DE2054414B2 - Schaltungsanordnung zur gewinnung eines dem grad der fokussierung einer videosignal-aufnahmeeinrichtung proportionalen steuersignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Gewinnung eines dem Grad der Fokussierung einer Viedeosignal-Aufnahmeeinrichtung proportionalen Steuersignals mit einer ersten das Videosignal empfangenden Signalverarbeitungsschaltung, die ein dem in dem Videosignal enthaltenden Anteil an hohen Frequenzen entsprechendes erstes Signal erzeugt. Bei der Untersuchung von Bildern, wie z.B. Gewebeproben, Blutproben, Metallschliffen usw., werden häufig ein Mikroskop und eine Videosignal-Auf-

♦5 nahmeeinrichtung und ein dieser Einrichtung nachgeordneter Bildschirm gemeinsam angewendet. Eine Eigenschaft dieser zusammengesetzten Bilduntersuchungseinrichtung liegt darin, daß sie das Mikroskop selbsttätig scharf einstellt. Dies läßt sich durch Messen und Auswerten der in dem Videosignal enthaltenen Anteile hohen Frequenzen erreichen, da dieser Anteil bei Scharfeinstellung ein Minimum erreicht.

Eine Scharfeinstellung durch Auswerten des im Videosignal enthaltenen HF-Anteils wird jedoch fehlerhaft, wenn dieser HF-Anteil nicht nur durch ein unscharfes Bild, sondern auch durch andere Merkmale der in dem zu untersuchenden Bild enthaltenen Bildpunkte erzeugt wird. Ein hoher HF-Anteil im Videosignal ergibt sich z.B. bei einem viel Detail oder viele Bildpunkte enthaltenden Bild. Die Amplitude des Videosignals muß bzw. müßte bei Auftreffen des Abtaststrahls auf einen solchen Bildpunkt sprunghaft ins Positive oder Negative auswandern. Dies führt zu einem hohen HF-Anteil, der damit eine scharfe Einstellung vortäuschen könnte. Ähnliches gilt bei großen Unterschieden in der optischen Dichte oder Helligkeit eines Bildpunktes und des Hintergrundes. Ein ähnlicher, eine Schärfe vortäuschender

3 Γ 4

Zustand liegt vor, wenn die Bildbegrenzungen, auf Eine weitere Ausführungsform betrifft die Unterdie der Abtaststrahl aufläuft bzw. die er verläßt, drückung von HF-Anteilen, die bei Auftreffen des einen zu großen Winkel gegenüber eirsr Abtastlinie Abtaststrahls in aufeinanderfolgenden Abtastzeilen einnehmen. Eine große Schräglage erzeugt einen ho- auf Bildbegrenzungen mit starker Schräglage ■entstehen Anteil an hohen Frequenzen. ₅ hen. Diese Ausführungsforni zeichnet sich dadurch

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, aus, daß die zweite das Videosignal empfangende das zur Steuerung einer Scharfeinstellungsvorrich- Schaltungsanordnung eine das Videosignal um die rung verwendete und aus dem HF-Anteil des Video- Länge einer Abtastzeile verzögernde Verzögerungssignals abgeleitete Steuersignal zu normieren bzw. einrichtung aufweist, eine logische Schaltung das unvon HF-Anteilen zu befreien, die auf andere Merk- io verzögerte und das verzögerte Videosignal unter BiI-male und nicht auf eine scharfe Bildeinstellung zu- dung eines Impulses vergleicht, dessen Breite der rückgehen. zeitlichen Verschiebung zwischen in aufeinanderfol-

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung genden Abtastzeilen entlang einer Bildpunktumgrenbei einer Schaltungsanordnung der eingangs genann- zung aneinander angrenzenden Punkten entspricht, ten Gattung vor, daß eine zweite das Videosignal 15 eine Integrierstufe an die logische Schaltung und an empfangende Signalverarbeitungsschaltung vorgese- diese eine Speicherstufe angeschlossen ist, die den in hen ist, die diejenigen Bildpunkte des abgetasteten der Integrierstufe gebildeten Impuls mit einer Höhe Bildes zählt, die in dem Videosignal zu einem hohen entsprechend der Breite des in der logischen Schal-HF-Anteil führen, daß in einer Stufe ein zu dieser tung gebildeten Impulses speichert, die arste Signal-Zahl proportionales zweites Signal abgeleitet wird, ao Verarbeitungsschaltung noch eine Verzögerungseiniind ein das erste und das zweite Signal empfangen- richtung mit vorgegebener Zeitkonstante enthält und der Signalwandler vorgesehen ist, der aus dem ersten der das normierte Steuersignal bildende Signalwand-Signal ein nach Maßgabe des zweiten Signals nor- ler an die Verzögerungseinrichtung angeschlossen ist miertes Steuersignal bildet. Damit wird das zum und das normierte Steuersignal dieses proportional Scharfeinstellen verwendete Steuersignal von auf 35 zu dem in der Speicherstufe geformten Signal bildet. Bildeinzelheiten zurückgehenden und nicht durch Damit wird die räumliche Versetzung und die sich Schärfe verursachten HF-Anteilen befreit. hieraus ergebende zeitliche Verschiebung des Videoin einer zweckmäßigen Weiterbildung, bei der signals bei Auflaufen des Abtaststrahls auf entlang durch Detail entstehende HF-Anteile aus dem Steu- einer Bildbegrenzung aneinandergrenzenden Bildersignal herausgelöst werden, sieht die Erfindung 30 punkten bei zwei aufeinanderfolgenden Abtastzeilen vor, daß die zweite Signalverarbeitungsschaltung festgestellt. Es wird ein dieser Schräglage entspreeinen bei jeder Schnittstelle zwischen dem Abtast- chender Impuls gebildet, mit dem das über die erste strahl und einem Bildpunkt einen Impuls bildenden Signalverarbeitungsschaltung zugeführte Signal nor-Schwellwertdetektor und eine diesem nachgeordnete miert wird. Zum zeitlichen Ausgleich ist auch in den Zählstufe enthält. 35 Weg dieses ersten Signals eine Verzögerungseinrich-

