DE2428098C3 - Vorrichtung zur Steigerung der Erkennbarkeit von differentiellen Unterscheidungsmerkmalen veränderlicher Bilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steigerung der Erkennbarkeit von differentiellen Unterscheidungsmerkmalen veränderlicher Bilder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei veränderlichen, insbesondere periodisch veränderlichen, mittels eines Video-Sichtgerätes darstellbaren Bildern ist es häuf.g erwünscht, den Kontrast der kaum wahrnehmbaren differentiellen Unterscheidungsmerkmale solcher Bilder derart zu steigern, daß sie deutlich erkennbar sind. Insbesondere bei auf diese Weise wiedergegebenen veränderlichen Röntgenbildern, die sich z. B. durch periodische Änderung des Energiewertes der Röntgenstrahlen erhalten lassen, ist die Steigerung des Kontrastes und damit der unmittelbaren Wahrnehmbarkeit der differentiellen Unterscheidungsmerkmale von großer Bedeutung.

Aus der US-PS 35 82 651 ist ein Bildaufzeichnungs- und -wiedergabesystem für Röntgenbilder bekannt, das außer dem Röntgengerät im wesentlichen eineFernsehkamera zur Aufnahme von Röntgenbildern sowie einen Magnetplattenspeicher zur Aufzeichnung und ein Sichtgerät zur Wiedergabe dieser Bilder aufweist und es ermöglicht, entweder ein einzelnes, in dem Magnetplattenspeicher abgespeichertes Röntgenbild ständig oder jeweils intermittierend wiederzugeben oder aber einen Vergleich zwischen jeweils einem abgespeicherten und einem von der Fernsehkamera aufgenommenen Realzeitbild vorzunehmen, wobei z. B. auch zwei mittels Röntgenstrahlen unterschiedlichen Energiegehalts gewonnene Röntgenbilder nach einem einmaligen Vergleich von den jeweiligen Bildanteilen entsprechenden ersten und zweiten Videosignalen und hierbei versuchter Unterdrückung der gemeinsamen Bildanteile als resultierendes Bild auf dem Sichtgerät wiedergegeben werden können. Der Magnetplattenspeicher dient somit als Datenbank für über beliebige Zeiträume abspeicherbare Bilddaten, auf die dann wahlweise zurückgegriffen

f>5 werden kann, jedoch nicht als Speichel medium für Realzeilbilddaten, so daß ein laufender Vergleich zwischen aufeinanderfolgenden Realzeitbildern mittels dieses bekannten Systems nicht möglich ist. Darüber

hinaus entsteht bei einer Videosignalaufzeichnung mittels eines zudem sehr aufwendigen Magnetplattenspeichers ein hoher Störsignalanteil, d;r schwache Signale überdeckt und somit das Erfassen geringer Signalunterschiede unmöglich mach: Die Leistungsfähigkeit eines derartigen magnetischen Bildaufzeichnungssystems verschlechtert sich noch, wenn zwei auf diese Weise magnetisch aufgezeichnete Signale miteinander verglichen werden, da jede Aufzeichnungsspur und damit jedes Signal einen eigenen, relativ hohen Störpegel aufweist, der die Erfassung geringer Signaldifferenzen auch bei einem Mehrfachvergleich verhindert.

Ferner ist aus eier US-PS 32 18 505 eine insbesondere für die Radarüberwachung beweglicher Objekte vorgesehene Bildspeicherröhre mit Festzeichenunterdrükkung bekannt, die zwar durch Unterdrückung gleichbleibender und Wiedergabe veränderliche. Signalanteile als Video-Differenzdetektor wirk!, jedoch die Erkennbarkeit der veränderlichen Bildanteile darüber hinaus nicht weiter verbesser t.

Eine Verwendung der aus der US-PS 32 18505 bekannten Bildspeicherröhre als Speicherelement anstelle des Magnetplattenspeichers gemäß der US-PS 35 82 651 einmal auf Schwierigkeiten, da die beiden Speicherelemente aufgrund ihrer untersch; -dlichen Aufgabe und Funktionsweise nicht ohne weiteres gegeneinander austauschbar sind, und verbessert andererseits auch nicht die Erkennbarkeit der Unterscheidungsmerkmale der veränderlichen Bildanteile, da durch diese Maßnahme lediglich eine Unterdrückung der gleichbleibenden, nichtdifferentiellen Bildanteile und eine noch unzureichende Erhöhung des Störabstandes, jedoch keine Verstärkung der veränderlichen Bildanteile erzielbar wären.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Kontrast und Wahrnehmbarkeit kaum erkennbarer Unterscheidungsmerkmale veränderlicher Bilder, insbesondere periodisch veränderlicher Röntgenbilder, derart zu steigern, daß sie deutlich sichtbar und unterscheidbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.

Erfindungsgemäß findet somit ein doppelter laufender Vergleich zwischen ersten und zweiten Bildsignalen aufeinanderfolgender Realzeitbilder durch eine ständige doppelte Subtraktion in Verbindung mit einer Integration der differentiellen Signalanteile über eine beliebige Anzahl von Realzeitbildern statt, was zu dem vorteilhaften Ergebnis führt, daß einerseits die gemeinsamen, nichtdifferentiellen Bildanteile unterdrückt und die auf Nichtlinearitäten beruhenden Signalanteile kompensiert werden, während andererseits gleichzeitig der Störabstand der Bildsignale wesentlich erhöht und der Kontrast der differentiellen Bildanteile bis zur deutlichen Erkennbarkeit verstärkt wird.

Auf diese Weise können bereits unterschiedliche bzw. differenzielle Bildanteile, deren Kontrast lediglich Bruchteile von 1% des gesamten Kontrastbereiches beträgt, auf den vollen Kontrastwert verstärkt werden, so daß sie klar und deutlich zu erkennen sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I ein schematisches Blockschaltbild einer Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der bei der

Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 1 verwendeten Videodifferenzdetektor- Bildspeicherröhre,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 1 verwendeten weiteren Bildspeicherröhre,

Fig.4 ein Diagramm, das die Schreibkennwerte der Bildspeicherröhre gemäß F i g. 3 darstellt und das positive oder negative Einschreiben von Bildern veranschaulicht,

Fig. 5 einen impulsplan und ein Operationsdiagramm, die die Wirkungsweise der Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 1 veranschaulichen,

Fig.6 ein Diagramm, in dem die Röntgen-Dämpfungskoeffizienten bestimmter Materialien als Funktion der Röntgenenergie aufgetragen sind, um die Erzeugung unterschiedlicher Röntgenbilder zu veranschaulichen, und

F i g. 7 ein Diagramm, das die Erzeugung von Röntgenslrahlen unterschiedlicher Energieverteilung durch Verwendung verschiedener Röntgenfilter veranschaulicht.

