DE2007622A1

DE2007622A1 - Anlage zur Sichtbarmachung von Bildern

Info

Publication number: DE2007622A1
Application number: DE19702007622
Authority: DE
Inventors: Jean Paul; Magnan Henri; Romagny Bernard; Paris Morgand
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1970-02-19
Publication date: 1970-09-03
Also published as: DE2007622C3; US3651253A; GB1301566A; DE2007622B2; SE357833B; NL7002420A; BE745978A

Description

** Dipl.-lng. Egon Prinz

_ —. . · ■■ 8000 Manchen 60, .. ,

Dr. Gertrud Hauser tr_n,_b,_reers«_a*,eM 1 ft fob. Dipl.-lng. Gottfried Leiser ' ^Ul Patentanwälte Telegramme: Labyrinth München 2 0 ü I O JL C.

Telefon: 83 15 10 Postscheckkonto: München 117078

Unser Zeichen: T

THOMSON-CSF 101, Boulevard Murat, Paris l6e/Prankreich

Anlage zur Sichtbarmachung von Bildern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicheranlage zur Sichtbarmachung von Bildern, welche von durch Probewertentnahme abzutastenden Signalen dargestellt werden, wie beispielsweise Sonarbilder.

Die Beobachtung eines Sonarbildes wird durch seine Be-

Bu/ku weglichkeit

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weglichkeit infolge der Verschiebung des Traggestells, welche unter Berücksichtigung der zur Erzeugung eines Bildes erforderlichen Empfangsdauer beträchtlich ist, und durch ein auf anderen Erscheinungen, wie der Schwankung von Echos, beruhendes Flimmern schwierig gemacht. Da es erforderlich ist, die Echos klassifizieren zu können, muß man ein festes Bildvfihrend der Dauer seiner Untersuchung erhalten.

Zu diesem Zweck ist es bekannt, eine Bilderhaltungsröhre zu verwenden, welche die Erzielung einer Speicherung gestattet, deren Dauer zwei Minuten erreichen kann. Die Herstellung einer solchen Röhre ist jedoch stets schwierig und Qualität und Bildtreue des Bildes sind nicht stets vollkommen noch konstant während der ganzen Dauer der Bilddarstellung. Außerdem ist die Verarbeitung der Signale nicht sehr bequem.

Die vorliegende Erfindung sucht diese Nachteile durch Umsetzung der Bildsignale in Digitalsignale, was eine sehr bequeme Verarbeitung derselben ermöglicht, und durch ihre Speicherung in dieser Form in einem Digitalspeicher zu beseitigen.

Die Erfindung schafft daher eine Anlage zur Sichtbarmachung von Bildern, welche sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß die Bildsignale In Digitalsignale umgewandelt werden, daß sie in einem Digitalspeicher gespeichert werden und daß die kontinuierlich am Ausgang des Speichers verfügbaren Signale verarbeitet werden und/oder auf einen Digital-Analog-Umsetzer übertragen werden, welcher ein analoges Bildsignal zur

Steuerung 009836/1928

Steuerung einer Kathodenstrahlröhre zur Sichtbarmachung wiederherstellt.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anlage,

Figur 2 ein Teilschaltbild einer Ausführungsform des

Speichers der in Figur 1 gezeigten Anlage, "

Figur 3 eine im Speicher gemäß Figur 2 verwendbare Verzögerungsleitung,

Figur 4 das Schaltbild einer Anwendungsform der erfindungsgemäßen Anlage,

Figuren 5, 6, 7 und 8 der Erläuterung dienende Kurven und

Figuren 9, 10 und 11 andere Ausführungsforntider erfindungsgemäßen Anlage. i

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Anlage beeteht darin, ein abgetastetes Bildsignal, welches beispielsweise ein Sonar-Bildsignal (Gesamt- oder Teilbild mit oder ohne Zeitkompression) sein soll, in Digitalsignale umzuwandeln, diese zu speichern und gegebenenfalls in dieser Form zu verarbeiten und sodann die Ausgangssignale des Speichers nach Verarbeitung zur Speisung einer bekannten Darstellungsröhre in analoge Bildsignale zurückzuverwandeln.