In einer weiteren Abwandlung sieht die Erfindung tung eingeschaltet.

vor, daß der zweiten Signalverarbeitungsbchaliung Eine Abwandlung dieser Ausführungsform sieht

eine Integrierstufe nachgeschaltet ist. vor. daß die Zeitkonstante der Verzögerungseinrich-

Für den Signalwandler hat es sich als zweckmä- tung maximal der zulässigen örtlichen bzw. zeitlichen

ßig herausgestellt, daß dieser ein regelbarer Verstär- 40 Verschiebung zwischen in aufeinanderfolgenden Ab-

ker ist. tastzeilen entlang einer Bildpunktbegrenzung anein-

Für die Integrierstufe erweist es sich als vorteil- ander angrenzenden Punkten entspricht,
haft, daß diese in weiteren Ausbildungen entweder Schließlich sieht die Erfindung noch im Weg der ein rückstellbarer Signalintegrator oder ein RC-Glied ersten Signalverarbeitungsschaltung liegende Torist. 45 schaltungen und diese steuernde Schaltungseinrich-

Eine weitere Ausführungsform, die durch Dichte- tungen vor, die die Torschaltungen nur bei Abtasten oder Helligkeitsschwankungen zwischen Hintergrund einer Bildpunktbegrenzung auf Durchgang schalten, und Bildpunkt hervorgerufene HF-Anteile unter- Damit wird die gesamte Schaltung bei Abtasten von drückt, zeichnet sich dadurch aus, daß die zweite das Bildpunkten, die zu keinem unerwünschten HF-AnVideosignal empfangende Schaltungsanordnung zwei 5° teil führen, inaktiviert.

in Reihe liegende Verzögerungseinrichtungen enthält, Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Auseine den Videosignalteil mit der größten Amplitude führungsformen und Kurvenbilder wird die Erfin- und eine den Videosignalteil mit der kleinsten Am- dung weiter erläutert. In der Zeichnung ist
plitude ermittelnde erste und zweite Stufe an den Fig. 1 ein Blockschaltbild der Grundschaltung, Eingang der ersten und an die Ausgänge der ersten 55 mit der das Steuersignal nach Maßgabe der Anzahl und zweiten Verzögerungseinrichtung angeschlossen von einen hohen HF-Anteil erzeugenden Bildpunksind, eine Subtraktionseinrichtung an die Ausgänge ten oder Bilddetails normiert wird,
der ersten und der zweiten Stufe angeschlossen ist F i g. 1 a die Schaltung einer Integnerstufe,
und der das normierte Steuersignal bildende Signal- Fig. 2 die Darstellung der an verschiedenen wandler dieses umgekehrt proportional zu dem Be- 6ü Punkten der Schaltung nach F i g. 1 auftretenden trag des in der Subtraktionseinrichtung gebildeten Spannungsformen,

Differenzsignals bildet. Dadurch wird das Steuersi- Fig.3 ein Blockschaltbild derjenigen Ausfuh-

gnal von HF-Anteilen befreit, die durch starke HeI- rungsform, die zur Unterdrückung des HF-Anteils

ligkeitsschwankungen und entsprechende Amplitu- infolge von Helligkeitsschwankungen zwischen Hm-

densprünge hervorgerufen werden. Es wird ein Mit- 65 tergrund und Bildpunkt eingesetzt wird,

telwert aus der jeweils größten und geringsten Hellig- F i g. 4 eine Darstellung der an verschiedenen

keit gebildet, und das Steuersignal wird hiermit nor- Punkten der Schaltung nach Fig.3 auftretenden

miert. Spannungsformen,

fig.S ska BlaGksnhalibilfi jfeaat) smsr BädpHnkäffigriaEimE «nTai

wsäi εϊηε Zeitsnsgleicbsscfaahflng "verwendet wer-

Die Amplitude der Signale an den Punkten E -weiden dnrdi die AnzaU der Sadpanile be-Dies wird desäk^ dnrdi den Ampütndeaa- baden in den Fig. 2c und 2f dar-