Wie bereits erwähnt, veranschaulicht Fig. 1 ein System bzw. eine Vorrichtung 10 zur Verstärkung unterschiedlicher Bildanteile von veränderlichen BiI-dem. in diesem Falle werden die Bilder von einem Röntgensystem 12 erzeugt, das eine Röntgenstrahlquel-Ie 14 aufweist, die aus einer üblichen Röntgenröhre bestehen kann. Die Röntgenstrahlquelle 14 kann von einer Hochspannungsquelle 16 erregt werden, vorzugsweise von einer Hochspannungsquelle in Form eines Röntgen-Impulsgebers, der Hochspannungsimpulse der Röntgenstrahlquelle 14 zuführt, wenn ein Steuerimpuls oder ein Steuersignal dem Röntgen-Impulsgeber 16 über eine Steuerleitung 18 zugeführt wird.

Die Röntgenstrahlen der Röntgenstrahlquelle 14 treten durch einen zu bestrahlenden Patienten oder Gegenstand 20 hindurch und treffen dann auf einen Verstärkungsschirm 22 auf, der ein sichtbares Röntgenbild erzeugt.

Es können verschiedene Mittel verwendet werden, um das Röntgenbild periodisch veränderlich zu gestalten, so daß das Röntgenbild unterschiedliche Merkmale bzw. Bildanteile aufweist, die von dem System 10 verstärkt werden können. Zum Beispiel kann der Röntgen-Impulsgeber 16 aufeinanderfolgend Spannungsimpulse unterschiedlicher Höhe der Röntgenstrahiquelle zuführen, so daß die Energie der Röntgenstrahlen zeitabhängig geändert wird. Es ist auch möglich, zwischen zwei oder mehreren unterschiedlichen Röntgenstrahlquellen umzuschalten, die Röntgenstrahlen unterschiedlichen Energiegehaites erzeugen. Derartige Röntgenstrahlquellen können monochromatisch oder monoenergetisch sein.

Das vielleicht einfachste Verfahren zum Ändern der Energie der Röntgenstrahlen besteht in variabler Filtration. Dieses Verfahren wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Röntgensystem 12 angewendet, bei dem eine variable Filtereinrichtung 24 in den Weg der Röntgenstrahlen zwischen der köntgenstrahlquelle 14 und dem Patienten 20 eingefügt werden kann. Die Filtereinrichtung 24 weist zumindest ein Filier auf, das in den Strahlengang der Röntgenstrahlen hineinbewegt und wieder aus ihm herausbewegt werden kann.

Wie F i g. 1 zu entnehmen ist, weist die variable Filtereinrichtung 24 eine drehbare Filterscheibe 26 mit zumindest zwei Filtersegmenten 26a und 26i> auf, die verschiedene Materialien mit verschiedenen Kennwerten bezüglich der Röntgen-Absorption aufweisen, so

daß die Energie der durch die Filterscheibe hindurchtretenden Röntgenstrahlen sich ändert, wenn die Filtersegmente verändert werden. Zum Beispiel können die Filtersegmente 26a und 266 Cer und Jod enthalten. Falls gewünscht, können auch andere Materialien verwendet werden. Das Cer kann in Form einer Cer-Folie oder in Form einer Schicht oder eines Überzugs aus Cerdioxyd verwendet werden. Das Jod kann in Form von Jodnatrium als Überzug oder Schicht mit einem geeigneten Bindemittel auf einem Träger mit niedriger Röntgenabsorption aufgebracht werden.

Fig. 7 veranschaulicht die verschiedenen Röntgen-Energieverteilungen, die sich bei Verwendung von Filtern ergeben, die Cer und Jod enthalten. Eine Kurve 28 in Fig. 7 stellt die Energieverteilung von ungefilterten Röntgenstrahlen dar. Eine zweite Kurve 28a stellt die Energieverteilung bei Verwendung eines Cerfilters dar, während eine dritte Kurve 286 die Energieverteilung bei Verwendung eines Jodfilters veranschaulicht. Es ist zu erkennen, daß die Kurven 28a und 286 relativ scharfe Spitzen oder Scheitel aufweisen, so daß sie Röntgenspektren darstellen, die als quasi-monoenergetisch angesehen werden können. Die Spitze oder der Scheitel der Cerkurve 28a weist einen höheren Energiewert auf als der Scheitel der Jodkurve 286.

Es sind Vorkehrungen getroffen, um die Filtersegmente 26a und 266 in den Strahlengang der Röntgenstrahlen hinein und aus ihm herauszubewegen. In diesem Falle kann die Filterscheibe 26 mittels eines mit der Scheibe 26 über eine Welle 32 verbundenen Motor 30 gedreht werden. Zur Synchronisationszwecken ist eine Nockenscheibe 34 auf der Welle 32 befestigt und betätigt einen Steuerschalter 36. Die Nockenscheibe 34 weist zwei verschiedene Nockenvorsprünge 34a und 346 auf, die den beiden Filtersegmenten 26a und 266 entsprechen. Für Synchronisationszwecke können auch verschiedene andere Mittel vorgesehen sein, wie z. B. ein Kommutator oder ein optischer Kodierer.

Die durch den Patienten oder den Gegenstand 20 erfolgende Absorption der Röntgenstrahlen verändert sich leicht, wenn die beiden Filtersegmente 26a und 266 verwendet werden, was auf der Differenz der Energiewerte der Röntgenstrahlen beruht. Während dies in geringem Ausmaß für normales weiches Zellgewebe gilt, gilt es in weit höherem Ausmaß für Körperteile des Patienten, die eine beträchtliche Menge eines Kontrastmittels, wie z. B. Jod, aufweisen

Diese Unterschiede in der Röntgen-Absorption sind in Fig.6 veranschaulicht, in der der Röntgen-Absorptionskoeffizient (K) über der Röntgenenergie für Wasser und Jod aufgetragen ist. Die Absorptionskurve für Wasser ist annähernd vergleichbar mit derjenigen für weiches Zellgewebe. Es ist zu erkennen, daß die Absorptionskurve für Jod bei einer bestimmten Röntgenenergie eine Unstetigkeit oder Sprungstelle 38 aufweist. Diese Unstetigkeit oder Sprungstelle 38 wird oft auch als K-Absorptionskante bezeichnet.