009836/1928 ~

In Figur 1 ist die Sonaranlage 1 dargestellt, welche an ihrem Ausgang das oben genannte Bildsignal mit seinen Zeilensynchronsignalen wie für ein Fernsehsignal abgibt. Diese Bildsignale werden auf einen Analog-Digital-Umsetzer 4 gegeben, welcher dieses Signal in einem Binärcode codiert, indem eine bestimmte Anzahl von Signalhöhen definiert wird, deren jede durch eine Binärzahl gekennzeichnet wird, welche aus an den verschiedenen Ausgängen des Umsetzers 4 abgegebenen Ziffern besteht. Bei dem einfachen gewählten Beispiel mit vier Ausgängen und daher vier Ziffern werden 15 verschiedene Signalhöhen entsprechend 15 Binärzahlen definiert, welche man mit 4 Ziffern (O ausgenommen) schreiben kann. Diese Ziffern werden auf die 4 Eingänge 50 einer Speicheranlage 5 gegeben, welche 4 gleiche Umlaufspeicherelemente umfaßt, die Jeweils die 4 Ziffern empfangen. Ein Taktgeber 3 mit hoher Frequenz (beispielsweise 1 MHz), welcher mit dem Eingang 52 der Speicheranlage 5 verbunden ist, dient zur Zerteilung der an ihrem Speichereingang empfangenen Ziffern und zum Zurückbringen derselben in Phase am Ausgang.

An den Ausgängen der Speicheranlage 5 werden die Ziffern der Bildsignale kontinuierlich abgenommen, während sie weiter in den Speicherelementen umlaufen. Die auf diese Weise abgenommenen Ziffern werden auf die Eingänge 51 eines Digital-Analog-Umsetzers 6 gegeben, welcher die analogen Bildsignale wieder herstellt.

Diese Signale werden auf eine Synchronsignal-Trenn-

stufe 009836/1928

stufe 7 gegeben, welche die Synchronsignale abtrennt und auf eine Abtastanlage 9 einer bekannten Bildröhre 10 gibt, und die auf einen Videoverstärker 8 gegebenen Videosignale werden sodann auf die Steuerelektrode der Röhre 10 gegeben.

Die Arbeitsweise ist die folgende, wobei gleichzeitig auf Figur 5 Bezug genommen wird, welche ein treppenförmig verlaufendes Probe- oder Teilungssignal darstellt, aus dem die zur Binärcodierung dienenden Höhen- \ unterschiede gut zu ersehen sind:

Die Bildsignale werden (beispielsweise) in 15 Höhen unterteilt, deren drei erste (man kann beispielsweise auch nur die erste verwenden) für die Synchronsignale reserviert sind. Der Unterdrückungspegel oder Schwarzpegel ist die Stufe 4 und es werden daher für das Bild 12 Signalhöhen oder Stufen (von 4 bis 15) verwendet. Die Umsetzung wird mittels des Umsetzers 4 durchgeführt, wobei die Stufe 1 durch die 4 Ziffern 0001, die Stufe 2 durch 0010 usw. ... dargestellt wird. Dieser Umsetzer kann beispielsweise 15 Triggerschaltungen ver- a wenden, die Jeweils durch die Bildsignale ausgelöst werden, wenn ihre Amplitude jeweils die Stufen 1 bis 15 überschreitet, wobei diesen Schaltungen die vier Ziffern liefernde^logischei Schaltungen nachgeschaltet sind, deren Ausbildung vollständig dem Können des Fachmanns überlassen bleibt.

Der Umsetzer kann natürlich von jeder anderen Bauart sein und insbesondere ein bekannter Vorwärts-Rückwärts-

Zähler 009836/1928

Zähler ergibt eine sehr schnelle Zählung bei geringer Anzahl von Teilen.

Die erhaltenen Ziffern werden in den Umlaufspeicherelementen gespeichert, welche daher eine Verzögerungsschaltung enthalten, deren Ausgang nach Wiederherstellung und Phasenrückstellung des Signals mit dem Eingang verbunden sein kann.

Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung jedes Speicherelements muß höher sein als die Dauer T eines vollständigen Bildes, das sind beim gewählten Beispiel 30 Millisekunden. Wenn das vollständige Bildsignal einmal in die Verzögerungsschaltungen eingegeben ist, wird der Eingang dieser Schaltungen derart geöffnet, daß jedes weitere Einschreiben unterbunden wird, und man schließt die Schleifen zwischen Eingang und Ausgang. Man kann auf diese Weise das eingeschriebene Bildsignal so lange erhalten, wie gewünscht, wobei es ständig am Ausgang der Speicherelemente wiederhergestellt werden kann. Da die Dauer T eines vollständigen Bildsignals unter der Verzögerungszeit T. der Verzögerungsschaltungen liegt, verstreicht zwischen dem Ende der Abnahme eines vollständigen Bildsignals am Ausgang der Speicheranlage 5 und dem Beginn der folgenden Signalabnahme eine Zeit T. - T, welche man länger wählt als die Dauer der Zeilensynchronimpulse und welche man als Bildsynchronimpuls am Ausgang der Trennschaltung 7 erfaßt.