Fig 9 on Blar&sciiaKböd einer Sriratarng.. dk

den Fie, L? ami 5zssaanmEsäaStL· und

Die Schaltung enfijMh einen ersten Sisnal-

ms einem Hodipaßfitaer 12. wekh» nur des

uad dteai ^p ^

Gteiciiiiciaer 14 3333t einer viereeo

Asäjpbe des regeSisaesti VeisJäiiiers 24 üegi danu. das ^»«na»i am Poniat dorafa das Sdcnal am a» Fm&tF zn dmdkxea. Wem das Büd eine große Zahl !deiner ßödponktt and'oder eme große Zahl vou BSdpninktiKSTenzui^en eifweafü, wild die große

Einzelheiten oder wenige BSdpunkte aui-■weast. dann erscheint am Pankt E em Signal mn medriser Amplitude, weiches durch ein Signal vor f r:- sprechend niedriger Amplitude vom Panfci F ü"> dien wad. Das Verhältnis des Signals am P'jnV: F sann Signal am Punkt F ist von der Anzahl or B > einzelheiten im wesemücben unabhängig.

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HochfreqeenzkcanpoDente ieioiae der großen Zahl der SfhmmteDen zwiscbeB Abtastzeile maä Bitdson Punkt F esn Sraia! mit hoher \r>-Wenn das BaEd andererseJi!. seh:

lätto Bm zweiicr p ScbwiäkteiEätior ader Düskiinasator IS. ZähisQife 29. «dck au dsa* Sik emer

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zwei versdnedEoen Bildern, weltte im eisten FaQ viele verscäüedeoartijE Büdpmfee nail äs zweäen FaB aar einen einzig£Q öemea Bödpnnkl iä Die Fig.2a be 2g ^arfo««1irjl»»n S k

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men an den FanksB/i g

Fig-1 «Ssxaid einer Ztäknabtasüjng. Fig.2a zeigt die Spannung am Punkte, wo das von der Ka- 99 JWy^'yiii'Mip ^^^^soösnal *tiμ'τ^ώι^ ^!aä} der

Fütenmg und Gieiduiditnof eracbeiaen am Punkts Fig.2b- laadB der ή der

in Fig.2g veranschauhcl«. Die F«ut

^ Anssangssignal des Versäetoers 3Λ konstaim \mp'üinde hat. die für das Bild auf der unken uhj -al όζτ rechten Seite annähernd gleich ist.

Fig.? vcranschauhdn eö*e Scäialtan£ mierea der Hodjfreqiienzinfonnatjon auf

lage der durchschnittlichen HeOifkeil. F ■ schanlicht verschiedene SpannonasfoTmcr,

In Fig.3 wind das Videos^al darcn Verröserangsemncbtangen 26 und 28 eeJene: vcm denen jede das Signal am ein kleines ZeänaervaTl verz^rt das einem kleinen Bruchteil einer Zei ?nabtastnng sqshakr·; is;. Das as <fce< rankre«^. f usdC erscheinende Videosignal wnd aof a;> η ersten SchweJlwendetekiOT 3· gegeben, der Sisrrale auszahlt, welche der weifcesten der drei SJcI5en des durch die Punkte A. B andC datgesieilii- Bfldes entspricht, sowie auf einen Tweiten SchweiHvendetektor 31 wekher entspredvend auf Sicm)? 2-- ^sricht. -aiski« des sds^^rsesssB Merino "^;e^r· _^CT1> spreche«. D»e xpei8este Sterte zn irgeadeiTiCTT, /ci>

4S punfct ersdwint ah ein Ausgang^signal des Dc*ekio7> 3i und die schwäraeste als ein Aossangssjcnsl des Detektors 32.

Bfldee a -weadeai. am das Es fann aber

eme GfCBBÜme tEmsctea zwei Helligkeiten m Fig.3 KwtsdR» «tea dem Punkt A ettsprechenden Btldpankt and den deao Panta S entsprechenden BMp«i*t RIiX wird ein Signal- das die Veränderung der Heftigkeit fMsraSel zur Gsenzlime ansagt durch Sobtnikäan der Aesgaagssignale der DetektOTen 3t «öd 32 «*«ihea. 2a diesem Zweck ist era Diftaratnlverstiftsr M atges. Das Ass-

FaB das damit geglättete Swjwril

wild, am Bot Art ist ώ Fig-la dargestellt.

ladbaren Verstärker 36 £agefu%tt> «ra dee V«ssärbä itue» $n8i des

fe den iegefoaren Verstärker

23ifimpBfee vot #odbcr Breite and iSSie, am PaalstO <pr«B nad in Fig.2d darder m der

36 wird vcan Pankt fi twisdi« den beadea no^sesinohtangeti JK, SS «bleuet Dfe !«fötmavddbe sich «kä« «at wild darcli «in

eines

Yf "JtIiHiIi-IBtHc oeoai <öe

am PonttF als ein ira Sgnai (äebe Fig. 20. Ss kann aber Di«eTstocn^taMW»!n^aW»d«x^^ bititeran Raatee fcdes "V^^^g^» wacher der rwtsÄen ciMfB δβαρβηϊΛ und der Abew^richt. Vm ä&patee mit Shnücher

