CS212440B1

CS212440B1 - Device for objective evaluation of luminance differences in television picture

Info

Publication number: CS212440B1
Application number: CS157078A
Authority: CS
Inventors: Jan Spunda; Vaclav Bizek
Original assignee: Jan Spunda; Vaclav Bizek
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Vynález se týká oboru televize aplikované zejména v průmyslu, výzkumu atd. Úěelem vynálezu je umožnit objektivní hodnocení malých jasových rozdílů nebo hodnot veličin, které tyto jasové rozdíly způsobují, a to zejména při malém poměru signálu k šumu při defektoskopii prozařováním. Uvedeného účelu se dosáhne měřením amplitud vzorků videosignálu, které odpovídají dvěma měřeným místům. K výběru vzorků se používají dva vzorkovací zesilovače řízené impulsy, které se odvozují koincidencí zpožďovaných řádkových a snímkových impulsů. Výstupní napětí vzorkovacích zesilovačů se zbavují šumu v dolních propustích, za nimiž je zařazen voltmetr, jehož údaj odpovídá rozdílu jasů v měřených bodech. Vynálezu lze použít i v dalších oborech využívajících televizní techniku, v nichž je třeba kvantitativně hodnotit malé jasové rozdíly (autoradiografie, termovise, lékařská radioskopie).The invention relates to the field of television applied mainly in industry, research, etc. The purpose of the invention is to enable objective evaluation of small brightness differences or values of quantities caused by these brightness differences, especially at a low signal-to-noise ratio in defectoscopy by irradiation. The stated purpose is achieved by measuring the amplitudes of video signal samples corresponding to two measured locations. Two sampling amplifiers controlled by pulses derived from the coincidence of delayed line and frame pulses are used to select samples. The output voltages of the sampling amplifiers are freed from noise in low-pass filters, after which a voltmeter is included, the reading of which corresponds to the difference in brightness at the measured points. The invention can also be used in other fields using television technology, in which it is necessary to quantitatively evaluate small brightness differences (autoradiography, thermovision, medical radioscopy).

Description

Vynález se týká zařízení pro objektivní hodnocení jasových rozdílů v televizním obraze zejména pro použití v nedestruktivní defektoskopii prozařováním, technické diagnostice apod.The invention relates to an apparatus for the objective evaluation of luminance differences in a television image, in particular for use in non-destructive radiation detection, technical diagnostics and the like.

Pro účely defektoskopie, diagnostiky a jiné se nahražuje původní zobrazování předmětů a jejich vnitřní struktury na film přímým televizním zobrazením. Pro kvantitativní vyhodnocování změn zčernání filmu, které odpovídají hloubce vad, jsou k dispozici densitometrické přístroje, zatímco hodnocení změn jasu v televizním obraze se provádí dosud subjektivně,, poněvadž nebyl vhodný způsob objektivního měření s ohledem na vysoký podíl šumu ve videosignólu při zmíněných aplikacích. Subjektivní hodnoceni je záviálé na řadě činitelů jako osoba hodnotitele, jeho stav a zkušenosti, nebo podmínky pozorování, které činí výsledky málo spolehlivými.For the purposes of defectoscopy, diagnostics and others, the original imaging of objects and their internal structure is replaced by direct television imaging. Densitometric instruments are available for quantitatively evaluating film blackness changes corresponding to the depth of the defects, while the evaluation of the brightness changes in the television image is still subjectively performed, since the objective measurement method with regard to the high proportion of noise in the video signal in these applications has not been suitable. Subjective evaluation is dependent on a number of factors such as the person of the evaluator, his condition and experience, or observation conditions that make the results unreliable.

