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Verfahren und Vorrichtung zum Zählen von Gegenständen Die Erfindung
bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Zählen von Gegenständen in dem
Beobachtungsfeld einer Abta:steinrichtung, in der das Feld in aufeinanderfolgenden
Zeilen durch ein Abtastelement durchlaufen wird. Die Zeilen sind dabei klein im
Vergleich zu der Größe der zu zählenden Objekte. Es wird dabei ein elektrisches
Signal .erzeugt, dessen Größe davon abhängt, ob Idas Abtastel-ement einen Gegenstand
der zu zählenden Art trifft oder nicht.
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Vorrichtungen der erwähnten Art werden besonders bei der Prüfung mikroskopischer
Präparate verwendet, z. B. bei der Auswertung von Staubpro'ben oder bei der Blutkörperchenzählung;
die Anwendung des Verfahrens ist jedoch nicht auf die beiden erwähnten Fälle beschränkt.
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Es sind bereits einige Verfahren zum elektronischen Zählen von Gegenständen
in einem -B.eobachtungsfeld vorgeschlagen worden. Im allgemeinen äst dabei ein Abtastsystem
vorgesehen, in dem ein Feld, das die zu zählenden Gegenstände .enthält, in einer
Anzahl dicht nebeneinander liegender Zeilen durch ein Abtastelement derart durchlaufen
wird, daß sich elektrische Signale ergeben, die .einen Rückschluß auf die Zahl der
Gegenstände zulassen. Diese Signale werden zu einer Zähleinrichtung geführt, die
bei einem entsprechenden Wert eines Signals anspricht und eine Zählung registriert.
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In einem System der beschriebenen Art genügt es nicht, einen Zähler
zu verwenden, der ,die Anzahl der Niveauänderungen des Signals in einer bestimmten
Richtung registriert, welche durch den Abtastvorgang auftreten. Die dadurch erhaltene
Zählung würde der Anzahl der Gegenstände nur in dem Sonderfall proportional sein,
wenn alle Gegenstände rund wären und eine konstante Größe besitzen würden. Wenn
die Gegenstände jedoch verschiedene Größen und Formen besitzen und besonders, wenn
sie unregelmäßige und möglicherweise zurückspringende Begrenzungslinien haben, die
in zufälliger Weise gegenüber der Richtung der Abtastzeilen orientiert sind, so
ist es erforderlich, daß man weitere Informationen dadurch erhält, daß man das Ergebnis
des Abtastens entlang einer Zeile mit dem Ergebnis eines anderen Gebietes vergleicht,
welches nicht in der abgetasteten Zeile liegt.
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Weiter ist :es erforderlich, daß der Raster feien genug ist, um sicherzustellen,
daß eine Partikel der Mindestgröße, die noch erfaßt werden soll, in wenigstens einer
Abtastzeile ein auswertbares Signal ermöglicht. Aus dieser Forderung folgt, daß
viele Gegenstände mehr als ein Signal ergeben werden. Wenn man daher eine genaue
Zählung .erhalten will, die nicht noch einer statischen Korrektur bedarf, so muß
man Einrichtungen vorsehen, durch die zwischen solchen Signalen unterschieden wird,
die einerseits beim ersten (oder beim letzten) Abtasten eines Gegenstandes erscheinen,
und andererseits solchen Signalen, die bei der anschließenden (oder vorhergehenden)
Abtastung dieser Gegenstände erscheinen.
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Man kann im wesentlichen zwei Haupttypen unterscheiden. Bei einer
ersten Art wird ein einzelnes Abtastelement über ein Feld geführt, das die zu zählenden
Gegenstände enthält, wobei Signale erzeugt werden, deren Amplitude davon abhängig
ist, ob .das Element einen Gegenstand antrifft oder nicht. Diese Signale werden
in Speicherkanäle eingeführt, die verschiedenen Bereichen der abgetasteten Zeile
zugeordnet sind. Wenn das in einen Kanal eingeführte Signal eine Amplitude hat,
die angibt, daß das Abtastelement einen Gegenstand vorgefunden hat, so betätigt
es einen Zähler; diejenigen Signale, die erzeugt werden, wenn der gleiche Gegenstand
in aufeinanderfolgenden Zeilen festgestellt wird, werden daher den einem bestimmten
Kanal zugeordneten Zähler fortschalten. Wenn nun beider Abtastung einer Zeile keine
weitere Fortschaltüng des betreffenden Kanalzählers erfolgt, wird der Kanal für
neue Zählungen in seinen Anfangeszustand versetzt, und es wird ein Signal, das das
Vorhandensein eines Gegenstandes anzeigt, zu einem Hauptzähler weitergegeben, der
diese Signale aus allen Kanalzählern- aufnimmt. Einrichtungen dieser Art haben .den
erheblichen Nachteil, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Kanälen vorhanden
sein muß. Jeder Kanal muß einen -Zähler enthalten, Bier Zahlen bis zur Gesamtzahl
der Zeilen registrieren kann, in denen «das Abtastelement einen Gegenstand
vorfinden
kann. Eine Einrichtung ider erwähnten Art ist insbesondere dann sehr groß und unwirtschaftlich,
wenn Proben od. dgl. zu zählen sind, in denen sehr viele Teilchen in einer einzelnen
Zeile von dem Abtastelement festzustellen sind.
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$ei .einer anderen Art einer Vorrichtung zum Zählen von Gegenständen
in einem Beobachtungsfeld wird dieses -durch zwei Abtastelemente, die sich auf benachbarten
Zeilen bewegen, abgetastet. Durch jedes der beiden Elemente werden getrennte Folgen
quantisierter Signale erzeugt. Diese Signale sind Impulse, die einen ersten Wert
entsprechend dem Auftreffen eines Abtastelementes auf einen Gegenstand und einen
zweiten Wert entsprechend dem 1Iichtantreffen eines Gegenstandes haben. Eine solche
Vorrichtung liefert nur dann eine genaue Zählung der Gegenstände, wenn beim Durchlauf
durch die gleiche Zeile des abgetasteten Feldes identische Signale durch die beiden
Abtastelemente gegeben werden. Es kann vorkommen, daß nur beim Auftreffen des ersten
Elementes auf dem Gegenstand eine Zählung registriert wird, während dies beim Auftreffen
des zweiten Elementes auf dem Gegenstand nicht der Fall ist. Es sei z. B. angenommen,
daß ein Gegenstand derart in dem Beobachtungsfeld liegt, daß er gerade kein Signal
mehr in derjenigen Zeile des Rasterfeldes des ersten Elementes liefert, in der es
zuerst festgestellt wird. Wenn dann das zweite Abtastelement nicht genau den gleichen
Weg wie das erste Element zurücklegt oder wenn die Ansprechempfindlichkeit oder
der Umschaltpunkt der mit ihm zusammenarbeitenden Schaltungen nicht identisch ist
mit den entsprechenden charakteristischen Merkmalen der mit dem ersten Element zusammenwirkenden
Stromkreise, kann es leicht vorkommen, daß das zweite Element ein Signal in dieser
Zeile liefert, in der es den Gegenstand erstmalig vorfindet. In diesem Fall wird
der Gegenstand nicht gezählt, unabhängig von seiner Größe, da in derjenigen Zeile,
in der das erste Abtastelement den Gegenstand erstmalig feststellte, kein Signal
geliefert wurde und das Signal »erstes Element« daher das gleiche war wie das Signal
»zweites Element«, so daß keine Zählung registriert wird. Auch in der nächsten Zeile
wird keine Zählung registriert, obwohl das erste Element und auch das zweite Element
ein Signal liefern.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich
Fehlzählungen bei der Feststellung der Endsumme ergeben, wenn man nicht bei .einer
Information, die sich durch das Abtasten einer bestimmten Zeile ergibt, nur eine
einzige Quantisierung vornimmt. Das erwähnte Doppelabtastverfahren, das zwar in
manchen Fällen ausreichende Ergebnisse liefert, kann daher nicht absolut genau sein.