Die Verwendung des Cerfilters 26a und des Jodfilters 26b bewirkt eine Verschiebung der Röntgenenergie oberhalb und unterhalb der K-Unstetigkeitsstelle bzw. K Absorptionskante 38, so daß ein beträchtlich größeres Differential zwischen dem Röntgenbild eines Jod enthaltenden Gewebes und dem Röntgenbild eines normalen weichen Zellgewebes entsteht. Das Jod enthaltende Gewebe kann z. B. die Schilddrüse sein, die normalerweise Jod in Mengen enthält, die ausreichen, die Schilddrüse mittels des erfindungsgemäßen Systems deutlich sichtbar zu machen. Alternativ kann auch Jod in

kleinen Mengen in den Kreislauf injiziert werden, so daß die Blutgefäße deutlich sichtbar werden.

Es können auch verschiedene andere Filter und Kontrastmittel verwendet werden. Zum Beispiel kann gasförmiges Xenon in kleinen Mengen von dem Patienten inhaliert werden, um das Atemsystem sichtbar zu machen.

Die Rontgenbilder auf dem Verstärkungsschirm 22 werden in Video-Bildsignale mittels eines Fernsehsystems 40 umgewandelt, das eine Fernsehkamera 42 aufweist, die eine übliche Ausführungsform sein kann. Die ersten und zweiten Rontgenbilder, die durch Verwendung des ersten Filters 26a und des zweiten Filters 266 erhalten werden, erzeugen erste und zweite Videosignale, die geringe Differenzen entsprechend den Differenzen der Rontgenbilder aufweisen.

Die von der Fernsehkamera 42 abgegebenen Videosignale werden mittels eines Videoverstärkers 44 verstärkt und über einen Videoschalter oder ein Verknüpfungsglied 46 einem Video-Diffecenzdetektor 48 zugeführt. Der Videoschalter 46 wird von Impulssignalen gesteuert, die über eine Steuerleilung 46a erhalten werden, so daß die Videosignale dem Video-Differenzdetektor 48 selektiv zugeführt werden. Der Video-Differenzdetektor wird außerdem selektiv von Spannungsimpulsen oder Signalen gesteuert, die über eine Steuerleitung 48a zugeführt werden.

Die ersten und zweiten Video-Bildsignale werden sequentiell dem Video-Differenzdetektor 48 zugeführt, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er Ausgangssignale erzeugt, die sehr genau der Differenz zwischen den ersten und zweiten Video-Bildsignalen entsprechen. Die unterschiedlichen Anteile der Video-Bildsignale werden somit verstärkt, während die identischen oder nicht-differentiellen Anteile gelöscht bzw. unterdrückt werden.

Das erste differentielle Videosignal, das auf diese Weise von dem Video-Differenzdetektor 48 erzeugt wird, wird über einen weiteren elektronischen Videoschalter oder ein Verknüpfungsglied 50 einer integrierenden Subtraktion- und Speichereinrichtung 52 zugeführt. Der Videoschalter 50 wird selektiv vor Impulsen gesteuert, die über eine Steuerleitung 50i erhalten werden. In ähnlicher Weise wird die Speicher einrichtung 52 selektiv von Impulsen oder Spannunger gesteuert, die über eine Steuerleitung 52a erhalter werden.

Wenn das erste differentielle Videosignal dei Speichereinrichtung 52 zugeführt wird, wird ein diesen Signal entsprechendes elektronisches Bild eingeschrie ben und positiv in der Speichereinrichtung 5; abgespeichert.

Es sei daran erinnert, daß das erste differentielli Videosignal die Differenz zwischen den ersten un< zweiten Video-Bildsignalen darstellt, die sequentiel dem Video-Differenzdetektor 48 zugeführt werden. Eil zweites differentielles Videosignal entgegengesetzte Phase wird dann durch Umkehr der Reihenfolgi erzeugt, so daß dem zweiten Video-Bildsignal wiede das erste Video-Bildsignal folgt, wie es dem Video-DH ferenzdetektor 48 zugeführt worden ist

Anders ausgedrückt, die ersten und zweiten Video Differenzsignale werden sequentiell erzeugt, indem da erste Video-Bildsignal zugeführt wird, gefolgt von der zweiten Video-Bildsignal und gefolgt von dem wiede angelegten ersten Video-Bildsignal.

Nach, dem das erste Video-Differenzsignal positiv i die Speichereinrichtung 52 eingeschrieben ist, wird da

zweite Videodifferenzsignal negativ eingeschrieben. Aufgrund der entgegengesetzten Phase der ersten und zweiten Signale werden die Differenzteile der Signale durch die Speichereinrichtung 52 integriert, während die geringen verbleibenden nicht-differentiellen Anteile subtraktiv zusammengefaßt werden. Somit wird eine weitere Löschung der nicht-differentiellen Anteile durch die Speichereinrichtung 52 vorgenommen. Auf diese Weise verstärkt die Speichereinrichtung 52 weiter den Kontrast zwischen den differentiellen, also unterschiedlichen, und den nicht-differentiellen bzw. identischen Anteilen der Videosignale.

Die Speichereinrichtung 52 wird ausgelesen, um ein Ausgangs-Videosignal zu erzeugen, das das in der Speichereinrichtung gespeicherte integrierte und subtrahierte Bild darstellt. Dieses Ausgangs-Videosignal wird einem Sichtgerät 54 zugeführt, das eine sichtbare Darstellung des in der Speichereinrichtung 52 abgespeicherten Bildes erzeugt. In einem solchen Bild sind die differentiellen bzw. unterschiedlichen Merkmale oder Anteile der periodisch veränderlichen Röntgenbilder in hohem Maße verstärkt, so daß sie deutlich sichtbar werden, auch dann, wenn sie in den ursprünglichen Röntgenbildern kaum oder überhaupt nicht sichtbar waren.

Die Steuerimpulse oder Steuersignale zum Steuern des Arbeitsablaufs bzw. der Operationsfolge des Systems 10 können von einem Steuerimpulsgenerator 56 zugeführt werden. Die bereits erwähnten Steuerleitungen 46a und 50a verlaufen vom Steuerimpulsgenerator 56 zu den elektronischen Videoschaltern oder Verknüpfungsgliedern 46 und 50.

Die Vertikal-Synchronimpulsc für das Fernsehsystem 40 werden dem Steuerimpulsgenerator 56 zu Synchronisationszwecken über eine Steuerleitung 58 vom Vertikal-Synchronimpulsgenerator 60 zugeführt. Die Synchronimpulse werden auch dem Ablenkgenerator 62 des Fernsehsystems zugeführt. Dieser Ablenkgenerator 62 führt die Ablenk- oder Abtastsignale der Fernsehkamera 42, dem Video-Differenzdetektor 48 und der integrierenden Subtraktions- und Speichereinrichtung 52 zu.