Man erhält so ein festes Bild während der ganzen Erhal-

tungsdauer 009836/1 928

tungsdauer des Signals in der Speicheranlage 5· Unter Berücksichtigung dieser Tatsache ist in Figur 2 eine mögliche Ausführungsform eines Speicherelements dargestellt, welches für die Speicherung einer auf den Eingang 50 gegebenen Ziffer erforderlich ist. Dieser Eingang ist mit einer Und-Schaltung 501 verbunden, deren anderer Eingang mit einer Steueranordnung 500 verbunden ist, welche von der Bedienungsperson oder auch autor matisch gesteuert sein kann. Der Ausgang der Und-Schaltung 501 ist mit dem Eingang einer Und-Schaltung 503 I verbunden, deren anderer Eingang mit dem die Impulse des Taktgebers 3 empfangenden Eingang 52 verbunden ist. Der Ausgang der Und-Schaltung 503 ist mit einem ersten Eingang einer Oder-Schaltung 50^ verbunden. Desgleichen ist der Ausgang der Schaltung 510, welche mit dem Ausgang 51 der Speicheranlage verbunden ist, mit einem Eingang einer Und-Schaltung 502 verbunden, deren anderer Eingang mit der Steueranordnung 500 verbunden ist.

Der Ausgang der Schaltung 502 ist mit dem zweiten Eingang der Oder-Schaltung 504 verbunden. Der Ausgang

dieser Schaltung ist mit einer ersten Verzögerungsan- λ

Ordnung 506 verbunden, welcher eine PhasenrÜckstell- oder Synchronisierschaltung (circuit de remise en phase) 507, sodann eine der ersten gleiche zweite Verzögerungsanordnung 508 usw. ..., sodann eine letzte Verzögerungsanordnung 509 und schließlich eine Synchronisierschaltung 510 nachgeschaltet ist.

Aus Gründen des Platzbedarfs und der bequemen Herstellung werden m gleiche Verzögerungsanordnungen verwendet,

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^Tl
Jede eine Verzögerung von ergibt, wobei Jeder eine

Synchronisierschaltung nachgeschaltet ist.

Dies ist insbesondere der Fall, wenn man als Verzögerungsanordnung magnetostriktive Verzögerungsleitungen der in Figur 3 gezeigten Art verwendet. Eine solche Leitung kann kaum mehr als eine Verzögerungszeit in der Größi^eordnung von 10 Millisekunden erzielen und man muß daher für eine Bilddauer von 30 Millisekunden drei solche Anordnungen Je Ziffer verwenden.

Wie weiter aus Figur 2 ersichtlich, weist Jede Synchronisierschaltung, wie die Schaltung 510, eine Impulsgeneratorschaltung 511 zur Rückstellung einer Kippschaltung 512 in den Zustand 1 auf, wobei die Kippschaltung ihren Zustand an den ansteigenden Vorderflanken der vom Taktgeber auf den zweiten Eingang der Kippschaltung 512 gegebenen Impulse ändert. Der Ausgang dieser Kippschaltung ist mit dem Eingang einer zweiten Kippschaltung 513 verbunden, welche ihren Zustand bei der absteigenden Flanke der auf die erste Kippschaltung 512 gegebenen Signale ändert und sodann durch die ansteigende Vorderflanke des folgenden, an ihrem Steuereingang empfangenen Taktgeber-Impulses in ihren Ausgangszustand zurückgestellt wird. Der Ausgang der Kippschaltung 513 ist mit dem ersten Eingang einer Und-Schaltung 51¹* verbunden, dessen zweiter Eingang die Taktgeberimpulse empfängt.

Die Schaltung arbeitet in der folgenden Weise:

Im Zeitpunkt t wird ein Löechimpuls (Figur 6b) mit einer

Dauer 009836/1928

Dauer T. auf den Eingang der Und-Schaltung 502 durch die Steueranordnung 500 gegeben. Die Ünd-Schaltung 502, deren einer Eingang nicht mehr erregt ist, überträgt daher kein Signal während der Dauer dieses Impulses. Desgleichen ist der mit der Steueranordnung 500 verbundene Eingang der Und-Schaltung 501 nicht erregt (Figur 6a) und es wird daher kein Signal auf den Eingang der Verzögerungsschaltung 506 übertragen. Daher werden während der Zeit T^ die Verzögerungsanordnungen von ihrem Inhalt entleert. Im Zeitpunkt t + T₁ sind alle Speicherelemente

leer. In diesem Zeitpunkt wird ein Schreibimpuls (Figur 6c) mit der Dauer T auf die Ünd-Schaltung 501 von der Anordnung 500 gegeben, während der mit der Anordnung 500 verbundene Eingang der Und-Schaltung 502 wieder erregt wird.

