DE1252232B - Schaltung zur Verminderung der Bandbreite von Signalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

' Deutsche KL:

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Nummer: 1252232

Aktenzeichen: J 26670 VIII a/21 al

Anmeldetag: 9. Oktober 1964

Auslegetag: ) 19. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft g^

derung 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 1, 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 Zeichenerkennungsvprrichtungen z. B. sind vielfach scharfe Kontraste .-nicht erforderlich, da ein Zeichen durch seine allgemeine Form oder Gestalt erkannt wird. Ebenso hat man in Fernsehübertragungsanjagen vielfach gefunden, daß man auf die Übertragung der scharfen Kontraste eines Bildes verzichten^ und dadurch eine bessere Ausnutzung der Ubertragungsleitungen er- so reichen kann.

Rasterabtaster fühlen im allgemeinen die Bilder zeilenweise ab und wandeln dabei das Bild in elektrische Signale um, die aus einer ι Vielzahl von Zeilenimpulsfolgen bestehen. Die scharfen Kontraste im Bild verursachen die hohen Fijequenzkomponenten 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 DämpSung 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 eiher Gesamtverstärkung kleiner als 1, bei der die zu verarbeitenden Schaltung zur Verminderung der Bandbreite von Signalen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: ■ :

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Winslow Rodeck Remley, Bethesda, Md.

(V. St. A.)

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 den Verbindungspunkt der Verzögerungsleitung mit dem Verstärker gebildet wird. ,

Vorteilhafterweise' ist die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung gleich der Abtastzeit für eine Zeile oder ein Vielfaches davon. . . *

..Durch die Fig. 2 der USA.-Patentschrift 2 996 574 ist bereits ;eine Ringschaltung bekannt, die aus einem Addierer,, einem Verzögerungsglied und einem Dämpfungsglied besteht. Die Eingangssignale werden dem einen Eingang des Addierers zugeführt, und die Ausgangssignale werden von dem Ausgang des Addierers entnommen. Die Gesamtverstärkung der Ringschaltung ist kleiner als 1, die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes entspricht einer Zwischenbilddauer. Diese bekannte Ringschaltung, die als Integrationsschaltung bezeichnet wird, dient dazu, Störungen die durch das Zwischenbildverfahren versursacht wurden, zu beseitigen.

In der deutschen Auslegeschrift 1 075 672 ist eine Anordnung zur Verminderung der Bandbreite beschrieben, bei der Teile des in einem Umlaufspeicher umlaufenden Signals nacheinander über einen Schalter ausgegeben ,werden. Mit dieser Anordnung kann die Folgefrequenz, beispielsweise einer Impulsfolge vermindert werden. Die Impulse und damit die durch die Impulsflanken verursachten hohen Frequenzen bleiben dabei unverändert erhalten. Eine

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Verminderung der Redundanz ist also mit dieser hellen Untergrund zum dunklen Teil des Schrift-Schaltung nicht zu erreichen. ; zeichens aufweist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Das vom Tiefpaßfilter gelieferte Signal wird über

Unteransprüchen enthalten. die Summierschaltung 21 der Verzögerungsleitung 22

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeich- 5 zugeführt. Die Verzögerungsleitung ist so dimen-

nungen erläutert. Es zeigt sioniert, daß die Verzögerungszeit gleich der Zeit ist,

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung gemäß die vom Abtaster 13 für die Abtastung einer Zeile

der Erfindung, _: benötigt wird. Deshalb wird in der Verzögerungs-

Fig. 2 die Darstellung eines Schriftzeichens nut leitung jeweils eine Zeile des Abtastrasters gespei-

zugehörigen Abtastzeilen, . ιό chert und dann über einen Verstärker 23 zum Ein-

F i g. 3 die Darstellung der bei der Abtastung des gang der Summierschaltung zurückgeführt. Die Sum-

Schriftzeichens nach Fig. 2 gewonnenen Signale, mierschaltung 21 überlagert das in der Ringschaltung

Fig. 4 eine Darstellung der Signalform am,Aus- 21 bis 23 gespeicherte Signal mit dem bei der Abgang des Tiefpasses, tastung der nächsten Zeile erzeugten Signal.