Der Steuerimpulsgenerator 56 wird auch mit der Drehung der Röntgen-Filterscheibe 26 synchronisiert. Zu diesem Zweck verläuft eine Steuerleitung 64 zwischen dem nockenbetätigten Schalter 36 und dem Steuerimpulsgenerator 56.

Bei dem dargestellten System 10 werden der Video-Differenzdetektor 48 und die integrierende Subtraktions- und Speichereinrichtung 52 gesteuert, indem diesen Einheiten verschiedene Betriebsspannungen zugeführt werden. Zu diesem Zweck kann das System 10 eine Stromversorgung 66 aufweisen. In diesem Falle weist die Stromversorgung Ausgänge für 6 Volt, 20 Volt, 30 Volt, 50 Volt und 340 Volt auf. Natürlich können diese Spannungen geändert werden, da die angegebenen Werte lediglich beispielhaft zu verstehen sind.

Vorzugsweise sind Einrichtungen vorgesehen, um die Betriebsspannungen umzuschalten bzw. zu iasten, so daß sie selektiv den Steuerleitungen 48a und 52a zugeführt werden können, die zu dem Video-Differenzdetektor 48 und der integrierenden Subtraktions- und Speichereinrichtung 52 führen. Bei dem dargestellten System 10 sind derartige Einrichtungen in Form fts elektronischer Schalter oder Verknüpfungsglieder 68, 70, 72, 74, 76 und 78 vorhanden. Wie gezeigt, sind die elektronischen Schalter 68, 70, 72, 74 und 76 mit den Ausgängen für 6 Volt, 20 Volt, 30 Volt, 50 Volt und 340 VuIt der Stromversorgung 66 verbunden. Der elektronische Schalter 78 ist ebenfalls mit dem Ausgang für 340 Volt verbunden. Die Steuerleitung 48a für den Video-Differenzdetektor 48 ist mit den elektronischen Schaltern 72 und 76 verbunden, die somit die Versorgung des Detektors 48 mit den Spannungen 30 Volt und 340 Volt steuern. Die Steuerleitung 52a für die integrierende Subtraktions- und Speichereinrichtung 52 ist mit den elektronischen Schaltern 68, 70, 74 und 78 verbunden, die somit die Versorgung der Speichereinrichtung 52 mit den Spannungen 6 Volt, 20 Volt, 50 Volt und 340 Volt steuern.

Die elektronischen Schalter 68, 70, 72, 74, 76 und 78 werden vorzugsweise mittels impulsen otier Signalen gesteuert, die von dem Steuerimpulsgenerator 56 abgegeben werden. Diese Steuerimpulse können über Steuerleitungen 68a, 70a, 72a, 74a, 76a und 78a zugeführt werden. Eine genauere Beschreibung des Steuerimpulsgenerators 66 erfolgt weiter unten.

F i g. 2 veranschaulicht eine elektronische Bildspeicherröhre 80, die in dem Video-Differenzdetektor 48 nach F i g. 1 verwendet werden kann. Es ist ersichtlich, daß auch andere Differenz-Detektoreinrichtungen verwendet werden können.

Die Bildspeicherröhre 80 ist ein Typ, der bei Radarsystemen oder anderen Überwachungseinrichtungen als Sichtgerät mit Festzeichenlöschung verwendet wird.

Wie gezeigt, wird die Bildspeicherröhre 80 in einem Stromkreis verwendet, der außerdem eine Video-Eingangsleitung 82 und eine Video-Ausgangsleitung 84 aufweist. Die von der Fernsekamera 42 abgegebenen Videosignale gelangen über den Verstärker 44 und den Videoschalter 46 zur Eingangsleitung 82. Während des ersten Fernseheinzelbildes erscheinen ähnliche oder gleiche Videosignale auf der Ausgangsleitung. Der Betrag der Ausgangs-Videosignale nimmt jedoch mit jedem passierenden Einzelbild ab, während die Röhre 80 ihren Gleichgewichtszustand erreicht. Jegliche Änderungen der Eingangs-Videosignale werden mit ihrem vollen Betrag übertragen, während die unveränderten oder nicht-differentiellen Anteile der Videosignale weitgehend gelöscht bzw. unterdrückt werden.

Wie in F i g. 2 dargestellt, weist die Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 eine spezielle Speicherschicht 86 auf, kann jedoch in ihrer Ausführung ansonsten einer üblichen Vidicon-Kathodenstrahl-Kameraröhre entsprechen, die in Fersehkameras verwendet wird. Die Speicherschicht 86 wird von einem Elektronenstrahl oder Kathodenstrahl abgetastet, der von einer üblichen Elektronenkanone 88 erzeugt wird, die eine Kathode SSK und drei Gitter SSG1,88G2 und 88G3 aufweisen kann. Die Eingangsleitung 82 ist vorzugsweise mit der Kathode SSK und ebenfalls vorzugsweise mit dem ersten Gitter 88Gl und dem zweiten Gitter 88G 2 verbunden. Auf diese Weise wird der Elektronenstrahl von den Video-Eingangssignalen moduliert.

Auch ist eine Einrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahles in der Bildspeicherröhre 80 vorgesehen. Es kann entweder magnetische oder elektrostatische Ablenkung verwendet werden. Zum Zwecke der Veranschaulichung ist die Bildspeicherröhre 80 in F i g. 2 mit horizontalen und vertikalen Ablenkplatten 90 und 92 dargestellt, die mit Ablenksignalen von dem Ablenkgenerator 62 nach Fig. 1 versorgt werden können. Es können jedoch auch magnetische Ablenk-

spulen anstelle der Ablenkplatten verwendet werden. Auch können eine oder mehrere magnetische Fokussierspulen verwendet werden.

Die Speicherschicht 86 der Videodifferenz-Detektor-Bildspeicherröhre 80 kann als elektrisch leitende Gegenplatte oder Signalplatte 94 mit einer darauf befindlichen dünnen dielektrischen Schicht oder einem dielektrischen Überzug 96 ausgebildet sein. Eine Sammel- oder Absaugelektrode 98 befindet sich an der Speicherschicht 86.

Die leitende Gegenplatte 94 kann aus dotiertem Silicium bestehen, während der dielektrische Überzug 96 als darauf gewachsene dünne Schicht aus Siliciumdioxyd (S1O2) ausgebildet sein kann. Die dielektrische Schicht 96 kann durch den Elektronenstrahl elektrostatisch aufgeladen werden, so daß Videobilder elektrostatisch in die Schicht 96 mittels des Elektronenstrahles eingeschrieben werden können.