7 8

rität sowohl an den vorderen als auch an den hinte- laufenden Zeile und aus der vorhergehenden Zeile, ren Flanken zu erzeugen, wird das Ausgangssignal das von einer Verzögerungseinrichtung 58 gespeides Filters 38 durch eine erste Diode 40 geleitet, chert wird, wird in einem Entweder-Oder-Tor 60 welche nur Impulse einer Polarität zum Punkt 42 verglichen. Dieses Tor bildet ein binäres Ausgangshindurchgehen läßt. Ein zur Diode 40 paralleler Weg 5 signal. Es entsteht ein 1-Signal, wenn ein Eingangsist vorgesehen, welcher einen Inverter 44 und eine signal an dem einen oder anderen der beiden Einzweite Diode 46 enthält. Der zweite Weg führt dem gänge erscheint, während ein O-Signal erzeugt wird, Punkt 42 eine umgekehrte Version von Impulsen mit wenn keines oder beide Eingangssignale vorhanden der entgegengesetzten Polarität zu jenen zu, die sind. Dies ist in Fig.6 (I) veranschaulicht, welche durch die Diode 40 hindurchgehen. io zwei benachbarte Abtastzeilen L1 und L 2 zeigt,

Um die Information, welche sich auf Bildpunktbe- welche eine geneigte Bildpunktflanke 62 kreuzen, grenzungen bezieht, dem Verstärker 36 im richtigen Fig. 6 (II) veranschaulicht eine Spannungsform, Zeitpunkt zuzuführen, wird das Signal vom Punkt 42 welche der von der laufenden Abtastzeile L 2 gedurch ein Tor 48 ausgetastet, das gewöhnlich ge- kreuzten Flanke des Bildpunktes entspricht. Fig.6 schlossen ist das aber durch Impulse von einem 15 (ΙΠ) veranschaulicht die Spannungsform, welche der Standardimpulsgenerator 50 geöffnet wird. Der Stan- von der vorhergehenden Abtastzeile L1 gekreuzten dardimpulsgenerator 50 erzeugt einen schmalen Im- Flanke des Büdpunktes entspricht, in genauer zeitlipuls unmittelbar nach einem Signal eines 50 ^e/o-De- eher Übereinstimmung mit der laufenden Abtastzeile tektors, der durch eine Vergleichsstufe 52 gebildet L 2. F i g. 6 (IV) zeigt das Ausgangssignal des Entwewird. Dieser wird das Videosignal vom Punkt B und ao der-Oder-Tores 60, das bei C in F i g. 5 erscheint. das Ausgangssignal einer Addierstufe 54 zugeführt. Die Breite des vom Tor 60 abgegebenen Impulses

Den beiden Eingängen dieser Stufe werden die der ist ein Maß für die Schräglage der Bildpunktflanke. weißesten und der schwärzesten Stelle entsprechen- Wenn die Bildpunktflanke zur Abtastzeilenrichtung den Ausgangssignale der Detektoren 30 bzw. 32 zu- senkrecht steht, wird die Breite des Impulses bei C geführt Ein Impuls wird vom Standardimpulsgenera- as Null sein. Wenn hingegen die Bildpunktflanke nator bei einer plötzlichen Änderung der Ausgangs- hezu parallel zur Abtastrichtung ist, ist der Impuls spannung der Vergleichsstufe 52 erzeugt. Eine solche sehr breit.

Änderung zeigt an, daß das Videosignal am Punkt B Ein Signal, dessen Amplitude von der Impulsbreite

eben durch die 50 %>-Marke auf einer vorderen oder abhängig ist, wird durch Integration des Ausgangshinteren Flanke des Videosignals hindurchgegangen 30 signals des Tores 60 in einer Integrierstufe 64 erhalist. Die vom Standardimpulsgenerator 50 erzeugten ten. Der von der Integrierstufe 64 für jeden Impuls Impulse we^Jser> eine Dauer auf, die einem Teil der des Tores 60 erhaltene Endwert wird in einem Halte-Dauer der Informationsimpulse am Punkt F äquiva- Stromkreis 66 gespeichert Eine Rückkopplung 68 lent ist. stellt die Integrierstufe 64 zurück, nachdem der HaI-

In Fig.4 ist ein typisches Videosignal im Dia- 35 testromkreis 66 den Endwert gespeichert hat. Der gramml dargestellt, und drei typische Prüfpunk- Haltestromkreis 66 liefert ein Ausgangssignal, weite A. B und C, die durch auf der Wellenform des Vi- ches einem regelbaren Verstärker zugeführt wird, deosignals angebrachte Pfeile bezeichnet sind, ent- Das Eingangssignal für diesen Verstärker 70 wird

sprechen den Punkten A, B und C. Wenn angenom- vom ursprünglichen Videosignal abgeleitet. Dieses men wird, daß das Videosignal einem dunklen Bild- 40 wird in einer Verzögerungseinrichtung 72 verzögert, punkt auf einem hellen Hintergrund entspricht lie- Das verzögerte Videosignal wird durch ein Hochpaßfert der Detektor 32 ein Signal mit der Amplitude C filter 74 geleitet. Impulse mit ähnlicher Polarität ent- und der Detektor 30 ein Signal mit der Amplitude A. sprechend den vorderen und hinteren Flanken der Das Ausgangssigna! der Vergleichsstufe 52 ist im den Bildpunkten entsprechenden Videosignale wer-Diagramm II dargestellt und die beiden Siandardim- 45 den mit einer ersten Diode 76 im Weg zwischen dem pulse des Standardimpulsgenerators, welche sich aus Filter und dem Punkt 82 und einem Parallelweg, der einer Anzeige der vorderen und hinteren Flanken des einen Inverter 78 und eine zweite Diode 80 enthält, Videosignalimpulses ergeben, sind im Diagramm ΙΠ erhalten. Die Wirkung der Dioden 76, 80 und des Indargestellt verters 78 ist die gleiche wie jene der Dioden 40, 46