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Die Erfindung bezweckt Vorrichtungen und Verfahren zum Zählen von
Gegenständen in einem Kontrastfeld, bei denen ein durch das Abtasten eines Gegenstandes
in einer Zeile erhaltenes Signal nur ein einziges Mal quantisiert wird.
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Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Zählen von Gegenständen
in einem abzutastenden Beobachtungsfeld vorgesehen, bei dem ein elektrisches Signal
erzeugt wird, dessen Amplitude sich ändert, wenn .das Abtastelement einen der Gegenstände
trifft, und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Signal in einer Einrichtung
derart quantisiert wird, daß Ausgangssignale einer ersten Art für Eingangssignale
unterhalb einer bestimmten Amplitude und Ausgangssignale einer zweiten Art für Eingangssignale
oberhalb einer bestimmten Amplitude entstehen, wobei die beim Abtasten einer Zeile
erzeugten quantisi.erten Signale zur genauen Bestimmung der Anzahl der Gegenstände
jeweils in einer Einrichtung gespeichert werden, die Ausgangssignale liefert, deren
Dauer gleich der der Ursprungssignale ist, und die so erzeugten Signale dann mit
den bei Abtastung einer benachbarten Zeile erhaltenen Signalen derart verglichen
werden, daß ein Gegenstand nur dann gezählt wird, wenn eine der verglichenen Signalfolgen
ein Element enthält, das in der anderen nicht vorhanden ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anwendung des
Verfahrens enthält im wesentlichen Einrichtungen zum Abtasten des Beobachtungsfeldes
und zum Erzeugen eines elektrischen Signals, dessen Amplitude sich ändert, wenn
das Abtastelement einen der Gegenstände trifft, Einrichtungen, die bei Eingang der
erwähnten Signale Ausgangssignale einer ersten Art bei Eingangssignalen unter einer
vorgegebenen Amplitude und Ausgangssignaie einer zweiten Art bei Eingangssignalen
über einer vorgegebenen Amplitude erzeugen, Mittel zur Einführung der quantisierten
Signale in eine Einrichtung, in der die Signale über eine Periode gespeichert werden
können, welche gleich der Zeilendurchlaufzeit der Abtastei.nrichtung ist, und die
am Ende dieser Periode verzögerte Signale liefert, deren Dauer gleich der der Ursprungssignal,,
ist, und Einrichtungen zum Vergleichen der verzögerten und unverzögerten quantisierten
Signale, die ein Ausgangssignal nur dann liefern, wenn eines der Signale ein Element
enthält, welches bei dem anderen Signal nicht vorhanden ist.
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Auch können die Einrichtungen zur Speicherung bzw. Verzögerung der
Signale eine magnetostriktive Strecke enthalten, auf der das Signal als akustische
Schwingung dargestellt ist und die akustische Schwingung anschließend wieder in
das verzögerte Signal umgewandelt werden kann.
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Die Einrichtungen zum Vergleichen der verzögerten und unverzögerten
Signale können Mittel enthalten, die sowohl auf die verzögerten als auch auf die
unverzögerten Signale ansprechen und ein Steuersignal erzeugen können, außer wenn
die Signale, wenn sie vor .dem Erzeugen .des Impulssignals den gleichen Wert hatten,
einen dem Auftreffen eines Abtastelementes auf einen Gegenstand entsprechenden Wert
hatten, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, welche sowohl auf das Impulssignal
als auch auf ,das Steuersignal ansprechen und welche nur dann eine Zählung vornehmen,
wenn das Impulssignal während der Dauer eines Steuersignals auftritt, so daß Zählungen
nur dann vorgenommen werden, wenn ein Gegenstand entweder zum ersten oder zum letzten
Male abgetastet wird.
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Die Einrichtungen, die sowohl auf die verzögerten als auch auf die
unverzögerten Signale ansprechen, können einen Kippkreis enthalten, -dem (die Summe
der erwähnten Signale zugeführt wird und welcher eine solche überlappung besitzt,
daß :er .in einer seiner stabilen Lagen bleibt, wenn nicht beide erwähnten Signale
ihren Wert im gleichen Sinne ändern, und welcher ein Steuersignal liefern kann,
wenn er diejenige seiner stabilen Lagen einnimmt, in der er bleibt, wenn nicht beide
angelegten Signale einen Wert annehmen, der der Anwesenheit eines Gegenstandes -in
dem abgetasteten Feld entspricht.