Bei der in Pig. 2 dargestellten Anordnung ist eine Last in Form eines Widerstandes 100 mit der Gegenplatte 94 und der Steuerleitung 48a verbunden, an die unterschiedliche Versorgungsspannungen mittels der elektronischen Schalter 72 und 76 angelegt werden können. Falls gewünscht, kann ein Koppelkondensator 102 zwischen die Gegenplatte 94 und die Video-Ausgangsleitung 84 geschaltet werden.

Eine kapazitive Kopplung besteht lediglich zwischen der aufgeladenen vorderen Oberfläche der dielektrischen Schicht 96 und der Gegenplatte 94.

Das erste z. B. bei Verwendung des Cerfilters 26a erzeugte Röntgenbild wird von der Fernsehkamera 42 in Videosignale umgesetzt und kann in Form elektrostatischer Ladungen in die dielektrische Schicht % der Speicherschicht 86 der Bildspeicherröhre 80 eingeschrieben werden. Während des ersten Video-Einzelbildes verteilt der Elektronenstrahl Ladungen auf der dielektrischen Schicht 96, die den Videosignalen entsprechen. Aufgrund der kapazitiven Kopplung über die dünne dielektrische Schicht 96 erzeugt das Aufladen der Schicht 96 Verschiebungsströme zur Gegenplatte 94 über den Lastwiderstand 100, so daß Videosignale der Ausgangsleitung 84 zugeführt werden. Während aufeinanderfolgender Einzelbilder besteht eine Tendenz zur Ausbildung eines Gleichgewichtszustandes zwischen den Videospannungen an der Kathode SSK und den von den Ladungen an der vorderen Oberfläche der dielektrischen Schicht % erzeugten Spannungen. Mit fortschreitendem Gleichgewichtszustand fallen die von dem Elektronenstrahl erzeugten Ladungsströme immer mehr auf Null ab, so daß die Video-Ausgangsströme ebenfalls imrntfr mehr auf Null abfallen. Die stabilen oder nicht-differentiellen Anteile der Videosignale werden somit immer mehr unterdrückt bzw. gelöscht.

Bevor ein vollständiger Gleichgewichtszustand erreicht ist, wird das erste Röntgenbild durch das zweite Röntgenbild durch Umschalten vom Cerfilter 26a auf das Jodfilter 26b ersetzt Aufgrund der sich daraus ergebenden Änderung der Energie der Röntgenstrahlen tritt im allgemeinen eine gewisse Änderung des Röntgenbildes auf, so daß das zweite Bild sich leicht vom ersten Bild unterscheidet, insbesondere an Stellen oder Flächen, an den ein Kontrastmittel, wie z. B. Jod, vorhanden ist

Die Änderungen der Videosignale an der Kathode 8SK der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 erzeugen Änderungen der Ladungen auf der vorderen Oberfläche der dielektrischen Schicht 96. Die Änderungen der Ladungen erzeugen entsprechende Video-Ausgangssignale auf der Gegenplatte 94 und der Ausgangsleitung 84.

Die Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 erzeugt somit differentielle Video-Ausgangssignale, die den differentiellen bzw. unterschiedlichen Merkmalen entsprechen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Röntgenbild bestehen. Die nicht-differentiellen, also nicht unterschiedlichen Merkmale, werden weitgehend gelöscht bzw. unterdrückt. Da beim Einschreiben des ersten Videobildes kein vollständiger Gleichgewichtszustand erreicht wurde, ist die Unterdrückung nicht vollständig. Es ist jedoch wünschenswert, das Erreichen eines vollständigen Gleichgewichtszustandes zu vermeiden, da es nur bei einem teilweisen bzw. unvollständigen Gleichgewichtszustand möglich ist, Video-Signaiänderungen zu entdecken, die sowohl ein positives als auch ein negatives Vorzeichen aufweisen.

Die Bildspeicherröhre 80 bewirkt demnach eine starke Verstärkung der differentiellen bzw. unterschiedliehen Anteile der Videosignale, die den differentiellen bzw. unterschiedlichen Merkmalen der Röntgenbilder entsprechen. Die differentiellen Videosignale der Bildspeicherröhre 80 werden sodann von der integrierenden Subtraktions- und Speichereinrichtung 52 integriert.

Die Speichereinrichtung 52 kann eine weitere elektronische Bildspeicherröhre 104 aufweisen, die in F i g. 3 dargestellt ist. Obwohl verschiedene Kathodenstrahl-Speicherröhren verwendet werden können, ist die dargestellte Röhre ein Silicium-Speichertyp mit einer speziellen Speicherschicht 106, die eine elektrisch leitende Gegenplatte oder Signalplatte 108 mit einem darauf befindlichen Mosaik 110 aus inselartigen dielektrischen Stellen aufweist. Vorzugsweise besteht die Gegenplatte aus dotiertem Silicium, während das Mosaik 110 selektiv darauf gewachsene inselartige Stellen aus Siliciumdioxyd (S1O2) aufweist.

Mit Ausnahme der Speicherschicht 106 kann die Bildspeicherröhre 104 ähnlich bzw. gleich aufgebaut sein, wie eine übliche Vidicon-Kathodenstrahl-Kameraröhre, die in Fernsehkameras verwendet wird. Eine Sammel- oder Absaugelektrode 112 ist an der Speicherschicht 106 vorgesehen.

Das Mosaik auf der Speicherschicht 106 wird mittels eines Elektronenstrahls oder eines Kathodenstrahls abgetastet, der von einer üblichen Elektronenkanone 114 mit einer Kathode 114K und drei Gittern 114Gl, 114G2 und 114G3 erzeugt wird. Es kann entweder magnetische oder elektrostatische Ablenkung verwendet werden. In diesem Falle sind Ablenkspulen 116 vorgesehen, um eine magnetische Ablenkung zu erzeugen. Abgleichspulen 118 können ebenfalls vorgesehensein.

Die differentiellen Videosignale der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 können der Bildspeicherröhre 104 über die Ausgangsleitung 84, den Videoschalter 50 und eine Eingangsleitung 120 zugeführt werden, die in diesem Falle mit dem ersten Gitter 114G1 der Bildspeicherröhre 104 verbunden ist. Auf diese Weise wird der Elektronenstrahlstrom durch die differentiellen Videosignale moduliert

Das Ausgangssignal der Bildspeicherröhre 104 wird vorzugsweise an der Gegenplatte 108 der Speicherschicht 106 erhalten. Die Gegenplatte 108 ist daher mit 6s einer Ausgangsleitung 122 vorzugsweise über einen Koppelkondensator 124 verbunden. Bei der dargestellten Anordnung ist eine Last in Form eines Widerstandes 126 mit der Gegenplatie 108 und der Steuerleitung 52a

nach Fig. 1 verbunden. Es sei daran erinnert, daß die verschiedenen Versorgungsspannungen mittels der elektronischen Schalter 68, 70, 74 und 78 an die Leitung 52a angelegt werden.

