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Schaltung zur Verminderung der Bandbreite von Signalen
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verminderung der Bandbreite der bei der Rasterabtastung von Bildern erzeugten Signale unter Verwendung einer aus einer Summierschaltung, einer Verzögerungsleitung und einem Verstärker bestehenden Ringschaltung mit einer Gesamtverstärkung kleiner als l, bei der die zu verarbeitenden Signale an einen weiteren Eingang der Summierschaltung gelegt werden.
Die scharfen Kontraste in einem Bilde, die durch den Wechsel von hell und dunkel hervorgerufen werden, sind in manchen Rasterabfühlvorrichtungen redundant und nicht nützlich. In Zeichenerkennungsvorrichtungen z. B. sind vielfach scharfe Kontraste nicht erforderlich, da ein Zeichen durch seine allgemeine Form oder Gestalt erkannt wi rd. Ebenso hat man in Fernsehübertragungsanlagen vielfach gefunden, dass man auf die Übertragung der scharfen Kontraste eines Bildes verzichten und dadurch eine bessere Ausnutzung der Übertragungsleitungen erreichen kann.
Rasterabtaster fühlen im allgemeinen die Bilder zeilenweise ab, und wandeln dabei das Bild in elektrische Signale um, die aus einer Vielzahl von Zeilenimpulsfolgen bestehen. Die scharfen Kontraste im Bild verursachen die hohen Frequenzkomponenten im elektrischen Signal. Wenn die hohen Frequenzanteile aus dem Signal herausgefiltert werden, verschwinden die scharfen Kontraste und die Bandbreite des Signals wird vermindert. Man hat dies bisher dadurch erreicht, dass die elektrischen Signale über ein Tiefpassfilter geleitet werden, was jedoch nur eine Dämpfung des Kontrastes in der Richtung der Abtastzeilen bewirkt. Ein normales Bild jedoch enthält auch Kontraständerungen zwischen den Abtastzeilen und es ist wünschenswert, auch die Kontraste in zur Abtastzeile senkrechter Richtung zusätzlich zu dämpfen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Rasterabtastung von Bildern zu schaffen, bei der neben der Begrenzung der Bandbreite der von einem Abtaster gelieferten Signale und der damit verbundenen Dämpfung des Kontrastes in der Abtastrichtung auch eine Dämpfung des Kontrastes senkrecht zur Abtastrichtung erfolgt.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe in einer Schaltung zur Verminderung der Bandbreite der bei der Rasterabtastung von Bildern erzeugten Signalen unter Verwendung einer aus einer Summierschaltung, einer Verzögerungsleitung und einem Verstärker bestehenden Ringschaltung mit einer Gesamtverstärkung kleiner als 1, bei der die zu verarbeitenden Signale an einen weiteren Eingang der Summierschaltung gelegt werden, dadurch gelöst, dass die zu verarbeitenden Signale der Summierschaltung über ein Tiefpassfilter zugeführt werden und dass der Ausgang für die verarbeiteten Signale durch denverbindungspunkt der Verzögerungsleitung mit dem Verstärker gebildet wird.
Vorteilhafterweise ist die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung gleich der Abtastzeit für eine Zeile oder ein Vielfaches davon.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung gemäss der Erfindung ; Fig. 2 die Darstellung eines Schriftzeichens mit zugehörigen Ab- tastzeilen ; Fig. 3 die Darstellung der bei der Abtastung des Schriftzeichens nach Fig. 2 gewonnenen Signale ; Fig. 4 eine Darstellung der Signalform am Ausgang des Tiefpasses ; Fig. 5 eine Darstellung des aus den Signalen nach Fig. 4 wiedergegebenen Schriftzeichens ; Fig. 6 eine Darstellung der Signalform am Ausgang der Verzögerungsleitung und Fig. 7 eine Darstellung des aus den Signalen nach Fig. 6 wiedergegebenen Schriftzeichens.
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Ein Bild 11 (Fig. l) wird durch einen Abtaster 13 bekannter Bauart Zeile um Zeile abgetastet, um das Bild in elektrische Signale umzuwandeln. Auf der Kathodenstrahlröhre 12 der Anzeigevorrichtung 14, die synchron mit dem Abtaster 13 arbeitet, wird das Bild wie in Fernsehgeräten dargestellt.