Die eine der dem Bildsignal entsprechenden Ziffern (Figur 6d), welche auf den Eingang 50 gegeben wird, wird daher auf die Und-Schaltung 503 übertragen, welche dieselbe im Rhythmus des Taktgebers 3 zerteilt, dessen Signale (Figur 6c) auf den anderen Eingang der Und-Schaltung 503 gegeben werden. Das resultierende Signal (Fi- i gur 6e) wird auf die erste Verzögerungsschaltung 506 gegeben, welche natürlich in an sich bekannter Weise am Ausgang die erforderlichen Anpassungs- und Rückformungsschaltungen aufweist. Die Teilung des Signals am Eingang im Rhythmus des Taktgebers ermöglicht es, daß man ein für die Eigenschaften der verwendeten Verzögerungsleitungen gut geeignetes Signal erhält.

Das Signal am Ausgang der Schaltung 506 (Figur 6f) wird

durch 009836/1928

durch die Synchronisierschaltung 507 mit dem Taktgeber synchronisiert. Diese Synchronisierschaltung ist gleich der Schaltung 510, deren Wirkungsweise im folgenden beschrieben wird.

Das von der Verzögerungsschaltung 509 abgegebene Signal ist in Figur 7a dargestellt, wobei die Impulse unterschiedliche Phasenverschiebungen gegen das Taktgebersignal (Figur 7c) besitzen, um die Erläuterung klarer zu gestalten, aber dies ist natürlich in Wirklichkeit nicht der Fall, da alle Impulse durch die Verzögerungsschaltung gleichmäßig verzögert werden. Das Signal gemäß Figur 7a wird daher auf eine Schaltung 511 gegeben, welche sehr feine Impulse (Figur 7b) abgibt, die mit der fallenden Flanke der Impulse gemäß Figur 7a zusammenfallen.

Diese Schaltung kann beispielsweise eine Differenzierschaltung sein. Diese feinen Impulse lösen den übergang einer Kippschaltung 512 in den Zustand 1 aus, welche durch die ansteigende Vorderflanke des folgenden Taktgeberimpulses, den die Kippschaltung 512 an ihrem anderen Steuereingang empfängt, in den Ausgangszustand zurückgesetzt wird. Das am Ausgang der Kippschaltung 513 erhaltene Signal (Figur 7e) wird auf eine Und-Schaltung 51¹* übertragen, welche an ihrem anderen Eingang die Taktgeberimpulse empfängt. Das Ausgangssignal (Figur 7f) enthält daher mit den Taktgeberimpulsen in Phase befindliche Impulse und es wird auf die durch die Anordnung 500 d,n geöffnetem Zustand gehaltene Und-Schaltung 502 gegeben. Mittels der Oder-Schaltung 50Ί wird das Ausgangssignal des Speicherelements wieder auf den Eingang der Verzögerungsschaltung

506 009836/1928

506 gegeben und kann solange umlaufen und erhalten werden, wie es erforderlich ist, wobei die ünd-Schaltung 501 andererseits am Ende des SehreIbvorgangs durch das Steuersignal gemäß Figur 6a gesperrt wird.

Für jede Ziffer des Bildsignals ist ein Speicherelement vorgesehen, welches gleich dem in Figur 2 dargestellten jöb, wobei die Steueranordnung 500 allen diesen Speicherelementen gemeinsam ist.

Als Verζögerungsschaltung kann man die in Figur 3 dargestellte magnetostriktive Verzögerungsleitung verwenden. Diese weist einen Stahldraht 11 auf, in welchem sich eine Torsionswelle fortpflanzen kann. Jedes Ende des Drahtes ist zwischen zwei Plättchen aus magnetostriktivem Material 12 bzw. 13 festgelegt, welche in Blocks l6 und 17 eingespannt sind. Jedes Plättchen ist von einer Wicklung umgeben, wobei die Wicklungen der Plättchen an einem Ende des Drahtes 11 gegenphasig angeschlossen sind. Ein zwischen die Eingangsklemmen Ik gelegter Strom erzeugt durch die entsprechenden Schreibwicklungen Längenänderungen in umgekehrter Richtung in den magnetostriktiven Plättchen 12, woraus sich eine Torsionswelle im Draht ergibt. Diese Welle erzeugt am anderen Ende des Drahtes 11 entsprechende Längenänderungen der Plättchen 13, wodurch ein Signal in den Wicklungen induziert und zwisc.o'n den Klemmen 15 abgenommen wird. Es können natürlich auch andere Arten von Verzögerungsschaltungen verwendet werden.

