Verfahren zur Erhöhung des Feinkontrastes von Bildern unter Verwendung
einer elektrischoptischen Bildübertragungseinrichtung Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Erhöhung des Feinkontrastes von Bildern unter Verwendung einer elektrisch-optischen
Bildübertragungseinrichtung, mit der eine Verstärkung der den Bildpunkthelligkeitsunterschieden
entsprechenden elektrischen Signale gegenüber den der mittleren Bildhelligkeit entsprechenden
Signalen bewirkt wird. Sie eignet sich insbesondere zur besseren Erkennbarkeit von
Feinstrukturen bei fotografischen Aufnahmen.Method for increasing the fine contrast of images using
of an electro-optical image transmission device. The invention relates to a
Method for increasing the fine contrast of images using an electro-optical
Image transmission device with which an amplification of the differences in the brightness of the pixels
corresponding electrical signals compared to those corresponding to the average image brightness
Signals is effected. It is particularly suitable for making
Fine structures in photographic recordings.
Zur Erhöhung des Feinkontrastes müssen bekanntlich zwei Bedingungen
erfüllt sein: Zwei geringen Helligkeitsunterschieden des ursprünglichen Bildes müssen
zwei große Unterschiede beim wiedergegebenen Bild entsprechen. Ferner muß das Verhältnis
von Helligkeitsunterschied zweier benachbarter Punkte zur Umgebungshelligkeit, d.
h. der Quotient d I/I, vergrößert werden. Diese Forderung kann man durch
eine frequenzabhängige Verstärkung erzielen. Es ist an sich bekannt, mittels einer
frequenzabhängigen Verstärkung den Feinkontrast zu erhöhen. Dieses Verfahren hat
den Nachteil, daß der Aufwand für getrennte Verstärkerzüge für die Frequenzbereiche
verhältnismäßig hoch ist und daß außerdem die Einhaltung eines bestimmten Phasenganges
Schwierigkeiten bereitet.As is well known, two conditions must be met in order to increase the fine contrast: Two small differences in brightness in the original image must correspond to two large differences in the reproduced image. Furthermore, the ratio of the difference in brightness between two neighboring points to the ambient brightness, ie the quotient d I / I, must be increased. This requirement can be achieved by a frequency-dependent gain. It is known per se to increase the fine contrast by means of a frequency-dependent gain. This method has the disadvantage that the cost of separate amplifier trains for the frequency ranges is relatively high and that, in addition, compliance with a specific phase response causes difficulties.
Es ist auch schon bekannt, bei Videoverstärkern einstellbare frequenzabhängige
Schaltelemente vorzusehen, mit denen der Frequenz- und/oder Phasengang bei den hohen
Frequenzen verändert werden kann. Hierdurch kann jedoch nur die Schärfe und Brillanz
des wiedergegebenen Bildes verändert werden.It is also already known for video amplifiers to be adjustable, frequency-dependent
Provide switching elements with which the frequency and / or phase response in the high
Frequencies can be changed. However, this can only increase the sharpness and brilliance
of the displayed image can be changed.
Demgegenüber wird eine Erhöhung des Feinkontrastes erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß mittels einer an sich bekannten Reihenschaltung aus Diode
und Widerstand die Amplitude begrenzt wird und eine von der Amplitude abhängige
Verschiebung der Nullinie des Videosignals erfolgt.In contrast, an increase in the fine contrast is achieved according to the invention
achieved in that by means of a known series connection of diode
and resistance, the amplitude is limited and one dependent on the amplitude
Shifting of the zero line of the video signal takes place.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand der Zeichnung
(Fig. 1 bis 4) erläutert.The invention and further details are based on the drawing
(Fig. 1 to 4) explained.