Die Bildspeicherröhre 104 wird dazu verwendet, elektrostatische Bilder in das Mosaik 110 der Speicherschicht 106 einzuschreiben, die den differentiellen Videosignalen der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 entsprechen, indem diese differentiellcn Videosignale an die Eingangsleitung 120 angelegt werden, die die Signale dem ersten Gitter 114Gl der Speicherröhre 104 zuführt. Die Bilder können entweder positiv oder negativ eingeschrieben werden, abhängig von der Spannung, die der Gegenplatte 108 zugeführt wird.

Die Möglichkeit, entweder positiv oder negativ einzuschreiben, ist in Fig.4 mittels einer Kennlinie dargestellt, bei der der Sekundärernissionskoeffizient des inselartigen Speicherschichtmosaiks 110 als Funktion der Spannung an dem inselarligen Speicherschichtmosaik aufgetragen ist. Wenn der Elektronenstrahl auf die Speicherschichtinselchen des Mosaiks 110 auftrifft, werden bei steigender Spannung an den Speicherschichtinseln Sekundärelektronen von den Speicherschichtinseln in steigender Zahl emittiert.

Wie F i g. 4 zu entnehmen ist, stellt der Sekundäremissionskoeffizient die effekte Anzahl der Sekundärelektronen dar, die für jedes von dem Elektronenstrahl zugeführte Primärelektron emittiert werden. 1st der Koeffizient größer als Null, so schreibt der Elektronenstrahl Bilder mit positiven Ladungen in das Speicherschichtmosaik 110 ein, da jedes Primärelektron des Elektronenstrahls die Emission von mehr als einem Sekundärelektron aus dem inselartigen Speicherschichtmosaik HO bewirkt. Ist der Koeffizient negativ, schreibt der Elektronenstrahl Bilder mit negativen Ladungen ein, da jedes Primärelektron im Durchschnitt die Emission von weniger als einem Sekundärelektron bewirkt. Die Spannung an der Gegenplatte, bei der der Koeffizient Null ist. kann als Nulldurchgangsspannung bezeichnet werden. Oberhalb des Nulldurchgangs, der ungefähr bei 30 Volt für die in F i g. 4 dargestellte Kennlinie liegt, bewirkt der Elektronenstrahl eine Ansammlung positiver Ladungen auf den Inselchen des Mosaiks 110. Unterhalb des Nulldurchgangs bewirkt der Elektronenstrahl eine Ansammlung negativer Ladungen.

Obwohl die von der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 erzeugten differentiellen Videosignale entweder als positive oder als negative Ladungen in die Speicherschicht 106 der Bildspeicherröhre 104 eingeschrieben werden können, werden die differentiellen Videosignale vorzugsweise als positive Ladungen eingeschrieben. Dies erfolgt durch Anlegen der differentiellen Videosignale an die Eingangsleitung 120, während die Spannung an der Speicherschicht über der Nulldurchgangsspannung gehalten wird. So wird z. B. in diesem Falle eine Spannung an der Speicherschicht von 50 Volt verwendet, die der Gegenplatte 108 mittels des elektronischen Schalters 74 zugeführt wird. Der Steuerimpulsgenerator 56 führt über die Steuerleitung 74a einen Impuls dem elektronischen Schalter 74 zu, um ihn zu betätigen, so daß der 50 Volt-Ausgang der Stromversorgung 66 mit der zu der Gegenplatte 108 der Bildspeicherröhre 104 führenden Leitung 52a verbunden wird.

Das in dem Speicherschichtmosaik HO der Bildspeicherröhre 104 abgespeicherte elektrostatische Bild kann durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die Gegenplatte 108 ausgelesen werden, während das Speicherschichtmosaik 110 mit dem Elektronenstrahl abgetastet wird. Dieses Leseverfahren erzeugt Videosignale auf der Gegenplatte 108, da die elektrischen Ladungen des Speicherschichtmosaiks 110 den Elektronenstrahl modulieren, während er das Speicherschichtmosaik abtastet. In diesem Falle wird z. B. eine Spannung für die Gegenplatte von 6 Volt als

ίο Lesespannung verwendet. Es ist ersichtlich, daß diese Spannung innerhalb eines beträchtlichen Bereich variiert werden kann. Soll das in dem Speicherschichtmosaik 110 der Bildspeicherröhre 104 abgespeicherte Bild ausgelesen werden, wird der 6 Volt-Ausgang der Stromversorgung 66 mit der Steuerleitung 52a durch den elektronischen Schalter 63 entsprechend einem Steuerimpuls verbunden, der von dem Steuerimpulsgenerator über die Leitung 68a zugeführt wird.

Während des Lesevorganges werden die Videosigna-Ie von der Gegenplatte 108 der Bildspeicherröhre 104 über die Ausgangsleitung 122 dem Sichtgerät 54 zugeführt. Das von dem Sichtgerät 54 erzeugte sichtbare Bild entspricht der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Röntgenbild, die durch die Verwendung der verschiedenen Filterelemente 26a und 26b erzeugt wurden.

Es sei daran erinnert, daß die Differenz zwischen den ersten und zweiten Videosignalen, die dem ersten und dem zweiten Röntgenbild entsprechen, durch sequentielle Zuführung der ersten und zweiten Videosignale zur Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 erhalten wird. Nachdem diese Differenz erhalten ist, werden die ersten Videosignale wieder vorzugsweise an die Eingangsleitung 82 der Bildspeicherröhre 80 angelegt, um die reziproke Differenz zu erhalten. Die sequentielle Zuführung der zweiten und ersten Videosignale der Bildspeicherröhre 80 bewirkt somit die Erzeugung von zweiten differentiellen Video-Ausgangssignalen auf der Ausgangsleitung 84 der ersten Speicherröhre 80. Die Phase der zweiten differentiellen Videosignale ist der Phase der ersten differentiellen Videosignale entgegengesetzt. Ein positiv verlaufender differentieller Anteil der ersten differentiellen Videosignale wird somit durch einen negativ verlaufenden differentiellen Anteil der zweiten differentiellen Videosignale ersetzt und umgekehrt.