Die Informationsimpulse, welche der Flankenin- 5° und des Inverters 44, die in der Schaltung gemäß formation im ursprünglichen Bildsignal entsprechen F i g. 3 enthalten sind.

und am Punkt 42 erscheinen, sind im Diagramm IV Die Zeitkonstante der Verzögerungseinrichtung 72

dargestellt Vergrößerte Versionen dieser Impnlse ist so bemessen, daß das Videosignal um eine Zeit «nd im Diagramm V dargestellt Diese entsprechen verzögert wird, die dem Abtastüchtfleck ermöglicht, dem Ausgangssignal des regelbaren Verstärkers 36, 55 eine festgesetzte Länge einer Abtastzeile abzutasten, Wenn das Signal des Differentialverstärkers 34 größer welche die projizierte Länge der schrägsten Bildais Null ist Aus den Fig.3 «nd4 ist ersichflieh, daß punktflanke darstellt Bildpunkte, deren Flanken der die Amplitude der Flankenmfonnationssignale vom Abtastzeilenrichtung so nahe Hegen, daß ihre proji-Verstärker 36 daher im wesentlichen unabhängig von zierte Länge die festgesetzte Länge überschreitet, der Helligkeitsänderung parallel zu der Flanke ist, *o werden daher nur teilweise kompensiert Die Verauf welche sie sich beziehen, zögerungseinrichtung 72 kann vor oder hinter dem

Fi g. 5 veranschaulicht eine Schaltung zur Nonnie- Filter 74 liegen.

rung des Videosignals hinsichtlich der Schräglage der Das Ausgangssignal des regelbaren Verstärke» TB

Badpunktgrenzen in Zeöenabtastrichtung. Fig.6 wird mit Standardimpulsen eines Standanmnpabzeigt Spannungsformen, die an verschiedenen Punk- €5 generators 84 abgetastet Diese werden¹ Am* die ten auftreten. vorderen und hinteren Flanken der^fäSeösignalnB-

I In Fig. 5 'wird das Videosignal einem Schwell- pulse am Punkt A in Fig. 5 erhalten? £iöe weitere '\tertdetektor 56 smgeShrt Das Videosignal ans der Verzögenmgsemrichtung 96 liegt j

9 A ίο

sehen dem Punkte und dem Standardimpulsgenera- Zählstufe 112 werden dann einem Impulsformer 114 tor 84, so daß die vorderen und hinteren Flanken am zugeleitet, der Impulse erzeugt, deren Dauer gleich Standardimpulsgenerator relativ zu der verzögerten der doppelten Verzögerung ist, welche durch die Flankeninformation, die am Punkt 82 erscheint, im Verzögerungseinrichtung 108 eingeführt wird. Diese richtigen Zeitpunkt erscheinen. Die Verzögerungsein- S Impulse werden dann einem Tor 116 am Ausgang richtung 86 weist eine-Zeitkonstante auf, die etwas der Verzögerungseinrichtung 108 zugeführt. Jeder kleiner ist als jene der Verzögerungseinrichtung 72. Impuls öffnet das Tor 116 für die Dauer eines Im-Das Ausgangssignal des Standardimpulsgenerators pulses. Auf diese Weise wird das Tor 116 unmittel- 84 wird einem Tor 88' im Ausgang des Verstärkers bar vor jeder fernen Einzelheit oder Bildpunktflanke 70 zugeführt. io des verzögerten Videosignals geöffnet und unmittel-Fürden Haltestromkreis 66 werden Rückstellsignale bar danach geschlossen. Da das elektrische Geräusch von den Standardimpulsen am Punkt / abgelei- relativ zur Zeit gewöhnlich gleichmäßig verteilt ist, tet, indem die Standardimpulse durch ein Hochpaß- ist der Geräuschpegel des ausgetasteten Signals im filter 90 geleitet werden. Um einen Impuls zu erhal- Vergleich zu dem Signal vor dem Austasten während ten, welcher der hinteren Flanke des Standardimpul- 15 eines gegebenen Zeitintervalls verringert. Da der Geses entspricht, werden diese Impulse mit einer Diode halt eines Bildes an Einzelheiten und Bildpunktflan-92 gleichgerichtet. Dann werden in einem zweiten ken. bezogen auf die Zeit, nur etwa 0,01 ⁰Zo der ge-Standardimpulsgenerator 94 weitere Standardimpulse samten Information ausmacht, ist ersichtlich, daß von korrekter Dauer und Amplitude erzeugt, um den eine Zunahme des Geräuschabstandes in der Größen-Haltestromkreis 66 auf einen Wert zurückzustellen, *o Ordnung von 10 000 :1 erzielt werden kann,
bei welchem der Verstärker 70 einen Normverstär- Fig.8 veranschaulicht Spannungsformen, welche kungsfaktor aufweist. an den Stellen A bis G der Schaltung gemäß F i g. 7