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Die Einrichtungen, die auf das Impulssignal und auf das Steuersignal
ansprechen, können einen Absperrkreis aufweisen, bei dem die Impulssignale an eine
Eingangsklemme und die Steuersignale an eine Steuerklemme derart angelegt sind,
daß nur dann Ausgangssignale aus dem Kreis herausgelangen, wenn
ein
Impulssignal während der Dauer eines Steuersignals auftritt, wobei .die Ausgangssignale
einen Zähler betätigen. Ferner können Einrichtungen vorgesehen sein, welche das
Steuersignal über eine Zeit verzögern, die größer ist als die Dauer des Impulssignals,
aber kleiner als die Mindestzeit, die Impulse von Gegenständen trennt, zwischen
denen ein solcher Abstand liegt, daß sie als getrennte Gegenstände festgestellt
werden sollen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
die folgenden Bestandteile und Schaltelemente vorgesehen: getrennte Einrichtungen,
die zum Vergleich auf die verzögerten und unverzögerten Signale derart ansprechen,
.daß sie Impulssignale entsprechend den Übergängen erzeugen, welche beim Übergang
des Abtastelementes über eine Grenze eines Gegenstandes entstehen; Einrichtungen
zum Trennen der Impulssignale in getrennte Impulssignalfolgen, welche jeweils nur
den Übergängen einer Art entsprechen; Einrichtungen, welche auf die Summe der verzögerten
und unverzögerten Signale ansprechen und aus ihnen ein erstes Steuersignal erzeugen,
wenn diese Signale, vorausgesetzt, daß sie zuletzt den gleichen Wert hatten, denjenigen
ihrer zwei möglichen Werte besaßen, der dem Nichtvorhandensein eines ,Gegenstandes
entspricht, und welche ein zweites Steuersignal erzeugen, wenn die Signale, vorausgesetzt,
daß sie zuletzt den gleichen Wert hatten, den anderen ihrer zwei möglichen Werte
besaßen, der dem Vorhandensein eines Gegenstandes entspricht, und zwei Sperreinrichtungen,
welche jeweils auf eines der beiden Steuersignale und eine der Impulsfolgen ansprechen,
wobei die erste Sperreinrichtung unverzögerze (oder verzögerte) Signale erhält,
die bei .ersten Übergängen entstehen und die durch die ersten Steuersignale gesteuert
werden, und wobei die zweite der beiden erwähnten Einrichtungen verzögerte (oder
unverzögerte Impulse erhält, die bei ersten Übergängen auftreten und die durch das
erwähnte zweite Steuersignal gesteuert werden, und einen Zähler, in Iden der Ausgang
der ersten Sperreinrichtung eingeführt wird, sowie einen zweiten Zähler, in den
der Ausgang der zweiten Sperreinrichtung eingeführt wird, so daß der erste Zähler
Konvergenzen (oder Divergenzen) registriert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung der
technischen Vorteile der Erfindung dienen kann; Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer
ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig.3 zeigt ein Schaltbild einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung; Fig. 4 zeigt einen Teil -des abzutastenden Feldes
mit Gegenständen verschiedener Form; F.ig.5 zeigt die Signale, die bei verschiedenen
Punkten beim Abtasten des Feldes nach Fig.4 auftreten; Fig. 6 zeigt ein Schaltbild
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zählungen im Hinblick
auf Gegenstände komplexer Form korrigiert werden.
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Bei jedem Zählsystem ist es erforderlich, daß das Feld, welches die
zu zählenden Gegenstände enthält, durch ein Abtastelement abgetastet wird, das über
das Feld in Zeilen geführt wird, welche verhältnismäßig nahe beieinander liegen,
so daß jeder der zu zählenden Gegenstände auf wenigstens einer Zeile mit Sicherheit
von dem Abtastelement getroffen wird. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß eine
Anzahl von Gegenständen auf zwei oder mehreren benachbarten Zeilen abgetastet wind;
man muß daher das sich beim Abtasten jeder Zeile ergebende Signal vergleichen mit
demjenigen Signal, das beim Abtasten einer benachbarten Zeile erzeugt wird, und
es muß eine Zählung erfolgen, wenn ein Gegenstand in irgendeiner Zeile in einem
solchen Punkt festgestellt wird, in dem ein Gegenstand nicht in einer benachbarten
Zeile festgestellt würde. Dieses Vorgehen ist unabhängig davon, in welcher zeitlichen
Reihenfolge die Zeilen abgetastet werden. Dabei wird der in Fig.1 dargestellte Fall
häufig vorkommen.
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Fig. 1 zeigt einen kleinen Teil dreier nacheinander abgetasteter benachbarter
Zeilen a, b und c, wobei das Zentrum der mittleren Zeile tangential an der konvexen
Kante eines dunklen Gegenstandes d anliegt. Das Signal, das man beim Abtasten der
Zeile a erhält, ist »weiß«, das der Zeile b ist »grau« und Idas der Linie c »schwarz«.
In jedem Zählsystem muß ein »Grau«-Signal entweder auf den Wert »Schwarz« oder »Weiß«
zurückgeführt werden. Es soll nicht betrachtet werden, welche Entscheidung getroffen
wird, und auch nicht, wenn vorausgesetzt wird, daß die Entscheidung nur -ein einziges
Mal in einer Einrichtung vorgenommen wird, wie sie gemäß der Erfindung vorgesehen
ist.
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m einem Doppelraster- bzw. Doppelstrahl-Zählsystem wird zweimal eine
solche Entscheidung getroffen werden, da die Zeile von jedem der beiden Lichtflecken
bzw. Strahlen abgetastet wird. Die Wahrscheinlichkeit, daß .in dem betreffenden
Fall die Entscheidung in beiden Fällen dieselbe ist, .ist recht gering, da es unwahrscheinlich
ist, daß die beiden Lichtflecke bzw. Strahlen exakt dieselben Wege beschreiben werden,
und selbst wenn es so ist, wird eine solche »Grenzlinienentscheidung« in starkem
Umfange von Störungen, wie z. B. Leitungsgeräusch bzw. Widerstandsrauschen, abhängen.
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Wenn d-ie beiden Entscheidungen identisch sind, wird mit Sicherheit
eine Zählung vorgenommen werden, und wenn einer »Schwarz«-Entscheidung beim ersten
Abtasten eine »Weiß«-Entscheidung beim zweiten Abtasten folgt, wenden zwei Zählungen
vorgenommen, da bei zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen des Doppelstrahls ein
»Schwarz«-Signal des Leitstrahls verglichen wird mit einem »Weiß«-Signal des anderen
Strahls; wenn aber eine »Weiß«-Entscheidung beim ersten Abtasten der Zeile und eine
»Schwarz«-Entscheidung beim zweiten Abtasten erfolgt, wird keine Zählung registriert
werden, da ein Vergleich der Signale, die .sich. aus den beiden Abtastungen ergeben,
bei jeder der beiden aufeinanderfolgenden Abtastungen über der Grenze des Gegenstandes
»keine Änderung« ergibt.
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Bei Anwendung der Erfindung kann dieser Nachteil nicht auftreten,
da an einer einmal getroffenen Entscheidung festgehalten wind, so daß eine »Weiß«-Entscheidung
beim Abtasten der Zeile, bei der keine registrierte Zählung erfolgt, wenn sie mit
dem »Weiß«-Signal der vorher abgetasteten Zeile verglichen wird, mit Sicherheit
eine Zählung bewirken wird, wenn sie mit dem »Schwarz«-Signal der folgenden Zeile
verglichen wird, während eine »Schwarz«-Entscheidung beim Abtasten der Zeile in
diesem Fall eine Zählung bewirkt.
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In Fig. 2 ist als Beispiel eine erste Möglichkeit zur Ausführung der
Erfindung dargestellt. Die in Fig.2 dargestellte Schaltung ist auch wie die im folgenden
dargestellten Schaltungen lediglich ein Ausführungs-
Beispiel für
die Verwirklichung des Erfindungsgedankens, der nicht beschränkt ist auf die im
einzelnen dargestellten Einrichtungen.