Die modulierte Trägerfrequenz wird einer Diode 1 zugeführt. In dieser
erfolgt eine Amplitudenbegrenzung derart, daß durch den Widerstand 2 eine Gegenspannung
erzeugt wird. Diese wird durch den Parallelkondensator 3 geglättet. Am Arbeitswiderstand
4 entsteht die demodulierte Signalspannung. Infolge der erzeugten Gegenspannung
wird die Anode der Diode 1 negativ vorgespannt, so daß diese dadurch als Amplitudensieb
wirkt. Da sich die Vorspannung automatisch einstellt, läßt sich durch Variation
des Widerstandes 2 der Abschneidungsbereich ändern. Je größer der Widerstand 2 ist,
desto stärker wirkt die Amplitudenbegrenzung, also die Abschneidung. Da schädliche
Kapazitäten nicht zu vermeiden sind, andererseits die Zeitkonstante nicht sehr groß
sein soll, genügt es im allgemeinen, auf den Widerstand 2 und den Kondensator 3
zu verzichten und statt dessen nur den Arbeitswiderstand 4 zu verwenden. Allerdings
kann es angebracht sein, den Widerstand 4 zu unterteilen und den der Kathode zugewandten
Teil als Regler zu gestalten. Bei der normalen Übertragung liegt die obere Grenzfrequenz
der Videospannung bei etwa 7 MHz. Um auch noch diese hohen Frequenzen im Punkt c
zu erhalten, darf der Widerstand 4 keinen hohen Wert annehmen; dann ist die erzielbare
Amplitudenbegrenzung nur sehr geringfügig. Deshalb ist die Abschneidung einmal oder
mehrmals zu wiederholen. Werden bei diesen mehrmaligen hintereinanderfolgenden Amplitudenbegrenzungen
RC-Glieder in den Leitungsweg eingeführt, muß mit den bekannten Mitteln, wie Niveaudioden
und Röhren mit einer positiven oder negativen Arbeitspunktlage, die verlorengehende
Gleichspannungskomponente erhalten bleiben. Dieselbe Forderung muß auch grundsätzlich
für die Übertragung der (asymmetrischen) Videosignale erfüllt werden, da sonst die
Tönung der Wiedergabe allein schon von der zeitlichen Dauer der einzelnen Helligkeitsstufen
abhängt. Helle Tönungen würden z. B. bei längerer Signaldauer vertieft werden. Da
die Amplitudenbegrenzung z. B. durch die vorbeschriebene Anordnung eine geringe
Zeitkonstante besitzen soll, ist die »Abschneidung«, also Verschiebung der Nullinie,
zwar von den Momentanwerten des Videosignals abhängig, jedoch nicht von der Dauer
derselben. Infolge der schädlichen Kapazitäten darf der begrenzende Widerstand 2
und 4 nicht groß sein, was wiederum die Wirksamkeit dieser Stufe sehr beeinträchtigt.The modulated carrier frequency is fed to a diode 1. In this
the amplitude is limited in such a way that the resistor 2 creates a counter voltage
is produced. This is smoothed by the parallel capacitor 3. At work resistance
4 results in the demodulated signal voltage. As a result of the counter-tension generated
the anode of the diode 1 is negatively biased so that it acts as an amplitude filter
works. Since the preload is set automatically, it can be varied by varying
of resistor 2 change the cutoff area. The greater the resistance 2,
the greater the effect of the amplitude limitation, i.e. the cutoff. Because harmful
Capacities cannot be avoided, on the other hand the time constant is not very large
should be, it is generally sufficient to switch to resistor 2 and capacitor 3
and to use only the working resistor 4 instead. However
it may be appropriate to divide the resistor 4 and the one facing the cathode
Design part as a controller. The upper limit frequency is in normal transmission
the video voltage at around 7 MHz. In order to also have these high frequencies in point c
to obtain, the resistor 4 must not assume a high value; then the achievable
Amplitude limitation only very slightly. Therefore the cutoff is once or
to repeat several times. Are with these multiple successive amplitude limits
RC elements introduced into the conduction path must be made by known means, such as level diodes
and tubes with a positive or negative operating point position, which are lost
DC voltage component are retained. The same requirement must also in principle
for the transmission of the (asymmetrical) video signals are met, otherwise the
The tone of the reproduction is caused by the duration of the individual brightness levels alone
depends. Light tints would e.g. B. deepened with longer signal duration. There
the amplitude limitation z. B. by the above-described arrangement a low
Should have time constant, is the "cutoff", i.e. shifting the zero line,
depending on the instantaneous values of the video signal, but not on the duration
the same. As a result of the damaging capacities, the limiting resistance 2
and 4 should not be large, which in turn greatly affects the effectiveness of this stage.