Výše uvedené nedostatky subjektivního způsobu hodnocení televizního obrazu jsou odstraněny zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstupní svorka zařízení podle vynálezu je připojena k signálovým vstupům prvního a druhého vzorkovacího zesilovače a ke vstupům oddělovačů řádkových a snímkových synchronizačních impulsů. Výstup oddělovače řádkových synchronizačních impulsů je spojen se vstupy prvního a třetího obvodu pro řiditelné zpožďování impulsů a výstup oddělovače snímkových synchronizačních impulsů je spojen se vstupy druhého a čtvrtého bvodu pro řiditelné zpožďování impulsů. Výstupy prvního a druhého obvodu pro řiditelné zpožďování impulsů jsou spojeny se vstupy prvního koincidenčního obvodu, jehož výstup je spojen jednak s řídícím vstupem prvního vzorkovacího zesilovače, jednak s prvním vstupem obvodu logického součtu. Výstupy třetího a čtvrtého obvodu pro řiditelné zpožďování impulsů jsou spojeny se vstupy druhého koincidenčního obvodu, jehož výstup je spojen jednak s řídícím vstupem druhého vzorkovacího zesilovače, jednak s druhým vstupem obvodu logického součtu, jehož výstup je spojen s výstupní svorkou zařízení. Výstup prvního vzorkovacího zesilovače je spojen se vstupem první dolní propustí, jejíž výstup je spojen s první svorkou voltmetru. Výstup druhého vzorkovacího zesilovače je spojen s druhou svorkou voltmetru.The aforementioned drawbacks of the subjective method of evaluating the television image are eliminated by the apparatus according to the invention, characterized in that the input terminal of the apparatus according to the invention is connected to the signal inputs of the first and second sampling amplifiers and to the inputs of the line and frame synchronization pulses. The line sync pulse separator output is coupled to the inputs of the first and third pulse delay control circuits, and the frame sync pulse separator output is coupled to the second and fourth pulse control inputs of the controllable pulse delay. The outputs of the first and second pulse delay control circuits are coupled to the inputs of the first coincidence circuit, the output of which is connected both to the control input of the first sampling amplifier and to the first input of the logic sum circuit. The outputs of the third and fourth circuits for controllable pulse delay are coupled to the inputs of the second coincidence circuit, the output of which is connected both to the control input of the second sampling amplifier and to the second input of the logic sum circuit, the output of which is connected to the output terminal of the device. The output of the first sampling amplifier is connected to the input of the first low pass filter, the output of which is connected to the first terminal of the voltmeter. The output of the second sampling amplifier is connected to the second voltmeter terminal.

Zařízení umožňuje stanovení rozdílu jasů v televizním obraze změřením rozdílu amplitud vzorků videosignálu, které odpovídají hodnoceným obrazovým prvkům. Měření se provádí pomocí vzorkovacích zesilovačů, které jsou řízeny impulsy odvozenými od řádkových a snímkových synchronizačních impulsů. Výstupní napětí vzorkovacích zesilovačů jsou zprůměrněna a jejich rozdíl se měří voltmetrem. Interpretace výsledků podle tohoto způsobu je založena pro defektoskopii na požadavku kvantitativního hodnocení zejména malých změn jasu, kdy lze užít linearizace a zanedbat celkovou nelinearitu přenosu šedi u televizní zobrazovací soustavy·»The device makes it possible to determine the difference in brightness in a television image by measuring the difference in amplitude of the video signal samples that correspond to the pixels being evaluated. The measurement is performed by sampling amplifiers, which are controlled by pulses derived from line and frame synchronization pulses. The output voltages of the sampling amplifiers are averaged and their difference is measured by a voltmeter. Interpretation of results according to this method is based on defectoscopy based on the requirement of quantitative evaluation especially small changes of brightness, when linearization can be used and neglect the overall non-linearity of gray transmission in television imaging system · »

Zařízením podle vynálezu se zcela odstraní vliv subjektu hodnotitele a vliv pozorovacích podmínek (např. poměru signálu k šumu, okolního osvětlení, stavu a nastavení monitoru) na výsledek hodnocení malých rozdílů jasu různých obrazových prvků televizního obrazu. Vysoká věrohodnost měřených hodnot dovoluje jejich využití k provedení příslušných zásahů např. v řízení technologického procesu, jehož výsledek je zkoumán zařízením dle vynálezu. Příklad provedení vynálezu je v dalším vysvětlen s pomocí blokového schématu, které znázorňuje základní verzi zařízení podle vynálezu.The device according to the invention completely eliminates the influence of the subject of the evaluator and the effect of observation conditions (eg signal to noise ratio, ambient illumination, condition and monitor settings) on the result of evaluating small differences in brightness of different pixels of the television picture. The high credibility of the measured values allows their use to perform appropriate interventions, for example in the control of a technological process, the result of which is examined by the device according to the invention. An exemplary embodiment of the invention is explained below with the aid of a block diagram showing a basic version of the device according to the invention.