Durch die erfindungsgemäße Anlage erhält man ein in Digitalform gebrachtes Bildsignal. Dies hat den Vorteil,

daß 009836/1928

daß man eine sehr bequeme, beliebige Verarbeitung des Signals erlangt. Insbesondere kann man den das Signal darstellenden η Ziffern nach einer vorbestimmten Funktion N Ziffern entsprechen lassen. Wenn man die Amplitude des Bildsignals an einem beliebigen Punkt χ nennt, ist es für ein Sonarbild interessant, demselben auf dem Schirm der Bildröhre dh Bild entsprechen zu lassen, dessen entsprechendes Signal an diesem Punkt eine Amplitude

aufweist, und zwar aus Gründen der Beobachtungs-

qiÄLität und der visuellen Ermüdung.

Eine solche Anwendung ist in Figur 4 dargestellt, in der die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in den vorangehenden Figuren. Aufgrund der vier Ziffern des Bildsignals mit χ wird mit

Hilfe des Umsetzers 18 ein Signal mit erzeugt, wel-

ches durch sieben Ziffern nach einem Prinzip ausgedrückt wird, das weiter unten erläutert wird. Das Signal wird sodann durch einen Digital-Analog-Umsetzer 19 in analoge Form zurückgebracht. Man hat daher zur Auswahl das normale Bildsignal am Ausgang des Umsetzers 6 oder das Bildsignal mit "Kontrastumkehrung" am Ausgang des Umsetzers 19·

Die Kontrastumkehrung wird auf das Signal nur ab der ersten Stufe angewendet, welche eine von Null verschiedene Bildschirmhelligkeit ergibt, das heißt bei dem gewählten Beispiel ab der Stufe 5. Man teilt dieser Stufe oder Signalhöhe den Wert 100 zu, woraus die Wahl von 7 Ziffern zur Darstellung des Signals folgt.

Daraus 009836/ 1928

Daraus ergibt sich die folgende Umsetzungstabelle:

Signal stufe mit χ	9	1.	umgesetzte Stufe	Darstel lung mit 1 X	100	4 Ziffern des Signals mit χ	£	b	a	7 Ziffern des Signals mit 1 X	1	0	0	1	0	0
	10	2.	ti		50	d	1	0	1		1	1	0	0	1	0
VJl	11	3.	Il	100 1 "	33	0	1	1	0	1	1	0	0	0	0	1
6	12	4.	It	100 _ *T "*	25	0	1	1	1	0	0	1	1	0	0	1
7	13	5.	It	100 . T -	20	0	0	0	0	0	0	1	0	1	0	0
8	14	6.	Il	100 _ "T" -	17	1	0	0	1	0	0	1	0	0	0	1
15	7.	It		14	1	0	1	0	0	0	0	1	1	1	0
4 3	8.	It		13	1	0	1	1	0	0	0	1	1	0	1
2	9.	ti		11	1	1	0	0	0	0	0	1	0	1	1
1	10.	Il		10	1	1	0	1	0	0	0	1	0	1	0
	11.	Il		9	1	1	1	0	0	0	0	1	0	0	1
		nicht umge setzte Stufen		8 7	1	1	1	1	0	0 0	0 0	1 0	0 1	0 1	0 1
			6	1	1 0	0 1	0 α	0	0	0	0	1	1	0
		VJl	0 0	0	1	0	0 0	0	0	0	1	0	1
		0	0	0	1	0
		0	0

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In

-IH-

In Figur 8 ist das Signal gemäß Figur 5 nach Verarbeitung nach dem erläuterten Prinzip dargestellt. Eine solche Verarbeitung wird mit Hilfe eines Umsetzers 18 bewirkt, in welchem dem Fachmann zur Verfügung stehende, einfache logische Schaltungen verwendet werden, die die in den beiden letzten Spalten der Tabelle angegebene Umsetzung durchführen. Diese Umsetzung kann beispiels-

man weise durchgeführt werden, indemyeine erste Decodierung durch eine Anordnung l8l von logischen Schaltungen (Figur 4) mit 15 Ausgängen durchführt, welche jeweils den 15 möglichen Stufen oder Signalhöhen am Eingang entsprechen, wobei in Jedem Zeitpunkt lediglich der der Eingangssignalhöhe entsprechende Ausgang ein Signal abgibt. Dazu genügt es, beispielsweise für den der Stufe 4 entsprechenden Ausgang die Und-Verknüpfung ä · b · c" * d, für den Ausgang 5 die Und-Verknüpfung a · b · c · d UBW*... zu verwirklichen.