Fig.6 (V) veranschaulicht die Spannungsform, auftreten. Fig. 8 zeigt zwei typische Bildpunkte und welche durch Integration des Ausgangssignals des eine diese kreuzende Abtastzeile. In F i g. 8 a ist das Entweder-Oder-Tores 60 erhalten wird. F i g. 6 (VI) as Videosignal mit einer Hochfrequenz-Geräuschveranschaulicht den gespeicherten Wert, welcher komponente dargestellt Fig.8b zeigt, daß die Gedem Spitzenwert der Spannungsform von F i g. 6 (V) räuschkomponente nach dem Durchgang des Videoentspricht. Fig.6 (VlI) veranschaulicht die verzö- signals durch das Hochpaßfilter 106 noch immer gerte Flankeninformation aus der laufenden Abtast- vorhanden ist. Die durch die Verzögerungseinrichzeile L 2, und F i g. 6 (VIII) veranschaulicht die 30 tung 108 eingeführte Verzögerung ist dadurch er-Flankeninformation, welche sich auf die angezeigte sichtlich, wenn F i g. 8 c mit F i g. 8 b verglichen wird. Begrenzung im Knotenpunkt G in F i g. 5 bezieht. Die vorderen Flanken der in F i g. 8 d dargestellten F i g. 6 (IX) veranschaulicht die verstärkte Flanken- Videosignalimpulse führen zu den in F i g. 8 e dargeinformation, welche durch Erhöhung der Verstär- stellten Impulsen. Sie lösen eine bistabile Vorrichkung des Verstärkers 70 durch den Impuls 96 erhal- 35 tung aus, welche Impulse von gleichmäßiger Höhe ten wird. Dabei entsteht die größere Amplitude des und Breite erzeugt (F i g. 8 f). Die Dauer dieser Im-Impulses 98 gemäß F i g. 6 (IX). F i g. 6 (X) veran- pulse ist ungefähr gleich der doppelten Verzögerung, schaulicht den Standardimpuls, der durch den Stan- die in das gefilterte Videosignal eingeführt wird. Das dardimpulsgenerator 84 erzeugt wird. F i g. 6 (XI) Signal am Punkt G ist in F i g. 8 g dargestellt und umveranschaulicht die angezeigten vorderen und hinte- 40 faßt die ausgetasteten Teile des gefilterten Videoren Flanken des Standardimpulses am Punkt J. signals. Indem den Austastimpulsen der Fig. 8g ent-F i g. 6 (XII) veranschaulicht den gleichgerichteten sprechende Dauer gegeben und die Verzögerungsein-Impuls, welcher nur der hinteren Flanke jedes Stan- richtung 108 so eingestellt wird, daß die Spitze jedes dardimpuhes am Punkt / entspricht. F i g. 6 (ΧΙΠ) Hochfrequenzausschlages einer feinen Einzelheit entveranschaulicht den zweiten Standardimpuls, welcher 45 spricht oder eine Bildpunktbegrenzung im wesentlivom Standardimpulsgenerator 94 erzeugt wird und chen in die Mitte eines Austastimpulses fällt, werden zum Zurückstellen des Haltestromkreises 66 dient nur die den feinen Einzelheiten usw. entsprechenden Daraus ist ersichtlich, daß die vordere Flanke des Hochfrequenzkomponenten des Videosignals am Rückstellimpulses 100 mit der hinteren Flanke des Knotenpunkt G erscheinen (selbstverständlich zufldtesignalimpulses 102 der Fig. 6 (VI) zusammen- so sammen mit irgendeinem Geräusch, das mit diesen Slit Teilen des Videosignals verbunden ist). Der Rest des

Fig.7 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung Videosignals einschließlich aller mit ihm verbunde-ZUT Verringerung elektrischer Störgeräusche bei aen Geräusche wird am Erreichen dieses Punktes geautomatischer Fokussierung. Das gefilterte Video- hindert

signal wird der Schaltung nur im Bereich der feinen J5 Fig.9 veranschaulicht eine zusammengefaßte

Einzelheiten und von Bildpunktflanken zugeführt Es Schaltungsanordnung, welche die hohen Frequenzen

sind zwei parallele Signalwege vorgesehen, denen das hinsichtlich der Abschrägung der Bildpunktflanken

Videosignal gemeinsam von einer Kamera 104 züge- relativ zur Abtastrichtung, dann hinsichtlich der HeI-

führt wird. Im ersten Weg wird das Signal durch ein figkeit und schließlich hinsichtlich der Anzahl der JEiochpaßfilter 106 gefiltert und dann in einer Ver- «o SchmttsteDen, die während einer bestimmten Zeitpe-

zögerungseinrichtung 108 um ein kurzes Zeitintervall riode gekreuzt werden, normiert. Das Videosignal

verzögert Der zweite Weg enthält einen Schwellwert- jwird dem Punkt 118 zugeführt, von welchem es