Vstupní svorka zařízení £ je spojena se vstupy oddělovače 2, řádkových synchronizačních impulsů, odělovače £ snímkových synchronizačních impulsů, se signálovým vstupem 81 prvního vzorkovacího zesilovače 8 a se signálovým vstupem 181 druhého vzorkovacího zesilovače £8. Výstup oddělovače 2 je spojen se vstupem obvodu £ pro řiditelné zpožďování impulsů, jehož výstup je připojen ke vstupu 61 koincidenčního obvodu 6. Výstup oddělovače £ je spojen se vstupem obvodu £ pro řiditelné zpožďování impulsů, jehož výstup je připojen ke vstupu 62 koincidenčního obvodu 6. Výstup koincidenčního obvodu 6 je spojen s prvním vstupem 111 obvodu logického součtu 11 a s řídicím vstupem 82 prvního vzorkovacího zesilovače 8, jehož výstup je spojen se vstupem první dolní propusti £. Výstup první dolní propusti £ je připojen k první svorce 101 voltmetru 10.The input terminal of the device 8 is coupled to the inputs of the separator 2, the line sync pulses, the frame sync pulsator 8, the signal input 81 of the first sampling amplifier 8 and the signal input 181 of the second sampling amplifier 86. The output of the separator 2 is coupled to the input of the controllable pulse delay circuit 6, the output of which is connected to the input 61 of the coincidence circuit 6. The output of the separator 6 is coupled to the input of the controllable pulse delay circuit. The output of the coincidence circuit 6 is connected to the first input 111 of the logic sum circuit 11 and to the control input 82 of the first sampling amplifier 8, the output of which is coupled to the input of the first low pass filter 8. The output of the first low pass filter 6 is connected to the first terminal 101 of the voltmeter 10.

iand

212440 2212440 2

Výstup oddělovače 2 řádkových synchronizačních impulsů je dále spojen se vstupem třetího obvodu 14 pro řiditelné zpožďováníiimpulsů, jehož výstup je připojen ke vstupu 161 koincidenčního obvodu £6. Výstup oddělovače £ snímkových synchronizačních impulsů je dále spojen se vstupem čtvrtého obvodu 15 pro řiditelné zpožďování impulsů, jehož výstup je připojen ke vstupu 162 koincidenčního obvodu £6, jehož výstup je spojen s druhým vstupem 112 obvodu logického součtu 11 a s řídícím vstupem 182 druhého vzorkovacího zesilovače £8, jehož výstup je připojen ke vstupu druhé dolní propusti 19. jejíž výstup je spojen s druhou svorkou voltmetru 10. Výstup obvodu logického součtu 11 je spojen s výstupní svorkou £.The output of the line sync pulse separator 2 is further coupled to the input of the third pulse control delay circuit 14, the output of which is connected to the input 161 of the coincidence circuit 66. The output of the frame sync pulse separator 6 is further coupled to the input of the fourth pulse delay control circuit 15, the output of which is connected to the input 162 of the coincidence circuit 66, the output of which is connected to the second logic sum circuit input 112 and the control input 182 of the second sampling amplifier. The output of which is connected to the input of the second low pass filter 19, the output of which is connected to the second terminal of the voltmeter 10. The output of the logic sum circuit 11 is connected to the output terminal.