Da die ersten differentiellen Videosignale positiv in das Speicherschichtmosaik 110 der Bildspeicherröhre 104 eingeschrieben werden, werden die zweiten differentieüen Videosignale vorzugsweise negativ eingeschrieben, indem die Spannung an der Gegenplatte auf einen Wert unterhalb der Nulldurchgangsspannung reduziert wird, während der Elektronenstrahl mit den zweiten differentiellen Videosignalen moduliert wird. In diesem Falle wird z. B. der Gegenplatte 108 eine Versorgungsspannung von 20 Volt mittels des elektronischen Schalters 70 über die Versorgungsleitung 52a entsprechend einem von dem Steuerimpulsgenerator 56 über eine Steuerleitung 70a abgegebenen Impuls zugeführt Aufgrund der niedrigen Spannung an der Gegenplatte schreibt der Elektronenstrahl der Bildspeicherröhre 104 die zweiten differentiellen Videosignale als negative Ladungen ein, die die voraufgehend eingeschriebenen positiven Ladungen zu neutralisieren oder zu löschen suchen. Auf diese Weise suchen die nicht-differentiellen Anteile der zweiten Videosignale die entsprechenden nicht-differentiellen Anteile der ersten Videosignale zu löschen bzw. zu unterdrücken, da

diese nicht-differentitllen Anteile annähernd gleich sind, jedoch ein entgegengesetztes Vorzeichen aufweisen. Die differentiellen Anteile der zweiten differentiellen Videosignale, die die entgegengesetzte Phase zu den etitsprechenden differentiellen Anteilen der ersten differentiellen Videosignale aufweisen, zeigen jedoch nicht die gleiche Tendenz zum Neutralisieren oder Löschen der voraufgehend eingeschriebenen Signale. Stattdessen werden Kontrast und Sichtbarkeit der in dem Speichermosaik 110 gespeicherten differentiellen Anteile relativ zu den nicht-differentiellen Anteilen verstärkt.

Dieser Zyklus kann beliebig häufig wiederholt werden, um eine progressive Integration der in dem Mosaik 110 der Bildspeicherröhre 104 abgespeicherten differentiellen Anteile zu erzielen. Bei jedem Zyklus nimmt der Kontrast zwischen den differentiellen Anteilen und den nicht-differentiellen Anteilen zu. Im allgemeinen wird der mittels des Fernsehsystems erzielbare volle Kontrast nach 2 bis 50 Zyklen erhalten, was von dem anfänglichen Kontrast der unterschiedlichen Bildanteile des ersten und zweiten Röntgenbildes abhängt. Mit dem erfindungsgemäßen System kann ein Röntgenbilddifferential, das geringer als 1% ist, integriert und auf vollen Kontrast verstärkt werden.

Es ist ersichtlich, daß bei jedem Zyklus die dem ersten und dem zweiten Röntgenbild entsprechenden ersten und zweiten Videosignale der Eingangsleitung 82 der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 zugeführt werden, die dann erste differentielle Videosignale auf der Ausgangsleitung 84 erzeugt. Diese differentiellen Videosignale werden als positive, auf dem Speicherschichtmosaik 110 der zweiten Speicherröhre 104 verteilte Ladungen eingeschrieben, wobei die Spannung an der Gegenplatte über der Nulldurchgangsspannung liegt. Die ersten Videosignale werden dann erneut an die Eingangsleitung 82 der Bildspeicherröhre 80 angelegt, die sodann die zweiten differentiellen Videosignale auf der Ausgangsleitung 84 erzeugt. Die zweiten differentiellen Videosignale werden als negative Ladungen in das Speicherschichtmosaik 110 der Bildspeicherröhre 104 eingeschrieben, wobei die Spannung an der Gegenplatte unter der Nulldurchgangsspannung liegt. Während eines solchen Zyklus werden die differentiellen Anteile der Rönlgenbilder verstärkt, während die stabilen oder nicht-differentiellen bzw. nicht unterschiedlichen Anteile weitgehend gelöscht bzw. unterdrückt werden.

Ist es erwünscht, sehr geringe Kontraständerungen der Röntgenbilder zu erfassen, so stellt der Störabstand der Video-Eingangssignale einen begrenzenden FaI tor dar. Bei einer wiederholten periodischen Kontraständerung kann der Differenz-Erfassungsprozeß mehrfach wiederholt werden, und die resultierenden Differenzsignale können in der Bildspeicherröhre 104 integriert werden, so daß der Störabstand verbessert wird.

Bei der Auswertung sehr geringer Kontraständerungen ergab sich, daß die Tatsache in Betracht gezogen werden muß, daß die thermionisch emittierten Kathodenelektronen in der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 eine ihnen innewohnende Energieverteilung aufweisen, die einer statistischen Boltzmann-Verteilung folgt. Aufgrund dieser Tatsache ist es nicht wünschenswert, daß die Bildspeicherröhre 80 ein Gleichgewicht zwischen der dielektrischen Speicher- '¹^ schicht und der Kathode erreicht, da jede geringe neue Spannungsänderung in der Boltzmann-Verteilung aufgeht und daher nicht mehr sichtbar zu machen ist. Es ist daher von Vorteil, die dem zweiten Bild entsprechender zweiten Videosignale zuzuführen, bevor der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Aufgrund der Tatsache, daß der Gleichgewichtszustand nicht erreicht wird, tritt eir Restsignal zusätzlich zu dem Differenzsignal auf. In dei zweiten Speicherröhre 104 wird das Differenzsignal integriert, das restliche Signal oder Gleichstromsigna! jedoch subtrahiert und gelöscht.

Der diesbezügliche Betriebs- oder Operationsablau! des Systems ist in Fig. 5 veranschaulicht. Wie dargestellt, beinhaltet der Operationsablauf einer vierstufigen Zyklus. F i g. 5 stellt den ersten vierstufiger Zyklus und einen Teil des zweiten Zyklus dar. Allgemeir ist es wünschenswert, etwa 2 bis 50 Zyklen zi verwenden, abhängig von der spezifischen Anwen dungsart

Wie in dem Impulsplan bzw. Diagramm nach Fig. ί dargestellt, sind die Bilder 1 und 2 identisch, mi Ausnahme eines zusätzlichen weißen Balkens in Bild 2 Während der Stufe 1, die ein Fernseh-Einzelbilc umfassen kann, wird die Videodifferenzdetektor-Bild speicherröhre 80 durch Anlegen einer hohen Spannung von z. B. 340 VoIf an die Gegenplatte 94 gelöscht. Diese Spannung wird mittels des elektronischen Schalters 76 entsprechend einem impuls des Steuerimpulsgenerator! 56 zugeführt. Das Anlegen der Hochspannung bewirkt daß der Elektronenstrahl die dielektrische Schicht mii einer einheitlichen Ladung bedeckt.