^detektor 110, welcher dazu dient, ein binäres Signal jiurch zwei Verzögerungsleitungen 119 und 26 hin-

!einer SchnittsteÜenzahlstufe 112 zuzuführen. Diese ,-dufchgeht, welche zusammen die Verzögerungsein-Stufe dient dazu, die vorderen Flanken des Video-^65 richtung 72 gemäß Fig. 5 bilden und welche das ver-

isignals anzuzeigen und Impulse von gleichmäßiger' zögerte Videosignal dem Punkt 120 zuführen, der

4H8he und Breite zu erzeugen, welche jeder angezeig- dem PunktF in Fig.5 und dran Punkts in Fig. 3

jten vorderen Flanke entsprechen. Die Impulse der -entspricht Vom Punkt 118 gelangt, das Videosignal

11 ^ü 12

auch zum Detektor 56, welcher dem Detektor 56 in Das Austasten des Ausgangssignals wird an einer F i g. 5 entspricht, und zum Entweder-Oder-Tor 60, passenden Stelle bewirkt, vorausgesetzt, daß entsprein welchem es mit dem verzögerten Videosignal aus chende regelbare Verstärker 70, 36 und 24 verwender Verzögerungsleitung 58 verglichen wird. Ein Si- det werden. Das Austasten erfolgt zweckmäßig vor gnal, das der Abschrägung der erfaßten Flanke ent- 5 dem Verstärker 70 mit einem Tor 132, dem die Stanspricht, wird in der Integrierstufe 64 erzeugt und im dardimpulse des Standardimpulsgenerators 84 zuge-Haltestromkreis 66 gespeichert, wie vorstehend unter führt werden. Auf diese Weise wird nur die sich auf Bezugnahme auf F i g. 5 beschrieben wurde. Es ge- die Schnittstellen beziehende Information den verlangt dann zu dem regelbaren Verstärker 70, dessen schiedenen Verstärkern zugeführt, deren Bandbreite Eingang die Begrenzungsinfonnation vom Punkt 120 io infolgedessen verringert werden kann. Das Austasten über das Filter 74 und die Inverterschaltung 76, 78, durch das Tor 132 erfolgt synonym mit dem Austast-80 zugeführt wird. verfahren zur Geräuschverringerung, das unter Be-

Von den Punkten 122, 120 und dem Ausgang der zugnahme auf F i g. 7 beschrieben wurde. Das dem Verzögerungseinrichtung 28 werden die Signale Verstärker 70 und den nachfolgenden Verstärkern Schwellwertdetektoren 30, 32 der bei F i g. 3 be- 15 zugeführte Signal weist einen stark verbesserten Geschriebenen Art zugeführt. Der Unterschied zwischen räuschabstand auf.

der weißesten und der schwärzesten Stelle zu irgend- F i g. 10 veranschaulicht eine Schaltung zur völlig einem Zeitpunkt wird durch den Differentialverstär- automatischen Fokussierung. Sie enthält eine Schalker 34 bestimmt. Dieser liefert eine Regelspannung tung 133 zum Erzeugen eines normierten Signals, für den regelbaren Verstärker 36, dessen Eingang am 20 welches den Brennpunkt eines abgetasteten Bildes Ausgang des anderen regelbaren Verstärkers 70 liegt. anzeigt. Die Schaltung 133 kann irgendeine der in

Eine Normierung hinsichtlich der Anzahl der Bild- Fig. 1,3,5 oder9 dargestellten Schaltungen sein, punktflanken, die beim Abtasten gekreuzt werden, Eine Videosignalquelle 10 ist an eine Brennpunktwird in der unter Bezugnahme auf F i g. 1 beschrie- steuerung 134 und einen Störsignalgenerator 136 anbenen Weise erzielt, indem das Ausgangssignal des as geschlossen, der ein kleines Störungssignal erzeugt, Verstärkers 36 über einen langen Zeitraum (zum welches eine entsprechend kleine Bewegung der Beispiel eine Bildabtastperiode) durch eine Integrier- Brennpunktsteuerung 134 bewirkt. Das Ausgangsstufe 16 integriert wird, und indem gleichzeitig durch signal der Schaltung 132 wird einer Verzögerungseindie Integrierstufe 22 die Gesamtzahl der Schnittstel- richtung 138 zugeführt, welche das voi der Schallen über die gleiche Zeitperiode aufaddiert wird. Das 30 tung 132 abgegebene Videosignal während eines letztere Signal dient als Regelsignal für den Verstär- Zeitintervalls speichert, den die Schaltung braucht, ker 24. um auf ein kleines Störungssignal anzusprechen, so