Činnost zařízení podle vynálezu je následující: Úplný videosignál z televizní kamery je veden na vstupní svorku £ zařízení. Oddělovače synchronizačních impulsů 2 a £ poskytují synchronizační impulsy, z nichž zpožďovací obvody £ a g respektive 14 a 15 vytvářejí impulsy zpožděné za synchronizačními impulsy o.dobu nastavitelnou tak, aby výstupní impuls koincidenčního obvodu 6.respektive £6 definoval průchod zobrazovacího paprsku zvoleným obrazovým prvkem na stínítku televizní obrazovky. Místa z nichž budou prováděna měření, lze znázornit využitím impulsů na výstupní svorce 2 např. k přisvštlení stopy zobrazovacího paprsku obrazovky. Zároveň výstupní impuls koincidenčního obvodu 6 respektive 16. řídí prostřednictvím vstupu 82 respektive 182. vzorkovací zesilovač 8 respektive £8. Dolní propusti g a 19 slouží k odstranění šumu. Voltmetr 10 měří přímo rozdíl výstupních napětí dolních propustí 9 a 19 a může přímo ukazovat malé změny jasu ve snímané scéně nebo v optické hustotě apod. Poněvadž se zde vyhodnocuje rozdíl hodnot naměřených ve dvou různých místech, je impuls k zobrazení značek získán logickým součtem výstupních impulsů z koincidenčních obvodů 6 a 16 v obvodu logického součtu 11 a pak teprve veden na výstupní svorku 2·The operation of the device according to the invention is as follows: The complete video signal from the television camera is applied to the input terminal 6 of the device. The sync pulse separators 2 and 6 provide sync pulses, of which the delay circuits 8 and g and 14 and 15, respectively, generate pulses delayed by the sync pulses of time adjustable such that the output pulse of the coincidence circuit 6respectively defines the imaging beam passage TV screen. The locations from which measurements will be taken can be illustrated by using pulses at the output terminal 2, for example to illuminate the trace of the display beam of the screen. At the same time, the output pulse of the coincidence circuit 6 and 16 respectively controls the sampling amplifier 8 and £ 8, respectively, via inputs 82 and 182, respectively. The low pass filters g and 19 are used to remove noise. The voltmeter 10 directly measures the difference between the low-pass output voltages 9 and 19 and can directly show small variations in brightness in the scanned scene or optical density, etc. Since the difference between the values measured at two different locations is evaluated. from the coincidence circuits 6 and 16 in the logic sum circuit 11 and then routed to the output terminal 2 ·

U zařízení k hodnocení jasových rozdílů televizního obrazu se uplatní tam, kde se visualizace zkoumané situace uskutečňuje pomocí televizního systému a kde je potřeba kvantitativně vyhodnocovat jasové rozdíly nebo přímo rozdíly veličin, které tyto jasové rozdíly způsobují, např. rozdíly teplot u termovize, hloubku vad v defektoskopii apod.For equipment for evaluating luminance differences of a television image it applies where the visualization of the examined situation is carried out by means of a television system and where it is necessary to quantitatively evaluate luminance differences or directly differences of quantities causing these luminance differences, eg temperature differences in thermovision defectoscopy etc.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for objectively evaluating luminance differences in a television image, characterized in that the input terminal (1) of the device is connected to the inputs of the line sync pulse separator (2) and the frame sync pulse separator (3), to the signal input (81) of the first sampling amplifier 8) and a signal input (181) of the second sampling amplifier (18), the output of the line sync pulse separator (2) being coupled to the input of the first controllable pulse delay circuit (4) and the input of the third controllable pulse delay circuit (14) whereas the output of the frame sync pulse separator (3) is coupled to the input of the second controllable pulse delay circuit (5) and the input of the fourth controllable pulse delay circuit (15), the output of the first controllable pulse delay circuit (4) being coupled to the first input (61) of the first the output of the second pulse delay control circuit (5) is connected to the second input (62) of the first coincidence circuit (6), the output of which is coupled to the first logical sum (11) input (111) and the control input (82) of the first sampling amplifier (8) whose output is coupled via the first low pass filter (9) to the first terminal (101) of the voltmeter (10), while the output of the third pulse delay control circuit (14) is coupled to the first input ( 161) of the second coincidence circuit (16) and the output of the fourth circuit (15) for controllable pulse delay is connected to the second input (162) of the second coincidence circuit (16) whose output is connected to the second input (112) of the logic sum circuit (11) and with a control input (182) of the second sampling amplifier (18), the output of which is connected via the second low pass filter (19) to the second terminal (102) of the voltmeter (10), the output of the circuit (1) 1) The logic sum is connected to the output terminal (7).

1 sheet of drawings