Eine zweite Anordnung 182 von logischen Schaltungen gibt dann aufgrund der 15 Ausgänge der Anordnung l8l die sieben Ziffern ab, indem die Oder-Verknüpfungen durchgeführt werden, wie beispielsweise für die Ziffer mit dem geringsten Gewicht: Ausgang 7 ⁺ Ausgang 8 + Ausgang 10 + Ausgang 12 + Ausgang 13 ⁺ Ausgang 15 ⁺ Ausgang 3 ⁺ Ausgang 1.

Natürlich wäre es auch möglich, anstelle des Umsetzers 18 einen Vorwärts-Rückwärtszähler zu verwenden.

Figur 9 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage, bei welcher ein Pufferspeicher zwischen

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dem Umsetzer 4 und der Umlaufspeicheranlage 5 angeordnet ist, so daß eine leichte Waferherstellung des in der Anlage 5 gespeicherten Bildes oder auch die Erzielung eines kontinuierlichen Ablaufens des Bildes möglich ist.

Zwecks Klarheit der Zeichnung sind in der Figur nur die einem einzigen Ausgang des Umsetzers 4 entsprechenden Schaltungen dargestellt. Dieser Ausgang ist mit einem Umliefelement 53 der Speicheranlage 5 über einen Pufferspeicher 20 verbunden.

Der Ausgang des Speicherelements 53 ist mit einem der Ein gänge 51 des Digital-Analog-Umsetzers 6 verbunden. Die Speicher 20 und 53 sind mit dem Taktgeber 3 verbunden, welcher die Zerteilung der empfangenen Ziffern und die Synchronisierung am Ausgang sowie gegebenenfalls das Verschieben der Informationen gewährleistet, wenn die Speicher 20 und 53 aus Schieberegistern bestehen.

Die Arbeitsweise ist die folgende:

Das Bildsignal ist periodisch, da das Bild aus einer Reihe von Bildabschnitten A₁, A₂, ... A , beispielsweise

aus Zeilen, besteht. Jeder Bildteil wird in der Anordnung der Pufferspeicher 20 (von denen nur einer dargestellt ist) gespeichert und sodann auf die Speicheranlage 53 in durch den Taktgeber 3 bestimmten Zeitpunkten übertragen. Wenn die Speicher 53 das gesamte Bild enthalten, das heißt die ρ Abschnitte A₁, A₂, ... A , so kann man den ersten Bildabschnitt A₁ löschen und durch den Abschnitt

^Ap+1

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Α.. ersetzen, welcher zum folgenden Bild gehört, sodann kann man A₂ durch A ₊₂ ersetzen usw.

Wenn das Bildsynchronsignal am Ausgang der Speicher 53 an den ersten Abschnitt jedes Bildes (das heißt an A₁, A₊₁, A_{2 +1} ...) gebunden ist, ist das auf der Bildröhre erhaltene Bild fest und wird ständig erneuert.

Wenn dagegen das Bildsynchronsignal in jedem Zeitpunkt an den letzten Bildabschnitt gekoppelt ist, der gerade beim Auswechseln eingegeben wurde, kann/^u verschiedenen Zwecken eine Verschiebung dieses Synchronsignals um eine Stufe bei jedem Auswechseln erzielen (wobei jedes Auswechseln vom folgenden durch das Lesen eines vollständigen Bildes getrennt ist).

Die Speicher 20 können beispielsweise aus Schieberegister-Umlaufspeichern (beispielsweise vom Typ MOS, das heißt Metall-Oxyd-Halbleiter) bestehen.

Diese Arten von Speichern ermöglichen die Durchführung einer Zeitkompression am Eingangsbildsignal.

In Figur 10 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei der infolge der zweckmäßigen Verwendung des Pufferspeichers vermieden werden kann, daß die Instabilitäten der das Eingangsbildsignal liefernden Anlage auf das von der Bildröhre gegebene Bild zurückwirken.

Dazu gibt ein erster Taktgeber 30 auf den Speicher 20

ein

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ein Signal EL zur Steuerung des Schreibens irfden Pufferspeicher 20. Dieser Taktgeber wird durch ein auf seinen Eingang 300 gegebenes und von der Generatoranlage des Eingangsbildsignals geliefertes Synchronsignal S synchronisiert, was die Synchronisierung des Betriebs beim Schreiben in den Speicher 20 mit dem einzuschreibenden Bildsignal gestattet. Dieses Synchronsignal S wird andererseits auf den Speicher 53 gegeben, um die übertragung eines Bildabschnitts vom Speicher 20 auf den Spei*· eher 53 nur zuzulassen, wenn das Schreiben in den Spei- ™

eher 20 beendet ist.

