Автоматическое управление чувствительностью в телевизионных системах

Цыцулин А.К., Лысенко Н.В., Манцветов А.А., Баранов П.С., Бобровский А.И.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Цыцулин А.К., Лысенко Н.В., Манцветов А.А., Баранов П.С., Бобровский А.И. Автоматическое управление чувствительностью в телевизионных системах // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 9. С. 30–37. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-09-30-37

Tsytsulin A.K., Lysenko N.V., Mantsvetov A.A., Baranov P.S., Bobrovskiy A.I. Automatic sensitivity control in television systems [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 9. P. 30–37. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-09-30-37

Ссылка на англоязычную версию:

A. K. Tsytsulin, N. V. Lysenko, A. A. Mantsvetov, P. S. Baranov, and A. I. Bobrovsky, "Automatic sensitivity control in television systems," Journal of Optical Technology. 86(9), 555-560 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000555

Аннотация:

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

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках федеральной целевой программы исследований и разработок, проект RFMEFI57817X0242.

Коды OCIS: 040.1490

Список источников:

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.