Sistem de stabilizare a imaginii la miscari nedorite ale camerei

Sistem de stabilizare a imaginii la miscari nedorite ale camerei

Camere pot fi inzestrate cu un dispozitiv giroscopic care asigura stabilitatea si reorientarea proiectiei imaginii pe senzorul videocaptor, atunci cand camera este afectata de o zguduire, de rotatie in jurul uneia din axe. Cu acest sistem se obtin imagini neclintite in cazul zguduirii camerei. Se pot intalni la camere video sisteme mecanice giroscopice sau sisteme electronice pentru compensarea vibratiilor nedorite. Sistemul cu lentile giroscopice functioneaza dupa schema din figura:

Figura Error! No text of specified style in document.‑1

Vibratiile si miscarile minime ale camerei video sunt percepute de catre imaginea care rezulta pe monitor si care este instabila, adica tremura, sau prezinta zguduituri. Pentru compensarea acestor vibratii se foloseste stabilizarea optica a imaginii cu un sistem giroscopic de lentile format de fapt din doua lentile, care se pot misca independent una de cealalta, compensand vibratiile dupa directiile orizontala si verticala. Cele doua lentile asigura stabilitatea imaginii, ele proiectand-o cu precizie pe dispozitivul video-captor de tip CCD.

Sistemul de stabilizare este compus dintr-o prisma cu unghi variabil, aflata in fata   lentilelor, un detector de vibratii (senzor) (pe orizontala si pe verticala) un sistem de comanda pentru modificarea unghiului prismei si un microcomputer. Cand apar tremuraturi ale imaginii, senzorul de vibratii trimite un semnal proportional cu semnalul de miscare. Semnalul este procesat de microcomputer si va rezulta un semnal de comanda pentru compensarea unghiului prismei. Atata timp cat sistemul de stabilizare este activ se foloseste constant si o monitorizare a prismei prin detectorul unghiului prismei si astfel se realizeaza o bucla (o reactie negativa) ce va controla in mod eficient prisma si va elimina tremurul imaginii.

Principiul de stabilizare a imaginii

In situatiile normale, razele de lumina trec direct prin prisma cu unghi variabil (fara a suferi modificari), prin sistemul de lentile si ajung la detectorul de imagine (CCD). Cand se misca lentilele din cauza unei vibratii sau a tremurului mainii are loc o modificare a axei obiectivului, iar imaginea obiectului nu se mai formeaza in acelasi loc in planul imaginii. Prin controlarea unghiului prismei se modifica unghiul de refractie al razei de lumina astfel incat aceasta sa parcurga axa optica a sistemului de lentile. In acest mod se realizeaza compensarea miscarii. Prisma este formata dintr-un sistem de doua lentile plate intre care exista un lichid cu un indice de refractie foarte ridicat.

Figura 2.26. Sistem giroscopic de stabilizare

Sistemul electronic, denumit mecanism Fuzzy Gyro, are la baza impartirea imaginii in 4 zone de detectie a miscarii si se compune dintr-o memorie cu capacitatea de un cadru de imagine, careia i se va controla adresa locatiei citite. Controlul adresei cu un vector de miscare asigura stabilitatea imaginii, compensand miscarea camerei data de o zguduire. Daca dispozitivul videocaptor de tip CCD are 250.000 de pixeli, iar un pixel se transmite sub forma unui cuvant de cod de 8 biti, rezulta o memorie cu capacitatea de 250.000 x 8 = 2 M, deci se poate stii informatia corespunzatoare unui cadru de imagine, si anume o capacitate de 1 Mbit se stocheaza semicadrul de linii impare si cu inca o capacitate 1 Mbit se stocheaza semicadrul de linii pare. Memoria se comporta practic ca o linie intarziere cu timp de intarziere de 40 ms (adica durata unui cadru) si permite comparatia intre doua cadre consecutive. Pentru obtinerea directiei si marimii miscarii, exista un circuit detector de miscare care compara semnalul imaginii curente cu semnalul imaginii inregistrate mai inainte in memorie. Circuitul detector de miscare da informatia unui controler care comanda citirea memoriei. Schema bloc de lucru se prezinta in figura 2.27.

Figura 2.27. Schema bloc a circuitului detector de miscare

Exista 4 zone – stanga, dreapta, sus si jos – de detectie a miscarii, fiecare zona avand 30 de puncte reprezentative. Vectorul de miscare se obtine prin compararea elementelor imaginii din jurul punctelor reprezentative ale cadrului anterior cu cele cadrului prezent. In mod practic, vectorul de miscare controleaza adresa locatiei care este citita din campul memoriei, realizand astfel suprapunerea cadrelor cu o eroare 0,5 pixeli. S-a realizat, prin controlul adresei de memorie, o miscare in directia opusa directiei de zguduire a camerei, iar imaginea rezultata are stabilitatea necesara.

Figura 2.28. Obiectiv ce are inclus un stabilizator de imagine