DE2052283B2

DE2052283B2 - Schaltungsanordnung zum aufbereiten einer folge von videosignalen mit nutzund stoeranteilen

Info

Publication number: DE2052283B2
Application number: DE19702052283
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. 2807 Achim; Wulf Heiner 2863 Ritterhude Müller
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1970-10-24
Filing date: 1970-10-24
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2052283A1; FR2111805B1; US3757156A; NL7113547A; GB1315580A; FR2111805A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Aufbereiten einer Folge von Videosignalen mit Nutz- und Störanteilen, insbesondere von Ortungs-Empfangs- »ignalen bei Darstellung eines Panorama- oder Teilpa- «oramabildes auf einem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, bei der ein Signalverarbeitungskanal für die Videosignale vorliegt, der einen Langzeit-Mittelwert-Bildner enthält.

Ein Signalverarbeitungskanal für Videosignale, der einen Langzeit-Mittelwert-Bildner enthält, ist beispielsweise durch die britische Patentschrift 10 88 254 bekanntgeworden.

Es ist ferner bekannt, beispielsweise durch U. L i m a η ρ, »Fernsehtechnik«, Franzis-Verlag, München, Seite 104 ff., bei einem auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre hergestellten Bild die Helligkeit und den Kontrast der Bildpunkte zueinander einzustellen.

Die Verwendung einer solchen Einstellung in der Funkortung und Navigation ist dargestellt in E. Fillipow, »Nachrichtentechnik«, Seite 1274 ff. und ff.

Es ist auch bekannt, Grundhelligkeit und Kontrast eines Bildes, das auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre dargestellt ist, von Fall zu Fall manuell so einzustellen, daß durch Videosignale erzeugte Leuchtpunkte, die von interessierenden, reflektierenden Objekten hervorgerufen werden, aufgrund ihrer Helligkeitsunterschiede relativ zu anderen Leuchtpunkten, die durch Störungen verursacht werden, möglichst gut auf dem Bildschirm zu erkennen sind.

Während der Ortung auftretende Pegelscnwankungen der Videosignale verschieben aber oft die Erkennbarkeitsschwelle für das Signal in der Störumgebung, so daß eine sorgfältige manuelle Korrektur der Grundhelligkeit und ggf. des Kontrastes notwendig wird, um stets eine gut ausgeleuchtete Schirmbilddarstellung und damit eine erkennbar hellere Darstellung der Nutzsignale gegenüber der Störumgebung zu erhalten. Da der Bereich für die Erkennbarkeitsschwelle wegen der nur beschränkten Helligkeitsdynamik des Bildschirms schon bei geringen Pegelschwankungen der Videosignale verlassen wird, ist die häufige, manuelle Nachjustage der Grundhelligkeit und ggf. des Kontrastes zur Anpassung an die momentane Aussteuerung der Anzeige unerläßlich und für d~n Orter besonders nachteilig.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltanordnung zu schaffen, bei der tine Helligkeits- und KontnAio;nr>:e"ung unabhängig von möglichen Pegelschwankungen der anzuzeigenden Videosignale einmal fest einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöM. daß die Videosignale und die Ausgangssignale eines Signalverarbeitungskanals einem Verhältnisbildner zugeführt sind, der aus einem Quotientenbildner und einer diesem nachgeschalteten Logarithmierstufe besteht, so daß am Ausgang des Verhältnishildncrs das Hellsteuersignal als logarithmiertes Verhältnis von Nutz- und Störanteilen der Videosignale zur Verfügung steht.

Danach ist fortan eine Anpassung an das momentane Videosignal nicht mehr notwendig, eine einmalige Einstellung der Grundhelligkeit und des Kontrastes gewährleistet optimale Erkennbarkeit des Nutzsignals.

Im Langzeit-Mittelwert-Bildner des Signalverarbeitungskanals wird bei dieser Lösung aus der Folge von Videosignalen, bestehend aus Nutz- und Störanteil, durch Ausmitteln ihrer Nutzanteile ein im wesentlichen ihrem Störanteil entsprechendes Ausgangssignal gewonnen, das dann mit dem momentanen Videosignal selbst ins Verhältnis gesetzt wird. Dieses Verhältnis, das somit im wesentlichen ein Maß für das Nutz/Stör-Verhältnis der Videosignale ist, wird logarithmiert und zur Hellsteuerung der Kathodenstrahlröhre herangezogen. Durch die Verhältnisbildung von Nutz- und Störanteilen der Videosignale erfolgt die Anzeige unabhängig vom absoluten Pegel und von Pegelschwankungen der Videosignale. Tin Grundhelligkeitssignal und damit eine Grundhelligkeit ist unabhängig vom Videosignalpegel einstellbar und wird dem logarithmierten Verhältnis, nämlich dem Hellsteuersignal, aufaddiert. Diese Summe aus Hellsteuersignal und Grundhelligkeitssignal ergibt das an der Kathodenstrahlröhre wirksame Steuersignal.

