос. СПб.: изд. СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. 240 с.

2.         Гладков А.П., Кузнецова Е.Г., Гладилин С.А., Грачева М.А. Адаптивная стабилизация яркости изображения в технической системе распознавания крупных движущихся объектов // Сенсорные системы. 2017. Т. 31. № 3. С. 247–260.

3.         Cvetkovic S., Jellema H., de With N.H.P. Automatic level control for video cameras towards HDR techniques // EURASIP J. Image Video Process. 2010. ID 197194. P. 1–30.

4.        Умбиталиев А.А., Цыцулин А.К., Манцветов А.А., Баранов П.С. и др. Управление режимом накопления в твердотельных фотоприемниках // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 11. С. 84–92.

5.         Смелков В.М. Иду на растр. Эссе об изобретениях по классу H04N. Великий Новгород, 2007. 176 с.

6.        Camera Sensor Review [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ptgrey.com/Camera-selector

7.         Матричные камеры Basler [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.baslerweb.com/ru/produkty/kamery/matrichnye-kamery/

8.        Camera finder [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://en.ids-imaging.com/store/products/cameras.html

9.        Телевизионные камеры [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.evs.ru/kat_st.php?nkat_id=1

10.       Легкий В.Н. Оптоэлектронные элементы и устройства систем специального назначения. Новосибирск: изд. НГТУ, 2011. 458 с.

11.       KAE-02150 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/KAE02150-D.PDF

12.       EMCCD Image Sensors for Space and Ground-based Astronomy [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.teledyne-e2v.com/products/imaging/emccd-image-sensors-for-space-and-ground-based-astronomy/

13.       LMZ123AMP [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://lenses.kowa-usa.com/zoom-high-resolution-lenses/546-LMZ123AMP-XF.html

14.       Сенигов П.Н. Теория автоматического управления: конспект лекций. Челябинск: ЮУрГУ, 2000. 93 с.

15.       Жмудь В.А. Адаптивные системы автоматического управления с единственным основным контуром // Автоматика и программная инженерия. 2014. № 2(8). С. 106–122.

16.       Рекомендация МСЭ-R BT.601-6 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.601-6-200701-S!!PDF-R.pdf

17.       Рекомендация МСЭ-R BT.709-6 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.709-6-201506-I!!PDF-R.pdf

18.       Рекомендация МСЭ-R BT.2020 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.2020-0-201208-S!!PDF-R.pdf

19.       Hubble Extreme Deep Field [Электронный ресурс]. https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/xdf.html

20.      Jinyang Liang, Liren Zhu, Lihong V. Wang. Single-shot real-time femtosecond imaging of temporal focusing // Light: Science & Applications. 2018. V. 7. № 1. id. 42.

21.       Белоус Д.А., Пучка Е.Ю., Баранов П.С., Манцветов А.А. Чувствительность матричных ПЗС и КМОП-сенсоров при различных источниках света // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2017. Вып. 4. С. 9–15. 

22.      IMX250 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.sony-semicon.co.jp/products_en/IS/sensor0/img/product/cmos/IMX250_252_Flyer.pdf

23.      IMX430LLJ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.sony-semicon.co.jp/products_en/IS/sensor0/img/product/cmos/IMX430LLJ_LQJ_Flyer.pdf

24.      Fan Zhang, Hanben Niu. A 75-ps gated CMOS image sensor with low parasitic light sensitivity // Sensors. 2016. V. 16. № 7. P. 999.

Полный текст