F i g. 5 eine Darstellung des aus den Signalen nach 15 Der Verstärker 23 ist so eingestellt, daß die Ge-

F i g. 4 wiedergegebenen Schriftzeichens, samtverstärkung der Ringschaltung 21 bis 23 weniger

F i g. 6 eine Darstellung der Signalform am Aus- als 1 beträgt. Aus diesem Grund ist ein Signal, das

gang der Verzögerungsleitung und . . die Ringschaltung 21 bis 23 mehrmals durchlaufen

F i g. 7 eine Darstellung des aus den Signalen nach hat, so gedämpft, daß es nur noch einen geringen

F i g. 6 wiedergegebenen Schriftzeichens. . ■ , 20 Einfluß auf das neu über das Tiefpaßfilter 20 und

Ein Bild 11 (Fig. 1) wird.durch einen Abtaster 13 die Summiersehaltüng 21 in die Ringschaltung einbekannter Bauart Zeile um Zeile abgetastet, um das' geführte Signal ausübt. In dieser Weise werden Bild in elektrische Signale umzuwandeln. Auf der mehrere Abtästzeilen miteinander kombiniert,- um Kathodenstrahlröhre^ der Anzeigevorrichtung 14, ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen, wie in die synchron mit dem Abtaster 13 arbeitet, wird das 25 Fig. 6 dargestellt ist. Wenn z. B. der Kurvenzug von Bild wie in Fernsehgeräten dargestellt. 2Γ in Fig. 4 in die Ringschaltung 21 bis 23 einge-

Fig. 2 zeigt den großen BuchstabenH Und zehn führt ist, wird dieser Kurvenzug gedämpft, und man zugeordnete Abtastzeilen Γ bis 10 T. Der Abtaster erhält ein Signal mit einer niedrigeren Amplitude, 13 beginnt die Abtastung des Bildes in der Zeile T wie bei 2 T in F i g. 6 dargestellt ist. Da jedoch zu- und beendet die Abtastung in der Zeile 10 T. In 30 sätzlich die Kurvenzüge der Abtastzeilen 3 T und 4 T Fig. 3 sind die elektrischen Signale dargestellt, die von Fig. 4 in die Ringschaltung eingeführt werden, vom Abtaster 13 mit jeder Abtastzeile erzeugt vergrößert das Signal in der Rmgschaltung die werden. Zum Beispiel enthält die Abtastzeile 2 T Amplitude, wie dies in den Kurvenzügen der Abzwei Impulse, die von den senkrechten Teilen des tastzeilen 3 T und 4 T der F i g. 6 gezeigt ist. Wenn BuchstabensH herrühren. Die Abtastzeile5T zeigt 35 der langgestreckte Impulszug,der_Ab_tastzeite_5 JJn einen langen Impuls, der den mittleren waagerechten Eig^_4 inJüeJElingschaitung 21 bis 23 eingefühlt, ist, Teil des Buchstabens H darstellt. Die Ausgangs- efhältdaszusammengesejzte Signal in der Rin^schalimpulse des Abtasters 13 werden dem Eingang βίήεέ tung die Form des Signals" der Abtastzeile 5Γ in Tiefpaßfilters 20 zugeführt. Der Filter 20 unterdrückt JFTg, Α.. Die ..vorher^^ erngesp'eichTfterrTmpulszüge in die hohen Frequenzanteile im Signal, das vom Ab- 40 der Ringschaltung 21 bis 23_ sorgen, dafür,, .daß deif taster 13 geliefert wird. Da die hohen Frequenz-,, impulszug 5 Tin F i g. 6 beiderseits des langgestreckanteile in den in Fig. 3 dargestellten Impulszügeri ten Intensitätspegels je einen Impuls aufweist. Da in ihre Ursache in den scharfen Ecken der Impulse, der Abtastzeile 9T kein Impulszug in - die Ringhaben, bewirkt die Unterdrückung der hohen Fre- Schaltung21 bis 23 eingeführt wird, erfährt das in. quenzen eine Abschrägung dieser Kanten, wie in 45 der Ringschaltung enthaltene Signal eine so starke F i g. 4 dargestellt ist. Dämpfung, daß nur noch ein Signal mit geringer

Das den Impulszügen in Fig. 4 entsprechende Intensität entsteht, wie in der Abtastzeile 9Γ in

Bild ist in F i g. 5 wiedergegeben. Obwohl die Span- F i g. 6 dargestellt ist.