Die grundsätzliche Wirkungsweise ist in Fig.2 skizziert. Der Kurvenzug
c, zeigt die videomodulierte
Trägerspannung. b gibt den ungefähren
Verlauf der im Diodenwiderstand erzeugten Gegenspannung an. In c ist der Verlauf
der Spannung an der Diode nach erfolgter Gleichrichtung und Begrenzung wiedergegeben.
d zeigt den Verlauf der Gittersteuerspannung für die Helligkeitsmodulation der Wiedergabevorrichtung.
In Fig. 3 und 4 ist schematisch die Abhängigkeit der Wiedergabehelligkeit von der
Originalhelligkeit angedeutet. Die geringen Helligkeitsunterschiede in den Bereichen
a, b und c im Originalbild (Fig. 3) erden so verstärkt, daß diese diewiedergabevorrichtung
voll aussteuern. Beim Fehlen einer automatischen Gleichspannungsabschneidung würde
die Verstärkung nur dann so hoch gewählt werden dürfen, wenn z. B. die Helligkeiten
nur im Bereich von a oder b oder c schwanken würden. In der Praxis
ist diese Forderung nicht zu erfüllen. Durch die automatische Nullinienv erschiebung
wird die Gleichstromkomponente I so weit abgeschnitten, daß die wirksame (Helligkeits-)
Steuerspannung innerhalb der gewünschten Grenzen bleibt. Fig. 4, Verlauf a, zeigt
z. B., daß infolge des geringen Anteiles von I die Gleichspannung nur wenig »abgeschnitten«
wird. Bei einer mittleren Bildtönung, einem mittleren I entsprechend, wird ein größerer
Gleichspannungsanteil »abgeschnitten«. In der Darstellung c ist die maximale Bildtönung
erreicht, I am größten und mithin auch die Gleichspannungsabschneidung. Durch die
Erhöhung des Feinkontrastes mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Ähnlichkeit
des wiedergegebenen Bildes mit dem ursprünglichen Bild gering.The basic mode of operation is sketched in Fig. 2. The curve c shows the video-modulated carrier voltage. b indicates the approximate course of the counter voltage generated in the diode resistor. In c, the course of the voltage across the diode is shown after rectification and limitation. d shows the profile of the grid control voltage for the brightness modulation of the display device. The dependence of the reproduction brightness on the original brightness is indicated schematically in FIGS. 3 and 4. The slight differences in brightness in the areas a, b and c in the original image (Fig. 3) are so amplified that they fully control the reproduction device. In the absence of an automatic DC voltage cut-off, the gain would only be allowed to be selected as high if z. B. the brightness would only fluctuate in the range of a or b or c. In practice, this requirement cannot be met. Due to the automatic zero line shift, the direct current component I is cut off so far that the effective (brightness) control voltage remains within the desired limits. Fig. 4, curve a, shows, for. B. that due to the small portion of I the DC voltage is only slightly "cut off". With a medium image tint, corresponding to a medium I, a larger DC voltage component is "cut off". In representation c, the maximum image tint has been reached, I at its greatest and consequently also the DC voltage cutoff. By increasing the fine contrast with the method according to the invention, the similarity of the reproduced image to the original image becomes low.