Eine Auswertung der Darstellung von Panoramaoder Teilpanoramabildern auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre erfolgt unter anderem visuell durch den Orter.

Da alle zur Anzeige gelangten Nutzsignale auf die momentane Störumgebung bezogen und dann logarithmiert worden sind und somit die Erkennbarkeit der Nutzsignale von ihrem eigenen, momentanen, absoluten

C,

Pegel stets unabhängig ist, kann der Orter von der Helligkeitsintensität der Leuchtpunkte auf dem Bildschirm wegen der Tatsache, daß die Aussteuerkennlinie der Kathodenstrahlröhren einen exponentiellen Verlauf hat, direkt auf das Nutz/Stör-Verhältnis schließen; S Leuchtpunkte großer Helligkeit im Vergleich zu solchen mit geringerer Leuchtintensität geben nämlich ein gutes Nutz/Stör-Verhältnis hinsichtlich der Reflexion dieses interessierenden Objektes an, Leuchtpuakte geringer Helligkeit zeigen,daß der Störanteil des Videosignals im Vergleich ium Nutzanteil groß ist.

Durch die Logarithmierung wird außerdem das anzuzeigende Signal in seiner Dynamik komprimiert, so daß der durch die an sich relativ eng begrenzte Helligkeitsdynamik der Kathodenstrahlröhre bestimmte Anzeigebereich gut ausgenutzt wird.

Eine weitere Verbesserung des Grundgedankens der Erfindung besteht darin, daß das Videosignal selbst und das Ausgangssignal des Signalverarbeitungskanals zuerst jeweils logarithmiert und durch anschließende Differenzbildung das logarithmierte Verhältnis von Nutz- und Störanteil der Videosignale gewonnen wird, das dann wieder zur Hellsteuerung der Kathodenstrahlröhre herangezogen wird. Günstig ist dabei, daß das logarithmierie Verhältnis durch einfache Differenzbildung der beiden logarithmierten Signale und nicht durch komplizierte Quotientenbildung der Signale selbst und anschließende Logarithmierung gewonnen wird.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung zur Darstellung eines Panorama- oderTeilpano^ramabildes auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre liegt in der sehr einfachen Bedienbarkeit der Anlage, da nur Nutzsignale, hervorgerufen durch interessierende, reflektierende Objekte, bezogen auf die Störumgebung, dargestellt werden, wodurch der absolute Pegel sowie Pegelschwankungen der Videosignale für die Anzeige unwirksam sind. Außerdem ist damit eine Möglichkeit zur Bewertung der Videosignale durch den Orter aufgrund der optischen Darstellung auf dem Bildschirm gegeben, nämlich nach Maßgabe der momentanen Leuchtintensitäten, was bei den eingangs beschriebenen, bekannten Lösungen nicht möglich ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung in Ausführungsbetspielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild für die Signalverarbeitung,

F i g. 2 eine Ausführung eines Verhähnisbildncrs nach Fig.l,

Fig. 3 eine Alternativausführung des Verhältnisbildners,

F i g. 4 eine Prinzipdarstcllung des zeitlichen Verlaufs von Videosignalen.