nungspegel der Impulszüge in Fig. 4 allmählich an- . Fig. 7 stellt das Bild dar, wie es durch die Impuls- und absteigen, ist die zugehörige Schwärzung des 50 züge in F i g. 6 erzeugt wird. Der Impulszug der Ab-Bildes in Fig. 5 angenähert durch zwei Intensitäts- tastzeile2T in Fig. 6 weist eine geringe Amplitude werte an Stelle eines allmählichen Überganges dar- auf. Deshalb erreicht die Intensität des Bildes in der gestellt. Die dunklen Teile im Bild in Fig. 5 ent- Abtastzeil6 2T in Fig. 7 nicht die volle Intensität sprechen den höheren Amplitudenwerten der in wie in den benachbarten schwarzen Teilen des Buch-Fig. 4 dargestellten Impulszüge. Zum Beispiel zeigt 55 stabensif. Wenn jedoch das Signal in der Ringdie Abtastzeile 2 Γ eine dreieckförmige Impulsform schaltung 21 bis 23 infolge der Einführung neuer mit einer langsam ansteigenden und einer langsam Signale über den Tiefpaß 21 und die Summierschalabfallenden Flanke für die Schwärzungsintensi tat des tung 21 zunimmt, erhöht sich der Schwärzungsgrad Bildes bei fortschreitender horizontaler Abtastung des Zeichens, wie in der Abtastzeile 3 T der F i g. 7 .von links nach rechts, Der Abtastimpuls in Zeile 5 Γ 6o gezeigt ist. Damit ist der Kontrastübergang an den steigt langsam an, bleibt auf einem hohen Intensitäts-' oberen Schriftzeichenteilen des Buchstabens//zwiwert bis zum Ende der Abtastung und fällt dann sehen den horizontalen Abtastzeilen 2 T und 3 Γ in wieder langsam ab. Die zugehörige Darstellung des vertikaler Richtung in der gewünschten Weise abge-Buchstabens in Fig. 5 liefert einen horizontalen, flacht. Wenn eine größere Anzahl von Abtastzeilen Kontrastausgleich. Das Bild zeigt jedoch keinen 65 vorgesehen sind, als in Fig. 6 dargestellt, wird die vertikalen Kontrastausgleich, wie es z. B. festzustellen abflachende Wirkung feiner abgestuft. Der Kontrastist an dem mittleren horizontalen Teil des Buch- übergang an dem horizontalen Mittelteil des Buchstabens//, der einen unmittelbaren Übergang vom stabensH ist ebenfalls in vertikaler Richtung abge-

flacht. 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.

Der Übertragungsbereich der Ringschaltung 21 bis 34 wird bestimmt durch die Verstärkung innerhalb der Ringschaltung. Ist z. B. der Verstärkungsgrad sehr nahe bei 1, ergibt sich ein weicherer Kontrastübergang 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. Anderereits würde ein Verstärkungsfaktor der Ringschaltung 21 bis 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 vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, zwei Ringschaltungen 21 bis 23 zu verwenden, die verschiedene Durchlaßbereiche' haben. Durch Kombination der Ausgänge dieser Ringschaltungen kann ein Bandfilter 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. 1 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 ausgewählt ,werden, daß sie ein ganzes Vielfaches der Abtastzeit für eine Abtastzeile ausmacht, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, die scharfen Kontraste bei der Abtastung zu vermeiden.

Claims (3)

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 Verstärker bestehenden Ringschaltung mit einer, Gesamtverstärkung' kleiner als 1, bei der die zu verarbeitenden Signale an einen weiteren Eingang der Snmmierschaltung gelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verarbeitenden Signale der Summierschaltung (21) über ein Tiefpaßfilter (20) zugeführt und die

ao; .. Signale mit verminderter Bandbreite am Verbindungspunkt der Verzögerungsleitung (22) mit dem Verstärker (23) abgenommen werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit der Veras zögerungsleitung (22) gleich der Abtastzeit für eine Zeile oder ein Vielfaches davon ist.

3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrast der abgetasteten Bilder senkrecht zur Zeilenrichtung

30' durch Wahl des Verstärkungsfaktors des Verstärkers (23) einstellbar ist. ' ' .

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 075 672;
USA.-Patentschrift Nr. 2 996 574.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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