Fig. 2 zeigt den grossen Buchstaben H und zehn zugeordnete Abtastzeilen T - lOT. Der Abtaster 13 beginnt die Abtastung des Bildes in der Zeile T und beendet die Abtastung in der Zeile 10T. In Fig. 3 sind die elektrischen Signale dargestellt, die vom Abtaster 13 mit jeder Abtastzeile erzeugt wird. Zum Beispiel enthält die Abtastzeile 2T zwei Impulse, die von den senkrechten Teilen des Buchstabens H herrühren. Die Abtastzeile 5T zeigt einen langen Impuls, der den mittleren waagrechten Teil des Buchstabens H darstellt. Die Ausgangsimpulse des Abtasters 13 werden dem Eingang eines Tiefpassfilters 20 zugeführt. Das Filter 20 unterdrückt die hohen Frequenzanteile im Signal, das vom Abtaster 13 geliefert wird.
Da die hohen Frequenzanteile in den in Fig. 3 dargestellten Impulszügen ihre Ursache in den scharfen Ecken der Impulse haben, bewirkt die Unterdrückung der hohen Frequenzen eine Abschrägung dieser Kanten, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Das den Impulszügen in Fig. 4 entsprechende Bild ist in Fig. 5 wiedergegeben. Obwohl die Spannungspegel der Impulszüge in Fig. 4 allmählich an- und absteigen, ist die zugehörige Schwärzung des Bildes in Fig. 5 angenähert durch zwei Intensitätswerte an Stelle eines allmählichen Überganges dargestellt. Die dunklen Teile im Bild in Fig. 5 entsprechen den höheren Amplitudenwerten der in Fig. 4 dargestellten Impulszüge. Zum Beispiel zeigt die Abtastzeile 2T eine dreieckige Impulsform mit einer langsam ansteigenden und einer langsam abfallenden Flanke für die Schwärzungsintensität des Bildes bei fortschreitender horizontaler Abtastung von links nach rechts. Der Abtastimpuls in Zeile 5T steigt langsam an, bleibt auf einem hohen Intensitätswert bis zum Ende der Abtastung und fällt dann wieder langsam ab.
Die zugehörige Darstellung des Buchstabens in Fig. 5 liefert einen horizontalen Kontrastausgleich. Das Bild zeigt jedoch keinen vertikalen Kontrastausgleich, wie es z. B. festzustellen ist an dem mittleren horizontalen Teil des Buchstabens H, der einen unmittelbaren Übergang vom hellen Untergrund zum dunklen Teil des Schriftzeichens aufweist.
Das vom Tiefpassfilter gelieferte Signal wird über die Summierschaltung 21 der Verzögerungsleitung 22 zugeführt. Die Verzögerungsleitung ist so dimensioniert, dass die Verzögerungszeit gleich der Zeit ist, die vom Abtaster 13 für die Abtastung einer Zeile benötigt wird. Deshalb wird in der Verzögerungsleitung jeweils eine Zeile des Abtastrasters gespeichert und dann über einen Verstärker 23 zum Eingang der Summierschaltung zurückgeführt, Die Summierschaltung 21 überlagert das in der Ringschaltung 21 - 23 gespeicherte Signal mit dem bei der Abtastung der nächsten Zeile erzeugten Signal.
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durchlaufen hat, so gedämpft, dass es nur noch einen geringen Einfluss auf das neu über das Tiefpassfilter 20 und die Summierschaltung 21 in die Ringschaltung eingeführte Signal ausübt.
In dieser Weise werden mehrere Abtastzeilen miteinander kombiniert, um ein Zusammengesetztes Signal zu erzeugen, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn z. B. der Kurvenzug von 2T in Fig. 4 in die Ringschaltung 21 - 23 eingeführt ist, wird dieser Kurvenzug gedämpft, und man erhält ein Signal mit einer niedrigeren Amplitude, wie bei 2T in Fig. 6 dargestellt ist. Da jedoch zusätzlich die Kurvenzüge der Abtastzeilen 3T und 4T von Fig. 4 in die Ringschaltung eingeführt werden, vergrössert das Signal in der Ringschaltung die Amplitude, wie dies in den Kurvenzügen der Abtastzeilen 3T und 4T der Fig. 6 gezeigt ist.
