вая iy цветовая чувствительности, возможность количественного -аналиа и обработки изображении с целью извлечения информации об исследуемых объектах, привели к широкому применению сканирующих х;истем. подобных телевизионным, в народном хозяйстве.

По характеру решаемых задач ТВС прикладного назначения можно разделить на три большие группы.

] Систёцы наблюдения, контроля и обучения, к которым относятся диспетчерские системы, системы визуального контроля, системы наблюдения за объектами, расположенными в недоступных илн труднодоступнух местах, учебные ТВС и тренажеры.

2. Системы обнаружения и визуализации, к которым относятся системы с пороговой световой или контрастной чувствительностью, ТВС высокой четкости, многозональные ТВС. системы, чувствительные в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском н других областях спектра, .

3. Системы анализа и обработки данных об исследуемой сцене (измерительные и автоматические телевизионные системы), к которым относятся системы для измерения геометрических, динамических и цветовых характеристик объектов и изображений в целом, системы счета и анализа топологических характеристик, распозна-тошне ТВС, телевизионные автоматы и системы зрения роботов.

Существуют и другие классификации прикладных ТВС: по области применения (космические, медицинские, учебные и т. п.), параметрам ТВС (малокадровые, скоростные, многозональные, системы высокой четкости и др.). особенностям канала связи (замкнутые и открытые). Использование той илн иной классификации позволяет ранжировать разл1[чные ТВС. Например, упоря-доче[ЦЕое сопоставление фотоэлектрических преобразователей позволяет выбрать наиболее эффективный преобразователь для решения конкретвюй задачи исследования изображения В системах анализа и обработки изображении применяются различные ФЭП: [Предающие трубки с внутренним фотоэффектом (плюмбико[ы); преобразователи с внешним фотоэффектом (диссекторы); системы с бегущим световым пучком, вращаюшимся зеркалом или сканирующим лазерным пучком; фотоэлектронные умножители с механическим сканированием (сканирующий препаратоводитель); матричные преобразователи иа базе ППЗ-структур.

В качестве критериев сравнения ФЭП могут быть выбраны скорость считывания нзображевшя и число элементов изображения (предельная четкость регистрируемой картины).

На рис. 10 1 указаны типичные значения (области) частоты коммутации .элементов изображения и числа элементов изображения на строку растра для некоторых серийных ФЭП; .V -диапазон градаций яркости, регистрируемых в сигнале каждого элемента изображення.

Система с бегущим световым пучком, как и преобразователь на основе диссектора. обеспеч1[вает возможность свободного выбора законов сканирования. Геометрическое разрешение ЭЛТ достигает

у! \

ГТ-I \

-+-4

10"

W" !0 f/n

8-103 элементов на строку изображения. Фотометрическое разрешв ние (число регистрируемых градаций яркости) зависит от огноше-ния сигнал-шум и достаточно велико. С использованием диссектора при очень малых скоростях сканирования (менее 1 кГц) может быть обеспечена регистрация 1000 градаций яркости.

В современных промышленных ТВС в качестве преобразователя изображения широко используются плюмбиконы. Для улучшения разрешающей способности применяются видиконы с обратным

пучком, которые имеют разрешение до Ю"* элементов на строку. В ряде случаев качество ФЭП может быть значительно улучшено при переходе от стандартных характеристик разложения к специальным: более высоким частотам сканирования, повышенной разрешающей способности, улучшенной фотометрии, произвольному управлению координатами разлагающего элемента.

Электромеханические методы сканирования очень многообразны и выбираются в зависимости от вида используемого-источника света (накальные,. газоразрядные, лазерные и люминесцентные излучатели) и объекта исследования. Механические сканирующие устройства с лазером и вращающимся бериллиевым зеркалом обеспечивают разложение на 4-10* элементов на строку при диаметре светового пятна 6-20 мкм и частоте сканирования 50 МГц. Барабанные сканирующие устройства используют при передаче изображений с фотопленок и обеспечивают разложение на 10* элементов в строке при диаметре светового пятна до 10 мкм и разрешении до 256 полутонов; средняя рабочая частота сканирования достигает при этом приблизительно 100 кГц.

Сканирующие столики обеспечивают наибольшую площадь сканируемого изображения и тем самым максимальное разрешение в пересчете на строку.

Для быстрого и фотометрически точного двухкоординатного сканирования с высоким геометрическим разрешением применяют преимущественно плюмбиконы, ППЗ-матрицы или ППЗ-линейки при использовании механического перемещения в ортогональном к строке направлении. Для считывания изображений применяют также механические сканирующие устройства с электроакустическим отклонением лазерного пучка.

Рис. 10.1. Характеристики ФЭП:

; - сканирующий стол. ЛГ=200 ; 2 - сканирующий барабан. Л/=256; j - диссектор. Л=200 - 1000: 4 - вращающееся зеркало, ЛГ=100; 5 - видикон, -60; 6 - ППЗ-

лииейка, W = 10 - 1000; 7 - ППЗ-матрица, Л=10-J000; « - ЭЛТ, Л = )0-60

§ 10.2. Системы наблюдения, контроля и обучения

К числу систем наблюдения и контроля относятся ТВС космических аппаратов. Они включают бортовой комплекс и наземную аппаратуру, соединенные тем или иным каналом связи. В простейшем случае такая система решает задачу визуальной регистрации и записи на накопители в системе наземного комплекса обстановки как внутри космического аппарата, так и в ближайшей зоне вне его. В некоторых случаях космический аппарат может служить пунктом промежуточной ретрансляции с других космических систем наблюдения (спускаемые аппараты, роботы-манипуляторы н др.) [20].

По принципу построения это системы визуального типа. Проблемы, возникающие при проектировании космических ТВС, связаны с обеспечением их надежности, возможности работы в широком диапазоне температур, габаритами, массой, оптимизацией системы кодирования, обеспечивающей высокую помехоустойчивость канала связи, обеспечением электромагнитной совместимости с другими системами космических комплексов, особенностями передачи дополнительной телеметрической информации, минимиза-дией энергопотребления и др.

В ряде случаев наряду с перечисленными общими требованиями к этим системам предъявляются некоторые специфические требования, диктуемые ее конкретным применением [1, 5].

Примером обучающих ТВС являются системы учебного телевидения [21]. Замкнутые учебные ТВС предназначены для повыше-лия эффективности учебно-воспитательного процесса и обеспечивают передачу учебной информации (иллюстрации и текстовая ин-информация со стола преподавателя, с диапроектора, видеомагнитофона, микроскопа и др.) в аудитории, передачу по запросу преподавателя или в соответствии с программой учебного процесса дополнительных данных с накопителей централизованных источников учебной информации (учебного телевизионного центра, видео-тени и др.). Телевидение в вузах используется для передачи общественно-политических, воспитательных, развлекательных программ, а также для контроля за процессом обучения.

В нашей стране разработаны типовые структуры учебных замкнутых ТВС, включающие систему централизованного управления всеми источниками видеоинформации и звукового сопровождения учебных программ, сеть источников дополнительной учебной информации, а также учебные аудитории и лаборатории с устройствами воспроизведения изображений. В учебных аудиториях, лабораториях или других местах занятий располагаются местные источники оперативной информации - аудиторные телевизионные комплексы, включающие телевизионные эпипроекторы, диапроекторы и видеомагнитофоны. Возможно использовать и отдельные части системы, лаеример только аудиторный телевизионный комплекс.