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Wie aus Fig.2 hervorgeht, wird eine Kathodenstrahlröhre 1 als Quelle
bei der Abtastung verwendet. Der Lichtpunkt der Röhre wird durch die üblichen (nicht
dargestellten) Einrichtungen über den Schirm geführt, so daß sich ein Rasterfeld
benachbarter paralleler Linien ergibt. Der so gebildete Raster wird durch eine Linse
2 auf einem transparenten Träger 3 abgebildet, auf dem sich die zu zählenden Gegenstände
4 befinden. Das durch den Träger 3 hindurchgelangende Licht wind von einer Sammellinse
5 gesammelt und auf die Kathode einer Photozelle 6 geworfen. Das dort erzeugte elektrische
Signal wird durch einen Verstärker 7 üblicher Bauart verstärkt und gelangt in eine
Quantisierungseinrichtung 8, die z. B. eine bekannte Ausführung eines Kippkreises
sein kann, welcher nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Amplitude des Eingangssignals
über einem bestimmten vorgegebenen Wert liegt.
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Das Ausgangssignal der Einrichtung 8 wird geteilt. Der eine Teil wird
an eine geeignete Speichereinrichtung 9 angelegt, welche beliebig und in bekannter
Weise ausgeführt sein kann und ein Ausgangssignal liefert, das dem Eingangssignal
entspricht, jedoch um diejenige Zeit verzögert ist, welche zur Abtastung einer Zeile
des Feldes erforderlich ist; :der andere Teil wird direkt zu einem Vergleicher 11
geführt, an den auch das verzögerte Signal angelegt wird.
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Die Einrichtung 1i ist so ausgebildet, :daß sie die angelegten Signale
vergleicht und dann (und nur dann) ein Ausgangssignal liefert, wenn sich der »direkte«
Eingang in irgendeiner Zeile von dem »verzögerten« durch ein Signal unterscheidet,
welches die Anwesenheit eines Gegenstandes in dem abgetasteten Feld anzeigt.
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Die Einrichtung 11 liefert daher ein Ausgangssignal, wenn irgendein
Gegenstand zum ersten Male abgetastet wird; diese Signale werden einem Zähler 12
zugeführt, dessen Bauart beliebig sein kann und der der Geschwindigkeit des Abtastvorganges
angepaßt ist. Zweckmäßig besteht der Zähler 12 aus einer Kette elektronischer Dekaden-Zählerkreise
bekannter Art.
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Die Wirkungsweise :einer Anordnung. zum Zählen von Gegenständen, welche
gestattet, Gegenstände mit einfachen, d. h. nicht zurückspringenden Begrenzungslinien
nur ein einziges Mal zu zählen, wird an Hand der Fig. 3 näher beschrieben.
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In Fig. 3 ist ein Fernsehbildabtaster 13 bekannter Art vorgesehen,
welcher elektrische Signale entsprechend der in aufeinantderfolgenden Zeilen vorgenommenen
Abtastung eines Feldes 14 mit :den zu zählenden Gegenständen 15 liefert. Die Gegenstände
sind schwarz auf weißem Grund dargestellt. Der Fernsehbildabtaster :enthält zweckmäßig
eine Kathodenstrahlröhre, auf .deren Schirm ein Abtaststrahl erzeugt wird, der auf
:dem Feld 14 abgebildet wird, so daß eine Photozelle, die dem von dem Feld reflektierten
Licht ausgesetzt ist, einen Strom liefert, der sich .entsprechend der jeweiligen
Lage der Abbildung des Fleckes ändert. Man kann auch ein Bild -des Feldes 14 auf
die photoempfindliche Schicht einer bekannten Fernsehaufnahmeröhre projizieren und
es. dadurch in bekannter Weise in ein elektrisches Signal umwandeln.
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Die der Abtastung des Feldes 14 entsprechenden elektrischen Signale,
in welcher Art sie auch erzeugt sein mögen, gelangen zu einer Quantisierungseinrichtung
16, de zweckmäßig ein Amplituden-Diskri,minator bekannter Art und so ausgelegt ist,
daß sie .ein Ausgangssignal mit einem ersten konstanten Wert liefert, der im folgenden
als »schwarz« bezeichnet wird, entsprechend denjenigen Teilen des Eingangssignals,
die auftreten, wenn ein Gegenstand getastet wird, und einen zweiten konstanten Wert,
im folgenden als »weiß« bezeichnet, für alle übrigen Eingangssignale.
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Am Ausgang der Quantisierungseinrichtung 16 wird eine Teilung vorgenommen;
ein Teil gelangt zu einer Verzögerungseinrichtung 17, welche das Signal speichert
und nach einer Zeit wieder reproduziert, welche gleich der Zeit ist, die das Abtastelement
zum Durchlaufen einer Zeile der Rasterfläche benötigt. In der Praxis wird es in
vielen Fällen am zweckmäßigsten sein, ein Speichersystem zu verwenden, welches einen
Draht enthält, auf dem Impulse als akustische Wellen erregt werden und von dem -die
Impulse wieder als elektrische Signale durch den Draht umgebene, mit bestimmten
Abständen angeordnete Spulen abgenommen werden, so daß magnetostriktive Erscheinungen
in dem Draht hervorgerufen werden bzw. erregend wirken.
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Der unverzögerte Teil .des Ausgangs des Diskriminators 16 gelangt
zu einem Impulserzeuger 18, zweckmäßig einem Differentialkreis, der aus den angelegten
quantisierten Signalen solche Signale bildet, welche zeitlich dem Abtasten der beiden
Kanten jedes in irgendeiner Zeile festgestellten Gegenstandes entsprechen und charakteristische
Merkmale enthalten, welche eine Trennung ermöglichen. Wenn ein Differentialkreis
verwendet wird, werden die -erzeugten Impulse positiv und negativ gerichtet sein
und können endgültig durch eine polaritätsempfindliche Einrichtung getrennt werden,
wie z. B. durch einen Diodengleichrichter oder eine mit entsprechender Vorspannung
versehene Elektronenröhre. Diese Signale sind so beschaffen, daß sie eine verhältnismäßig
kurze Dauer haben, welche im folgenden als T, bezeichnet wird. Die Dauer muß gering
sein im Vergleich zu der Dauer des Signals, welches sich durch .das Abtasten eines
Gegenstandes der Mindestgröße :ergibt, der gezählt werden soll.