Wenn der langgestreckte Impulszug der Abtastzeile 5T in Fig. 4 in die Ringschaltung 21 - 23 eingeführt ist, erhält das zusammengesetzte Signal in der Ringschaltung die Form des Signals der Abtastzeile 5T in Fig. 6. Die vorher eingespeicherten Impulszüge in der Ringschaltung 21 - 23 sorgen dafür, dass der Impulszug 5T in Fig. 6 beiderseits des langgestreckten Intensitätspegels je einen Impuls aufweist. Da in der Abtastzeile 9T kein Impulszug in die Ringschaltung 21 - 23 eingeführt wird, erfährt das in der Ringschaltung enthaltene Signal eine so starke Dämpfung, dass nur noch ein Signal mit geringer Intensität entsteht, wie in der Abtastzeile 9T in Fig. 6 dargestellt ist.
Fig. 7 stellt das Bild dar, wie es durch die Impulszüge in Fig. 6 erzeugt wird. Der Impulszug der Abtastzeile 2T in Fig. 6 weist eine geringe Amplitude auf. Deshalb erreicht die Intensität des Bildes in der Abtastzeile 2T in Fig. 7 nicht die volle Intensität wie in den benachbarten schwarzen Teilen des Buchstabens H. Wenn jedoch das Signal in der Ringschaltung 21 - 23 infolge der Einführung neuer Signale über den Tiefpass 21 und die Summierschaltung 21 zunimmt, erhöht sich der Schwärzungs-
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grad des Zeichens, wie in der Abtastzeile 3T der Fig. 7 gezeigt ist. Damit ist der Kontrastübergang an den oberenSchriftzeichenteilen des Buchstabens H zwischen den horizontalen Abtastzeilen 2T und 3T in vertikaler Richtung in der gewünschten Weise abgeflacht.
Wenn eine grössere Anzahl von Abtastzeilen vorgesehen sind als in Fig. 6 dargestellt, wird die abflachende Wirkung feiner abgestuft. Der Kontrastübergang an dem horizontalen Mittelteil des Buchstabens H ist ebenfalls in vertikaler Richtung abgeflacht.
Der Schwärzungsgrad der Ecken zwischen den horizontalen und den vertikalen Teilen des Buchstabens sind abgeschrägt dargestellt, da sich die Intensität der Schwärzung der Ecken aus den Abtastsignalen von den horizontalen und vertikalen Teilen des Buchstabens ergibt.
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übergang in den vertikalen Teilen des Bildes infolge der geringen Dämpfung der vielen in der Ringschaltung gespeicherten Abtastsignale.
Damit wird eine grössere Dämpfung der höheren Frequenzanteile in den Abtastsignalen erreicht. Anderseits würde ein Verstärkungsfaktor der Ringschaltung 21-23, der wesentlich kleiner als 1 ist, nur eine beschränkte Wirkung auf das Abtastsignal ausüben wegen der hohen Dämpfung des in die Ringschaltung eingespeisten Signals, so dass ein grösserer Teil der höheren Frequenzen erhalten bleibt.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, zwei Ringschaltungen 21 - 23 zu verwenden, die verschiedene Durchlassbereiche haben. Durch Kombination der Ausgänge dieser Ringschaltungen kann ein Bandpassfilter hergestellt werden
Für bestimmte Anwendungen kann es wünschenswert sein, die scharfen Kontraste in der Schwärzung nur in der vertikalen Richtung zu beschränken. In diesem Fall kann das Tiefpassfilter 20 weggelassen werden.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäss Fig. l ist die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 22 so gewählt worden, dass sie der Abtastzeit für eine Abtastzeile des Abtasters 13 entspricht.
Die Verzögerungszeit kann jedoch auch so gewählt werden, dass sie ein ganzes Vielfaches der Abtastzeit für eine Abtastzeile ausmacht, um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, die scharfen Kontraste bei der Abtastung zu vermeiden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Verminderung der Bandbreite von bei der Rasterabtastung von Bildern erzeugten Signalen unter Verwendung einer aus einer Summierschaltung, einer Verzögerungsleitung und einem Ver-
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gekenn-zeichnet, dass die zu verarbeitenden Signale der Summierschaltung (21) über ein Tiefpassfilter (20) zugeführt und die Signale mit verminderter Bandbreite am Verbindungspunkt der Verzögerungsleitung (22) mit dem Verstärker (23) abgenommen werden.
2. Schaltung nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung (22) gleich der Abtastzeit für eine Zeile oder ein Vielfaches davon ist.
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