Der Lesesteuereingang des Pufferspeichers 20 und des Speichers 53 empfangen jeweils die Taktsignale H₂ und H, eines unabhängigen Taktgebers 31, welcher eine mit dem Speieher 53 gekoppelte und vom Eingangsbildsignal unabhängige stabile Zeitbasis liefert.

Figur 11 zeigt das Schaltbild einer Ausfuhrungsform, welche aus der in Figur 10 dargestellten abgeleitet ist und die Kompensierung der eventuellen Instabilitäten

des Eingangsbildsignals gestattet. Damit der übertra- |

gungsZeitpunkt eines Bildabschnitts auf den Speicher 53 leichter gewählt werden kann, wird dieser in r in Reihe geschaltete Speicherelemente 53-1 bis 53-r unterteilt, deren Jeder außerdem einen parallel durch eine Torschaltung 22-1 bis 22-r gesteuerten Eingang aufweist. Der Ausgang des letzten Speicherelements 53-r ist mit dem Eingang des ersten Speicherelements 53-1 derart verbunden, daß ein Umlaufen der Informationen Im Speicher 53 möglich ist. Der Ausgang des Pufferspeichers 20 ist

parallel 009836/1928

parallel mit einem Eingang jeder der Torschaltungen 22-1 bis 22-r verbunden. Jede Torschaltung weist ausserdem zwei Steuereingänge auf, deren einer das Synchronsignal S und deren anderer ein vom entsprechenden Ausgang der Schaltung 21 abgegebenes Steuersignal empfängt.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist die folgende: Es sei t. die Einschreibdauer eines Bildabschnitts in den Pufferspeicher 20 und t„ die Lesedauer des Speichers 20 und die Dauer des gleichzeitigen Schreibens dieses Bildabschnitts in ein Speicherelement 53.

Wenn man annimmt, daß eine Zeitkompression durchgeführt wird, ist tp wesentlich kleiner als t..

Wenn t, das Zeitintervall zwischen dem Ende eines Schreibvorgangs und dem Beginn des folgenden Schreibvorgangs im Speicher 20 ist, so wählt man die Umlaufdauer t in einem Speicherelement 53-1, ... 53-r ausreichend oberhalb tp, und zwar derart, daß t ^ t + tp ist. Daher ist man sicher, daß die Stelle, in welcher der Bildabschnitt, der vom Speicher 20 in den Speicher 53 übertragen werden soll, in den Speicher 53 geschrieben werden soll, wenigstens einmal am Eingang eines gegebenen Speicherelements 53-1 bis 53-r des Speichers 53 während der Zeit t-, auftritt. Man kann daher den Bildabschnitt in dieses gegebene Speicherelement vor einem weiteren Schreibvorgang eines weiteren Bildteils in den Pufferspeicher 20 übertragen. Man kann diese übertragung in das gewünschte Speicherelement durch die von den Torschaltungen 22-1 bis 22-r und ihre Steuerschaltung 21 gebildete Weichenstellung durchführen. Damit sich zu diesem Zweck Jede Torschal

tung 009836/1928

tung systematisch in dem Zeitpunkt öffnen kann, in dem die Einschreibstelle des Bildteils am Eingang des entsprechenden Speicherelements auftritt, besteht die Schaltung 21 aus einem Zähler, welcher die Taktimpulse H, empfängt und aus zwei in Reihe geschalteten Teilen zusammengesetzt ist, wobei der erste Teil eine Zähldauer gleich t und der zweite Teil eine Kapazität r besitzt. Die Möglichkeit des Schreibens wird durch den Nulldurchgang des Inhalts des ersten Zählerteils angezeigt, weleher die Aufgabe eines Öffnungsimpulses auf die Tor- " schaltung steuert, deren Rang dem Inhalt des zweiten Speicherteils 21 entspricht. Wenn in diesem Zeitpunkt das Synchronsignal S vorhanden ist, findet die Übertragung unter der Schreibsteuerung durch das Signal Hp statt. Infolge dieser Steuerart folgen die öffnungsimpulse der Torschaltungen in gewisser Weise der Verschiebung der gewünschten Einschreibstelle durch den Speicher 53. Schließlich enthält die Schaltung 21 eine "Nullrückstell"-Anordnung, welche den Zählzyklus des Zählers am Ende jedes Einschreibens in den Speicher 53 wieder bei Null beginnen läßt, wobei das Speicherelement 53-1 bis 53-r, welches als Nullpunkt für den Zähler dient, das- i jenige wird, in' dem das Einschreiben gerade stattfand.