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Unabhängig davon, welche Charakteristik die von der Einrichtung 18
erzeugten Signale im einzelnen haben, werden diese zu einem Selekti,vkreis 19 geführt,
der so ausgelegt ist, daß er ein Ausgangssignal nur für solche Signale liefert,
die auftreten, wenn das Abtastelement die Grenze eines Gegenstandes durchläuft,
d. h. bei einem Überganag von »Schwarz« auf »Weiß«. Die so ausgewählten Signale.
werden als gesteuerte Eingangssignale an eine Sperre 20 gelegt, die in bekannter
Weise derart ausgebildet sein kann, daß bei der »Offen«-Stellung des Kreises beim
Anlegen eines geeigneten Signals an der Steuerseite ein den ausgewählten Signalen
entsprechendes Ausgangssignal erhalten wird.
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Inzwischen werden die verzögerten und uriverzögerten Signale in einem
Mischkreis 21 addiert und einem bistabilen Kippkreis 22 zugeführt. Der Kippkreis
besitzt eine Überlappung, so daß er in dereinen oder der anderen der stabilen Lagen
bleibt, wenn sich nicht die beiden an den Mischer angelegten Signale in demselben
Sinne von einem ihrer beiden möglichen Werte zum anderen ändern, :d. h., der Kippkreis
wird aus einer stabilen Lage in die andere nur dann versetzt, wenn beide Signale,
die zu Anfang die gleichen sind, sich von »Schwarz« nach »Weiß« ändern, oder umgekehrt.
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Der Kreis liefert ein Steuersignal, welches die Sperre 20 öffnet,
wenn nicht sein Zustand durch beide an den Mischer 21 angelegten »schwarz« werdenden
Signale
geändert wird. Der Ausgang .des Kippkreises 22 wird der Sperre 20 über eine Verzögerungseinrichtung
23 zugeführt, die zweckmäßig als kurze statische Verzögerungsstrecke ausgebildet
ist und welche das Signal über eine Zeit T2 verzögert, Diese Verzögerung wird im
folgenden noch näher begründet werden.
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Die Signale aus dem Differentiator 19, die durch die Sperre 20 gelangen,
werden zu einem Zählkreis 24 geführt, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann
und der Abtastgeschwindigkeit angepaßt ist. Man kann z. B. einen elektronischen
Zähler verwenden, welcher eine Anzahl von Dekadenstufen enthält, die dadurch entstehen,
daß man bei einem vierstufigen binären Zähler eine Rückkopplung vorsieht.
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Auf diese Weise gelangen Signale auf jeden Fall nur dann zu dem Zähler,
wenn ein Gegenstand zum ersten Male abgetastet wird.
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Diese Wirkungsweise wird aus der folgenden .Betrachtung noch deutlicher:
Bevor überhaupt ein Gegenstand festgestellt wird, werden die von der vorhergehenden
als auch die von der laufenden Zeile ausgehenden Signale »weiß« sein, so daß die
Sperre geöffnet ist. Wenn ein Gegenstand zum ersten Male festgestellt wird, ändert
sich das Signal der laufenden Zeile von »Weiß« auf »Schwarz«; die Sperre bleibt
dabei noch geöffnet, da eine gleichsinnige Änderung der beiden Signale erforderlich
ist, um ihren Zustand zu ändern. Wenn das Abtastelement von dem Gegenstand abläuft,
ergibt sich in der laufenden Zeile ein Signal des Übergangs von »Schwarz« auf »Weiß«,
.so,daß !der geöffneten Sperre ein Impuls zugeführt wird. Dieser Impuls wird daher
gezählt.
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Wenn der Gegenstand zum zweiten oder einem weiteren Male festgestellt
wird, so wird während des sich ergebenden »schwarzen« Signals in .der laufenden
Zeile ein »schwarzes« Signal in der vorangehenden Zeile auftreten. In diesem Falle
ist die Sperre geschlossen, und da wenigstens das Signal der laufenden Zeile »schwarz«
bleiben muß, bis das Abtastelement den Gegenstand verläßt, muß die Sperre geschlossen
bleiben, bis dies eintritt, und der Impuls wird daher nicht gezählt.
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Dieser Vorgang tritt auch auf, wenn die Sperre geöffnet ist, jedoch
ist die Verzögerung T2, die zwischen Kippkreis und Sperre eingeschaltet ist, größer
als die Impulsdauer T1, so,daß die Sperre bis zur Beendigung des Impulses nicht
öffnet. Die obere Grenze der Verzögerungsdauer ist gegeben durch das Erfordernis,
daß das System zum Auflösen von Gegenständen in der Lage sein muß, die Impulse zu
liefern, welche eine bestimmte Mindestzeit T3 getrennt sind, so daß die Bedingung
für die zulässige Verzögerungszeit lautet: Ti<T2<T3.
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Wenn aus irgendeinem Grunde Gegenstände bei der letzten und nicht
bei :der ersten Abtastung gezählt werden sollen, so ist die einzige Änderung, die
in der beschriebenen Vorrichtung erforderlich ist, daß man dem Impulsgeber 18 die
verzögerten Signale der vorangehenden Zeile aus Einrichtung 17 zuführt, anstatt
daß man ihm die urverzögerten Signale direkt aus der Einrichtung 16 zuführt; die
gezählten Impulse erhält man dann von den »Schwarz«- nach »Weiß«-Übergängen in der
vorangehenden Zeile, die bei geöffneter Sperre auftreten. Diese Signale entstehen
nur bei der letzten Abtastung eines Gegenstandes.
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Die Art des verwendeten Rasters kann in weiten Grenzen geändert werden
und ist nicht auf den üblichen Raster mit parallelen, zu einer Seitenlinie des betrachteten
Feldes parallel verlaufenden Linien beschränkt. Es kann jedes beliebige Muster verwendet
werden, welches das Feld in einer Anzahl eng nebeneinander liegender Linien bedeckt,
so daß das Abtastelement benachbarte Punkte benachbarter Zeilen zu gleichen Zeitintervallen
während des Abtastzyklus erreicht.
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Die beschriebene Vorrichtung ist so beschaffen, daß sie jeden Gegenstand
in dem Blickfeld nur einmal zählt, vorausgesetzt, daß die Gegenstände keine zurückspringenden
Grenzlinien besitzen.
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An Hand der Fig. 4 bis 6 wird nun eine Vorrichtung beschrieben, welche
diejenigen Korrekturen gestattet, die bei Gegenständen komplexer Form erforderlich
sind.
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In Fig. 4 sind Gegenstände 25, 26 und 27 dargestellt, welche in einem
Feld verteilt sind, das durch Linie 28 begrenzt ist. Es wird angenommen, daß das
Feld von oben nach unten in einem durchlaufenden Raster mit eng nebeneinander liegenden
parallelen Zeilen abgetastet wird. Einige .dieser aufeinanderfolgenden Zeilenpaare
sind mit 29, 30 und 31, 32 bezeichnet.