Zweckmäßig dienen die Standardimpulse des Stan- daß das Videosignal sowohl vor als auch hinter dardimpulsgenerators 84 als ein Maß für die Anzahl einem Störsignal gleichzeitig in einer Vergleichseinder Schnittstellen zwischen Abtastzeilenraster und 35 richtung 140 verglichen werden kann. Eine Steuer-Bildpunkten. Um sicherzustellen, daß ein Standard- stufe 142 ist vorgesehen, welche ein erstes Signal erimpuls sowohl für die vorderen als auch für die hin- zeugt, das anzeigt, daß der Hochfrequenzgehalt des teren Flanken der Videosignalimpulse erzeugt wird, Videosignals hinter dem Störsignal größer ist als vorwird eine Inverterschaltung ähnlich jener in der Lei- her, sowie ein zweites Signal, wenn der Hochfretung 124 zwischen der Verzögerungseinrichtung 86 40 quenzger-üt des Videosignals kleiner ist als vor dem und dem Standardimpulsgenerator 84 angeordnet. Störsignal. Der Störsignalgenerator 136 erzeugt Si-Diese Inverterschaltung enthält eine Diode 126 im gnale, welche entgegengesetzte Wirkungen auf die Weg zwischen der Verzögerungseinrichtung 86 und Brennpunktsteuerung 134 ausüben. Die An des Sidem Standardimpulsgenerator 84, während ein In- gnals, das zu irgendeinem Zeitpunkt erzeugt wird, verter 128 und eine weitere Diode 130 parallel zur 45 wird durch eine Wähhtufe 144 gesteuert welche auf Diode 126 liegen. das Signal der Steuerstufe 142 anspricht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Gewinnung eines dem Grad der Fokussierung einer Videosignal-Aufnahmeeinrichtung proportionalen Steuersignals mit einer ersten das Videosignal empfangenden Signalverarbeitungsschaltung, die ein dem in dem Videosignal enthaltenden Anteil an hohen Frequenzen entsprechendes erstes Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, das Videosignal empfangende Signalyerarbeitungsschaltung vorgesehen ist, die diejenigen Bildpunkte des abgetasteten Bildes zählt, die in dem Videosignal zu einem hohes HF-Anteil führen, daß in einer Stufe (18, 20) ein za dieser Zahl proportionales zweites Signal abgeleitet wird und ein das erste und das zweite Signal empfangender Signalwandler (24, 36, 70) vorgesehen ist, der aus dem ersten Signal ein nach Maßgabe des zweiten Signals normiertes Steuersignal bildet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalverarbeitungsschaltung einen bei jeder Schnittstelle zwischen dem Abtaststrahl und einem Bildpunkt einen Impuls bildenden Schwellwertdetektor (18) und eine diesem nachgeordnete Zählstufe (20) enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Signalverarbeitungsschaltung (18, 20) eine Integrierstufe (22) nachgeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler ein regelbarer Verstärker (24) ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierstufe (22) ein rückstellbarer Signalintegrator ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierstufe (22) ein ÄC-Glied ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite das Videosignal empfangende Schaltungsanordnung zwei in Reihe liegende Verzögerungseinrichtungen (26, 28) enthält, eine den Videosignalteil mit der größten Amplitude und eine den Videosignalteil mit der kleinsten Amplitude ermittelnde erste und zweite Stufe (30, 32) an den Eingang der ersten und an die Ausgänge der ersten und zweiten Verzögerungseinrichtung (26, 28) angeschlossen sind, eine Subtraktionseinrichtung (34) an die Ausgänge der ersten und der zweiten Stufe (30, 32) angeschlossen ist und der das normierte Steuersignal bildende Signalwandler (36) dieses umgekehrt proportional zu dem Betrag des in der Subtraktionseinrichtung (34) gebildeten Differenzsignals bildet.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite das Videosignal empfangende Schaltungsanordnung eine das Videosignal um die Länge einer Abtastzeile verzögernde Verzögerungseinrichtung (58) aufweist, eine logische Schaltung (60) das unverzögerte und das verzögerte Videosignal unter Bildung eines Impulses vergleicht, dessen Breite der zeitlichen Verschiebung zwischen in aufeinander-

folgenden Abtastzeilen entlang einer Bildpunktumgrenzung aneinander angrenzenden Punkten entspricht, eine Integrierstufe (64) an die logische Schaltung (60) und an diese eine Speicherstofe (66) angeschlossen ist, die den in der Integrierstufe (64) gebildeten Impuls mit einer Höhe entsprechend der Breite des in der logischen Schaltung (60) gebildeten Impulses speichert, die erste Signalverarbeitungsschaltung noch eine Verzögerungseinrichtung (72) mit vorgegebener Zeitkonstante enthält und der das normierte Steuersignal bildende Signalwandler (70) an die Verzögerungseinrichtung (72) angeschlossen ist und das normierte Steuersignal dieses proportional zu dem in der Speicherstufe (66) geformten Signal bildet

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Verzögerungseinrichtung (72) maximal der zulässigen örtlichen bzw. zeitlichen Verschiebung zwischen in aufeinanderfolgenden Abtastzeilen entlang einer Bildpunktbegrenzung aneinander angrenzenden Punkten entspricht

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch im Weg der ersten Signalverarbeitungsschaltung liegende Torschaltungen (48, 88, 116) und diese steuernde Schaltungseinrichtungen, die die Torschaltungen (48, 88, 116) nur bei Abtasten einer Bildpunktbegrenzung auf Durchgang schalten.