Wenn t, kleiner ist als t + tp, so kann man zwar die gleiche Anlage verwenden, jedoch unter der Bedingung, daß der Pufferspeicher 20 verdoppelt wird und zwei gleiche, parallel arbeitende Speicher verwendet werden. Die Bildabschnitte werden abwechselnd in den einen oder anderen Speicher geschrieben und die Einschreibdauer in einen der Speicher entspricht dem Zeitintervall zwi

schen

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sehen zwei Einschreibvorgängen in den anderen. Man erzeugt auf diese Weise künstlich ein Zeitintervall t,, welches größer ist als t + t_.

Es wurde zwar als Beispiel der Fall eines Sonarbildes zur Beschreibung der Erfindung gewählt, es ist jedoch klar, daß die Erfindung auf Jede andere Anlage anwendbar ist, welche ein durch Probewertentnahme oder Abtastung analysierbares Bildsignal liefert.

Patentansprüche 009836/1928

Claims

Patentansprüche

1. Anlage zur Sichtbarmachung eines aus aufeinanderfolgenden Bildelementen bestehenden und durch ein Videosignal dargestellten Bildes auf einer Bildröhre, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Umsetzer, welcher das Videobildsignal in ein digitales Signal umsetzt, eine mit die- f sem Umsetzer verbundene Speicheranordnung, welche das digitale Signal unter kontinuierlicher Wiederherstellung desselben an ihrem Ausgang während der ganzen Zeit erhält, in der das digitale Signal in der Speicheranordnung gespeichert bleibt, sowie durch eine Anordnung zur Verarbeitung des digitalen Signals, welche mit dem Ausgang der Speicheranordnung verbunden ist, so daß auf die Bildröhre ein analoges Bildsignal gegeben wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsanordnung einen Digital-Analog-Umsetzer

aufweist. i

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsanordnung eine Umcodierungsschaltung für das digitale Signal aufweist, welche mit einem Digital-Analog-Umsetzer verbunden ist,

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umcodierungsschaltung logische Schaltungen zur Erzeugung eines digitalen Ausgangssignals aufweist, welches einem

Bildaignal 009836/1928

Bildsignal mit einer zu proportionalen Amplitude

entspricht, wobei χ die Amplitude des Eingangsvideosignals 1st.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung für jede Ziffer des digitalen Signals η in Reihe geschaltete Verzögerungsschaltungen aufweist, deren jeder eine Synchronisierschaltung nachgeschaltet ist, wobei der Ausgang der letzten Synchronisierschaltung mit dem Eingang der ersten Verzögerungsschaltung verbunden ist, und wobei ein Taktgeber mit den Sychronisierschaltungen verbunden ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Synchronisierschaltung einen Impulsgenerator aufweist, welcher schmale, mit der abfallenden Flanke der Ausgangsimpulse der vorangehenden Verzögerungsschaltung zusammenfallende Impulse liefert, eine erste Kippschaltung, welche in den Zustand "1" durch die schmalen Impulse und in den Zustand "O" durch die ansteigende Planke der Taktimpulse gesetzt wird, eine zweite Kippschaltung, welche in den Zustand "1" durch die abfallende Flanke der von der ersten Kippschaltung abgegebenen Impulse und in den Zustand "0" durch die ansteigende Flanke der Taktimpulse gesetzt wird, sowie eine Koinzidenzschaltung aufweist, welche an ihren Eingängen die Taktsignale bzw. die Signale der zweiten Kippschaltung empfängt.

7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltungen aus magnetostriktiven Verzögerungsleitungen bestehen.

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8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung für jede Ziffer des digitalen Signals einen Pufferspeicher und einen in Reihe geschalteten Hauptspeicher aufweist, wobei der Pufferspeicher mit dem Analog-Digital-Umsetzer derart verbunden ist, daß er nacheinander jedes der Bildelemente vor ihrem Einschreiben in die Hauptspeicher speichert.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung einen ersten Taktgeber, welcher mit den f Pufferspeichern zur Steuerung des Schreibens in diese Pufferspeicher verbunden ist, und einen zweiten Taktgeber aufweist, welcher mit den Pufferspeichern und mit den Hauptspeichern zur Steuerung des Lesens der Pufferspeicher und zur Abgabe von Steuersignalen auf die Hauptspeicher verbunden ist, wobei der erste Taktgeber mit dem digitalen Signal synchronisiert ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hauptspeicher in Reihe geschaltete Speicherelemente aufweist, daß jedes dieser Speicherelemente mit dem Pufferspeicher durch eine Torschaltung verbunden ist, daß g diese Torsehaltungen einen ersten Eingang besitzen, welcher das gleiche Synchronsignal wie der erste Taktgeber empfängt, und daß ein Steuerzähler die Signale öle zweiten Taktgebers empfängt und Jeweils die Öffnung der Torschaltungen steuert.

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