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Das beim Abtasten jeder Zeile erzeugte Signal wird quantisiert und
so gespeichert, daß es zum Vergleich mit demjenigen Signal verwendet werden kann,
das während der Abtastung der benachbarten Linie aufgenommen wird, um festzustellen,
wann ein Gegenstand zum ersten Male (zum letzten Male) getastet wird.
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Zu diesem Zweck muß -die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß eine
Unterscheidung zwischen verschiedenen klassifizierten Fällen möglich ist, die beim
Vergleich eines Signals der laufenden Zeile mit einem Signal der vorangegangenen
Zeile auftreten, wenn ein Feld mit verteilten Gegenständen abgetastet wird. Die
sechs möglichen Fälle erscheinen an denjenigen Stellen, die in Fig. 4 durch die
Buchstaben A bis F bezeichnet sind. Die entsprechenden Fälle sind in Fig. 5 im Impulsdiagramm
wiedergegeben.
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Der obere Teil der beiden in Fig. 5 dargestellten Diagramme zeigt
die Signale, die beim Abtasten der oberen Zeile eines Zeilenpaares der Fig. 4 entstehen,
also die »vorherige Zeile«, und der untere Teil zeigt die Signale, die beim Abtasten
der unteren Zeile des Zeilenpaares entstehen, also »diese Zeile«. In jedem Fall
können die Signale nur einen von zwei Werten annehmen: »Schwarz«, angezeigt durch
die Horizontale »B«, wenn ..der Abtaststrahl einen Gegenstand vorfindet, und »Weiß«,
dargestellt durch die Horizontale »W<,:, wenn er den Hintergrund trifft.
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Es sind folgende Fälle möglich: A. Beide Signale sind zunächst »weiß«,
und sie ändern sich beide -in »Schwarz«. Die Übergänge können gleichzeitig oder
in einer anderen Folge auftreten; sie können durch beliebige zeitliche Abstände
getrennt sein.. -B. Beide Signale sind zunächst »:schwarz« und ändern sich beide-
in »Weiß«. Die Übergänge können gleichzeitig oder in-einer anderen Folge auftreten;
sie können durch beliebige Zeitintervalle getrennt sein.
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C. Beide Signale sind- zunächst »weiß«; »diese Zeile« ändert sich
in »Schwarz« und wieder zurück in »Weiß«, ohne daß in der »vorherigen Zeile« irgendwelche
Änderungen auftreten.
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D. Beide Signale sind zunächst »weiß«; die »vorherige Zeile« ändert
sich in »Schwarz« und wieder zurück, ohne daß irgendeine Änderung in »,dieser Zeile«
auftritt.
E. Beide Signale sind zunächst »-schwarz«; die »vorherige
Zeile« ändert sich nach »Weiß« und wieder zurück, ohne daß eine Änderung in »dieser
Zeile« auftritt.
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F. Beide Signale sind zunächst »schwarz«; »diese Zeile« ändert sich
in »Weiß« und wieder zurück, ohne daß eine Änderung bei der »vorherigen Zeile« auftritt.
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Es ist dabei zu bemerken, daß die Fälle A und B entsprechend den verschiedenen
Folgen zier Übergänge jeweils zwei Typen umfassen, so daß insgesamt acht verschiedene
Typen von Fällen auftreten können; alle vier Typender Fälle A und B haben jedoch
keine Bedeutung bei der endgültigen Zählung.
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Ein A- oder B-Fall tritt auf, wenn eine Grenzlinie, die von einer
»vorherigen Zeile« überschritten wurde, wieder von »dieser Zeile« überschritten
wird, so daß keine neue Information durch einen Vergleich zwischen den beiden Zeilen
gegeben ist. Diese Fälle treten häufig auf, dürfen jedoch nicht gezählt werden.
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Ein C-Fall (Anfang) tritt ein, wenn »diese Zeile« auf eine Begrenzungslinie
trifft und sie wieder verläßt, welche nicht in der »vorherigen Zeile« festgestellt
wurde; in anderen Worten: Eine neue Begrenzungslinie ist festgestellt worden.
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Ein D-Fall (Ende) tritt ein, wenn die »vorherige Zeile« eine Grenzlinie
trifft und sie wieder verläßt, welche auf »dieser Zeile« nicht ermittelt wurde;
in anderen Worten: Eine zunächst registrierte Grenzlinie ist verlassen worden.
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Ein E-Fall (Konvergenz) tritt auf, wenn es sich herausstellt, daß
zwei Teile einer Begrenzungslinie, die zunächst als unabhängig registriert wurden,
Teile einer gemeinsamen Außenlinie sind.
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Ein F-Fall (Divergenz) tritt auf, wenn ein Gegenstand, der zunächst
als einheitlich registriert wurde, sich derartig gabelt, daß er in verschiedenen
Stellen einer Zeile festgestellt wird.
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Wenn die Zahl Gegenstände dadurch festgestellt wird, .daß die Zahl
der C-Fälle gezählt wird und das abgetastete Feld Gegenstände mit zurückspringenden
Außenlinien enthält, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine genaue Zählung dadurch
erhalten werden, daß von der so erhaltenen Zahl die Zahl der E-Fälle subtrahiert
wird, welche beim Abtasten des Feldes registriert worden sind.
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Wenn andererseits die D-Fälle gezählt wurden, so muß die Zahl der
F-Fälle subtrahiert werden.
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Die in Fig. 6 ,dargestellte Vorrichtung enthält einen Fernsehbildabtaster
33 bekannter Bauart, welcher elektrische Signale entsprechend der zeilenweise vorzunehmenden
Abtastung eines Feldes 34 mit den zu zählenden Gegenständen 35 erzeugen kann. Die
Gegenstände sind schwarz auf weißem Grund dargestellt. Der Fernsehbildabtaster wird
zweckmäßigeine Kathodenstrahlröhre enthalten, auf deren Schirm ein Abtaststrahl
bzw. Lichtfleck erzeugt wird, der auf dem Feld 34 abgebildet -wird; eine dem von
dem Felde reflektierten Licht ausgesetzte Photozelle liefert einen. Strom, der sich
entsprechend der jeweiligen Lage des Bildes des Lichtflecks ändert. Man kann auch
ein Bild des Feldes 34 auf die photoempfindliche Schicht einer Fernsehröhre bekannter
Bauart projizieren, um dadurch in bekannter Weisse ein elektrisches Signal zu erhalten.