Fig. 1 zeigt nur die für die Erfindung wesentlichen Teile einer Rückstrahl-Ortungsanlage zur Darstellung eines Panorama- oder Teilpanoramabildes. Fine Sende-Empfangsschaltung 1 mit nachgeschalteter Richtungsempfangsabtastschaltung 2 liefert ausgangsseitig amplitudenmodulierte Gleichspannungssignale, nämlich die Videosignale U(t) gemäß Fig.4, die aus Nutz- und Störanteilen bestehen, wobei ständig vorhandenen Störanteilen S zeitlich kurze Nutzanteile N überlagert sind. Die Videosignale U(t) werden nun einerseits dem Verhältnisbildner 3 zugeführt, andererseits in einem Signalverarbeitungskanal K in dessen Ausgangssignal A 1 umgewandelt

Der Signalverarbeitungskanal K besteht aus einem Langzeit-Mittelwert-Bildner 4, in dem die Videosignale U(t) über eine derart lange Zeit integriert werden, daß das Ausgangssignal A 1 im wesentlichen nur noch dem Störanteil S entspricht, da der Integrationsanteil des Nutzanteils N bei Langzeitintegration vernachlässigbar klein ist. Im Verhältnisbildner 3 wird das logarithmierte Verhältnis der Videosignale U(t), bezogen auf ihren Störhintergrund, das Hellsteuersignal H, gewonnen. Diesem Hellsteuersignal H kann in einem Summenbildner 5 ein Grundhelligkeitssignal G aufaddiert werden. Das für die Kathodenstrahlröhre 6 wirksame Steuersignal H + G gewährleistet eine optimale Erkennbarkeit der interessierenden, reflektierenden Objekte.

Eine Ausführung des Verhältnisbildners 3 zeigt F i g. 2. In einem Quotientenbildner 7 werden die Videosignale IJ(t) mit dem Ausgangssignal A 1 ins Verhältnis gesetzt. Eine Logarithmierstufe 8 ist nachgeschaltet, so daß am Ausgang des Verhältnisbildners 3 das Hellsteuersignal H, also das logarithmierte Verhältnis von Nutz- und Störanteil N und S der Videosignale U(t), zur Verfügung steht.

Vorteilhaft ist, den Verhältnisbildner 3 gemäß F i g. 3 zu realisieren, wobei nämlich die Videosignale U(t) und das Ausgangssignal Λ 1 in Logarithmierstufen 8.1 und 8.2 jeweils logarithmiert werden. In einem nachgeschalteten Differenzbildner 9 werden diese logarithmierten Signale voneinander abgezogen, so daß ausgangsseitig das Hellsteuersignal H vorliegt.

Bei dieser Lösung tür den Verhältnisbildner 3 erübrigt sich ein technisch aufwendiger Quotientenbildner 7, während die Logarithmierstufen 8.1 und 8.2 leicht durch bekannte Schaltungen mit logarithmischer Charakteristik auszubilden sind und der Differenzbildner 9 einfach aus einem Differenzverstärker bestehen kann.

Die vorliegende Erfindung zur Darstellung eines Panorama- oder Teilpanoramabildes auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre ist für eine visuelle Auswertung durch den Orter gedacht. Ebenso ist aber eine elektronische Abtastung des Bildschirms mit lichtempfindlichen Bauelementen oder eine datemechnische Auswertung des logarithmierten Verhältnisses von Nutz- oder Störan'eilen der Videosignal vorteilhaft möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

C. ft*» Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Aufbereiten einer Folge von Videosignalen mit Nutz- und Störanteilen, insbesondere von Ortungs-Empfangssignalen bei Darstellung eines Panorama- oder Teilpanoramabildes auf einem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, bei der ein Signalverarbeitungskanal für die Videosignale vorliegt, der einen Langzeit-Mittelwert-Bildnerenthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale [U(t)]und die Ausgangssignale (Αι) des Signalverarbeitungskanals (K) einem Verhältnisbildner (3) zugeführt sind, der aus einem Quotientenbildner (7) und einer diesem nachgeschalteten Logarithmierstufe (8) besteht, so daß am Ausgang des Verliältnisbildners das Hellsteuersignal (H) als logarithmiertes Verhältnis von Nutz- und Störanteilen (N) und (S) der Videosignale zur Verfugung steht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale /"i/ffyf/amplnudenmodulierte Gleichspannungssignale aus einer an sich bekannten Riehtungsempfangsabtastschaltung (2) sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hellsteuersignal (H) ein einstellbares Grundhelligkeitssignal (G) additiv überlagert ist.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale [U(t)]\ir\d das Ausgangssignal (A 1) auf einen Quotientenbildner (7) geschaltet sind, dem eine Logarithmierstufe (8) nachgeschaltet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale [V(I)] und das Ausgangssignal (A 1) auf je eine Logarithmierstufe (8.1,8,2) geschaltet sind, die ihrerseits mit Eingängen eines Differenzbildners (S) verbunden sind.