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Unabhängig davon, wie die elektrischen Signale entsprechend der Abtastung
des Feldes 34 auch erzeugt sein mögen, werden sie durch einen Maskenverstärker 36
geleitet, dessen Aufbau in der Fernsehtechnik bekannt ist und der so ausgebildet
ist, daß die Signale, die erzeugt werden, wenn der Abtastfleck aus der Begrenzung
des abgetasteten Feldes herausgeführt wird, einen bestimmten Wert erhalten. Dieser
Wert wird hier zweckmäßig entweder ,dem Wert »Schwarz« oder »Weiß« durch Steuerung
einer Einrichtung 37 angepaßt. Die Signale gelangen in eine Quantisierungseinrichtung
38, welche zweckmäßig als Amplituden-Diskriminator bekannter Bauart ausgebildet
ist, der ein Ausgangssignal mit einem ersten konstanten Wert liefert, der im folgenden
als »schwarz« bezeichnet wird, entsprechend solchen Teilen des Eingangssignals,
die entstehen, wenn ein Gegenstand getastet wird, und .einen zweiten konstanten
Wert, im folgenden als »weiß« bezeichnet, für alle übrigen Eingangssignale.
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Der Ausgang aus der Quantisierungseinrichtung 38 wird geteilt, und
ein Teil gelangt zu einer Verzögerungseinrichtung 39, welche so ausgelegt ist, .daß
sie das Signal speichert und es erst nach derjenigen Zeit wiedergibt, die von dem
Abtastelement beim Durchlaufen einer Zeile des Rasters benötigt wird. Bei den meisten
in der Praxis vorkommenden Fällen wird es zweckmäßig sein, ein Speichersystem zu
verwenden, das einen Draht enthält, auf dem die Impulse durch den Draht umgebene,
mitbestimmten Abständen angeordnete Spulen als akustische Schwingungen erregt werden
und von denen sie als elektrische Signale wieder abgenommen werden, so daß magnetostriktive
Erscheinungen in dem Draht erregt werden und erregend wirken.
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Die verzögerten und die uriverzögerten Teile des Ausgangs aus der
Quantisierungseinrichtung 38 werden an die Impulserzeuger 40, 41 angelegt, die zweckmäßig
Differentialkreise sind, welche aus den angelegten quantisierten Signalen solche
Signale bilden, die zeitlich der Abtastung der beiden Kanten jedes Gegenstandes
entsprechen, der in irgendeiner der Zeilen festgestellt wird, und die charakteristische
Merkmale haben, .durch die sie getrennt werden können. Wenn Differentialkreise verwendet
werden, werden die erzeugten Impulse positiv und negativ gerichtet sein, und sie
können daher leicht durch eine polaritätsempfindliche Einrichtung getrennt werden,
z. B. einen Diodengleichrichter oder eine Elektronenröhre mit entsprechender Vorspannung.
Diese Signale besitzen .eine verhältnismäßig kurzeDauer T1. Die Dauer muß verhältnismäßig
kurz sein im Vergleich zu der Dauer des Signals, das beim Abtasten eines Gegenstandes
der kleinsten noch zu zählenden Größe entsteht.
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Die von Impulserzeuger 40 aus dem verzögerten Signal erzeugten Signale
werden an die Einrichtungen 43 und 44 angelegt, von denen -die Einrichtung 43 nur
solche Signale durchläßt, die einem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« entsprechen,
während die Einrichtung 44 nur solche Signale weitergibt, die bei einem Übergang
von »Weiß« nach »Schwarz« -entstehen. Unterdessen werden .die von der Einrichtung
41 aus dem uriverzögerten Signal gebildeten Signale an die Einrichtungen 42, 45
angelegt, von denen die Einrichtung 42 .nur Übergänge von »Schwarz« nach »Weiß«
und Einrichtung 45 nur Übergänge von »Weiß« nach »Schwarz« durchläßt.
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Die vier dadurch :erzeugten Signalfolgen werden jeweils zu den Sperren
46, 47, 48, 49 weitergegeben, die in bekannter Art so gebaut sein können, daß beim
»Öffnen« einer Sperre durch das Anlegen eines geeigneten Signals an seine Regelklemmen
-ein Ausgangssignal entsprechend den ausgewählten Signalen erhalten wird.
Dabei
werden die verzögerten und unverzögerten Signale in einem Mischkreis 50 zusammengefaßt
und durch einen Verzögerungskreis 51 geführt, welcher sie mit einer Verzögerung
T2 zu einem bistabilen Kippkreis 52 leitet. Die Notwendigkeit der Verzögerung ist
bereits oben erläutert worden. Der Kippkreis hat eine solche Überlappung, daß @er
in einer seiner stabilen Lagen bleibt, wenn nicht die beiden an den Mischkreis angelegten
Signale sich im gleichen Sinne aus einem ihrer zwei möglichen Werte zum anderen
ändern, d. h., der Kippkreis wird von einer stabilen Lage ins die andere nur dann
versetzt, wenn beide Signale, die zunächst die gleichen sind, sich von »Schwarz«
nach »Weiß« ändern, oder umgekehrt.
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Der Krens ist so ausgelegt, daß er ein .Steuersignal erzeugt, welches
die Sperren 46, 47 öffnet, außer wenn sein Zustand durch die beiden an don Mischer
50 angelegten »schwarz« werdenden Signale geändert wird. In diesem Fall werden die
Sperren 46, 47 geschlossen und die Sperren 48, 49 geöffnet und bleiben offen, bis
einentgegengesetzter Übergang beider Signale aufgetreten ist.
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Die durch die Sperren46 bis 49 gelangenden Signale werden an gleichartige
Zählkreise 53, 54, 55 und 56 angelegt, die in bekannter Weise ausgelegt sein
und der Abtastgeschwindigkeit folgen können. Elektronische Zähler mit Dekadenstufen,
die durch Zusatz einer Rückkopplung zu einem vierstufigen binären Zähler entstehen,
sind z. B. für diesen Zweck geeignet.
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Die durch die Sperre 46 .gelangenden Signale entstehen bei einem Übergang
von »Schwarz« nach »Weiß« in »diesem« Signal, und das isst der Fall, wenn beide
Signale »weiß« waren, wenn ,das letztere vor dem Auffinden des Gegenstandes durch
den Abtaststrahl den Übergang veranlaßt. Diese Signale entsprechen daher den C-Fällen.
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Die durch die Sperre 47 gelangenden Signale @entstehen bei einem Übergang
von »Schwarz« nach »Weiß« in den Signalender »vorherigen Zeile«, wenn beide Signale
»weiß« waren, wenn das letztere vor dem Auffinden des Gegenstandes durch den Abtaststrahl
den Übergang veranlaßt. Diese Signale entsprechen daher den D-Fällen.
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Die durch .die Sperre 48 gelangenden Signale entstehen bei Übergängen
von »Weiß« nach »Schwarz« in der »vorherigen Zeile«, wenn bei:desSignale» schwarz«
waren vor dem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« in der »vorherigen Zeile«, der
vor dem Übergang lag, welcher das registrierte Signal veranlaßt. Diese Signale entsprechen
daher den E-Fällen.
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Die durch die Sperre 49 gelangenden Signale entstehen bei Übergängen
von »Weiß« nach »Schwarz« in »dieser Zeile«, wenn beide Signale »schwarz« waren
vor dem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« in »dieser Zeile«, der vor dem Übergang
lag, welcher das Signal verursacht. Diese Signale entsprechen daher den F-Fällen.
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Die beschriebene Vorrichtung bietet daher die Möglichkeit zum Zählen
der C-, D-, E- und F-Fälle, wäh-rend A- und B-Fälle nicht registriert werden,
da Signale, die dazch Übergänge von »Schwarz« nach »Weiß« entstehen, an Sperren
angelegt werden, die nur dann geöffnet sind, wenn beide Signale vorher »weilt« waren,
und umgekehrt. Man kann .daher eine korrigierte Zählung von C-E oder D-F erhalten.
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Es ist selbstverständlich nicht nötig, die Erfindung so auszuführen,,daß
alle vier Arten von Fällen gezählt werden können; es genügt, entweder C- und E-Fälle
oder D- und F-Fälle zu zählen; das kann dadurch geschehen, daß man die entsprechenden
Einrichtungen 43, 47, 54 und 45, 49, 56 oder 42, 46, 53 und 44, 48, 55 aus :der
dargestellten Schaltung fortläßt.
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Bei Anwendung der bekannten Technik der Rechengeräte ist es möglich,
die Erfindung so auszuführen, daß die von dem E- oder F-Zähler registrierte Zahl
automatisch von der Zahl der C- und D-Werte subtrahiert wird, um Beobachtungsfehler
auszuschalten.
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Wenn während :des Abtastens ,ein Gegenstand zum zweiten oder einem
folgenden Male festgestellt wird, so wird in einem bestimmten Punkt während des
sich in »dieser Zeile« ergebenden »Schwarz«-Signals :ein »Schwarz«-Signal in der
»vorherigen Zeile« auftreten. In diesem Falle werden die »beide Weiß«-Sperren 46
und 49 geschlossen sein, bis beide Signale wieder »weiß« geworden sind. Wenn das
zweite Signal sich ändert, verursacht .es eine Änderung von »Schwarz« nach »Weiß«,
welche an die Sperre 24 angelegt wird; die Verzögerung T2, welche zwischen Kipp-
und Ab-
sperrkreisen eingeschaltet ist, ist jedoch größer als die Impulsdauer
T, so daß die Sperre nicht eher öffnet, als bis der Impuls beendet ist. Die obere
Grenze der Verzögerungsdauer isst durch das Erfordernis bestimmt, daß das System
in der Lage sein soll, Objekte aufzulösen, welche durch die Mindestzeit T3 getrennte
Impulse erzeugen, so daß die Bedingung für .die zulässige Verzögerungszeit T1 <
T2 < T3 ist.
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Nunmehr sei die Wirkungsweise des Maskenverstärkers 36 noch eingehender
beschrieben.
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Jeder Gegenstand endlicher Größe muß eine in sich geschlossene Grenzlinie
besitzen. Bei einigen der Gegenstände in dem abgetasteten Feld liegen jedoch Teile
der Grenzlinien außerhalb des Blickfeldes. Die Auswirkungen (dieser Erscheinung
hängen :davon ab, wie das Blickfeld begrenzt ist. Bei der Fernsehtechnik wird das
Signal zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen und Rahmen unterbrochen und durch eine
bestimmte Signalhöhe ersetzt, welche »Schwarz« ,entspricht; auf diese Weise entsteht
eine schwarze Maske um das reproduzierte Bild. Man hat schwarz gewählt, um die rückspringenden
Zeilen zu beseitigen, welche sonst auf der Empfänger-Kathodenstrahlröhre sichtbar
sein würden; eine weiße Maske wäre jedoch ebenfalls möglich.
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Ein Ergebnis der Verwendung einer schwarzen Maske ist die Erzeugung
eines E- und eines F-Falles, so daß unabhängig von ..der angewendeten Zählmethode
einer zu der registrierten Zählung hinzugefügt werden muß. Jeder Gegenstand, der
die Kante der Maske überschneidet, wird zur Modifikation der Form der Maske und
nicht gezählt.
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Wenn eine weiße Maske verwendet wird, so wird jeder .Gegenstand, der
die Kante des abgetasteten Feldes überschneidet, durch ;die Maske abgeschnitten
und als .ein ganzer Gegenstand gezählt. Wenn daher Zählungen sowohl mit einer schwarzen
als auch mit einer weißen Maske vorgenommen werden, 'so gibt die Differenz der (korrigierten)
Zählungen die Zahl derjenigen Gegenstände an, welche die Maskenkante überschneiden.
In den meisten Fällen wird man zutreffend vermuten, daß im Durchschnitt die getroffenen
Gegenstände zur Hälfte innerhalb und zur Hälfte außerhalb des abgetasteten Feldes
liegen, so daß der Mittelwert der Schwarzmasken- und der Weißmaskenzählung die genaue
Zahl der Gegenstände in dem Feld liefert.
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Wenn sich die Gegenstände bewegen, so kann ihre Bewegung verwendet
sein, um die langsamere Komponente des Abtastvorganges zu liefern. Zum Beispiel
können die gezählten Gegenstände auf einem sich bewegenden Förderband transportiert
werden, frei fallen
oder über das Feld einer zeilenweise abtastenden
Einrichtung gleiten. In diesen Fällen ist das Blickfeld in der Bewegungsrichtung
der Gegenstände nicht begrenzt, es sind aber immer noch zwei Kanten da, die die
Zeilenabtastung begrenzen. In manchen Fällen kann man es so einrichten, daß alle
Gegenstände von diesen Kanten entfernt sind; wenn .sich aber die Gegenstände über
die Außenkanten des abgetasteten Feldes hinaus erstrecken, kann man ein ähnliches
Ergebnis wie bei den wiederholten Abtastungen mit schwarzer und weißer Maske (was
zu einer Verdopplung .der Mengen führen würde) erhalten, indem man eine schwarze
und eine weiße Kantenmaske verwendet. Diese Technik kann auch bei feststehenden
Gegenständen angewendet werden.
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Die im vorangegangenen beschriebenen Zählverfahren und -vorrichtungen
ermöglichen eine genaue Zählung von Gegenständen, die einheitliche und geschlossene
Grenzen besitzen. Dies trifft nicht zu bei Gegenständen, die in,der Innenfläche
eine Öffnung haben oder die stellenweise so dünn sind, daß sie,der Abtasteinrichtung
.dort als durchsichtig erscheinen. Ein solcher Gegenstand mit einem Loch wird daher
sowohl C- und E- (oder .D- und F-) Fälle ergeben und daher nicht registriert werden.
Ein Gegenstand mit zwei Löchern wird als -1 registriert usw. In der Praxis kommt
diese Schwierigkeit jedoch kaum vor.