Während der ersten und der zweiten Stufe lediglich des ersten Zyklus wird die weitere Bildspeicherröhre 104 gezündet und gelöscht, wie aus den Teilen \IA unc IIS nach Fi g. 5 zu ersehen ist. Die Zündstufe beinhaltei das Anlegen einer Hochspannung von z. B. 340 Volt ar die Gegenplatte 108. Der Elektronenstrahl verteilt danr positive Ladungen über das gesamte Mosaik 110. Die Hochspannung wird der Gegenplatte 108 mittels de: elektronischen Schalters 78 entsprechend einem Impuk des Steuerimpulsgenerators 56 zugeführt. Die Löschstu fe beinhaltet das Anlegen einer wesentlich unter dei Nulldurchgangsspannung liegenden Spannung an die Gegenplatte 108. Der Elektronenstrahl entfernt danr fortschreitend die positiven Ladungen und verteil negative Ladungen. In diesem Falle wird die niedrige Spannung am 20 Volt-Ausgang der Stromversorgung abgegriffen und der Gegenplatte 108 mittels de; elektronischen Schalters 70 entsprechend einem Steuer impuls des Steuerimpulsgebers 56 zugeführt.

Während der zweiten Stufe wird das als Bezugsbilc dienende Bild 1 in die Videodifferenzdetektor-Bild speicherröhre 80 eingeschrieben, wie durch die Teile Iß ICund IDin Fig. 5 bezeichnet ist. Für diesen Vorgang wird die Hochspannung von 340 Volt auf eine niedrige Spannung von z. B. 30 Volt an der Gegenplatte 9t reduziert. Diese niedrige Spannung wird mittels de: elektronischen Schalters 72 entsprechend einem Impuli des Steuerimpulsgenerators 56 zugeführt. Der Video schalter 46 wird mittels eines Impulses vom Steuerim pulsgenerator betätigt, so daß die Videosignale dei Kathode und dem ersten Gitter der Bildspeicherröhn 80 zugeführt werden.

Der Teil IEin F i g. 5 veranschaulicht die Video-Aus gangssignalform an der Gegenplatte der Bildspeicher röhre 80, wenn das Bild 1 eingeschrieben wird. Es ist zi erkennen, daß der Betrag der Videosignale be Annäherung an ilen Gleichgewichtszustand exponen tiell abnimmt. Das Video-Ausgangssignal fällt nicht bi: auf Null ab, da ein vollständiger Gleichgewichtszustand nicht erreicht wird.

Während der dritten Stufe oder des dritten Schrittes, der das Fernseh-Einzelbild 7 betrifft, werden die dem Röntgenbild 2 entsprechenden zweiten Videosignale der Kathode und dem ersten und zweiten Gitter der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 zugeführt, wie aus den Teilen IC ID und ,E von F i g. 5 zu ersehen ist. Als Ergebnis wird ein dem weißen Balken und einem gewissen Restsignal vom Bild 1 entsprechendes starkes differentielles Videoausgangssignal am Ausgang der Bildspeicherröhre 80 erzeugt Dieses Video-Differenzsignal ist in Teil Ifdes Einzelbildes 7 gezeigt.

Wie Teil HCvon Fig.5 zu entnehmen ist, wird das differentielle Videosignal dem Gitter der Bildspeicherröhre 104 zugeführt und in das Mosaik 110 der Röhre in Form positiver Ladungen eingeschrieben. Der Videoschalter 50 wird mittels eines Impulses vom Steuerimpulsgenerator betätigt. Das positive Einschreiben wird durch Anlegen einer über der Nulldurchgangsspannung liegenden Spannung an die Gegenplatte 108 erreicht Wie der Zeichnung zu entnehmen ist wird diese Spannung an dem 50 Volt-Ausgang der Stromversorgung 66 abgegriffen und der Gegenplatte 108 mittels des elektronischen Schalters 74 entsprechend einem Steuerimpuls des Generators 56 zugeführt.

Während des Schrittes oder der Stufe 4 werden die dem Bild 1 entsprechenden Video-Eingangssignale wiederum der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 zugeführt, wie in den Teilen ICund IDvon Fig.5 veranschaulicht ist. Als Ergebnis enthält die in Teil IF gezeigte Video-Ausgangssignalform ein zweites Differenzsignal, das eine zum ersten Differenzsignal entgegengesetzte Phase aufweist. Dieses Differenzsignal wird dem Gitter der weiteren Bildspeicherröhre 104 zugeführt, wie in Teil IlCdes Einzelbildes 9 dargestellt ist und negativ eingeschrieben, indem eine unter der Nulldurchgangsspannung liegende Spannung der Gegenplatte 108 zugeführt wird. Diese Spannung kann an dem 20 Volt-Ausgang der Stromversorgung 66 abgegriffen und der Gegenplatte 108 mittels des elektronischen Schalters 70 entsprechend einem Steuerimpuls des Generators 56 zugeführt werden. Der Videoschalter 50 wird vom Steuerimpulsgenerator 56 betätigt.

Es ist ersichtlich, daß hierdurch die differentiellen Anteile der Videosignale integriert und auf dem Bildschirm der Bildspeicherröhre 104 verstärkt werden, während die nieht-differentiellen oder restlichen Anteile weitgehend unterdrückt bzw. gelöscht werden. Dies ist Teil UD der Einzelbilder 10 bis 12 von Fig.5 zu entnehmen.

Wenn die Bildspeicherröhre 104 nicht gezündet oder gelöscht wird oder wenn nicht in die Röhre eingeschrieben wird, wird sie in die Lese-Betriebsart geschaltet, indem eine niedrige Spannung von z. B. 6 Volt der Gegenplatte 108 zugeführt wird, wie den Teilen UA und Ilß von F i g. 5 zu entnehmen ist Diese Lesespannung wird mittels des elektronischen Schalters 68 entsprechend Steuerimpulsen des Generators 56 zugeführt. Die dem Bild 1 entsprechenden gespeicherten Videosignale werden gemäß dem Einzelbild 8 von Teil HD in Fig. 5 ausgelesen. Die verstärkten und subtrahierten Videosignale werden gemäß den Einzelbildern 10,11 und 12 des Teiles IIDin F i g. 5 ausgelesen.

Dem Einzelbild 9 des Teiles I£" in Fig.5 ist zu entnehmen, daß das restliche Bild noch im Ausgangssignal der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre 80 enthalten ist, jedoch zusätzlich eine geringe Absenkung an der Stelle des weißen Balkens auftritt. Dies beruht darauf, daß der im Einzelbild 7 enthaltene weiße Balken eine etwas negativere Aufladung des Dielektrikums des Videodifferenzdetektors bewirkt, als dies bei den umgebenden Elementen der Fall ist. Dies ist vorteilhaft, da ein negativ in die Silicium-Bildspeicherröhre eingeschriebener »schwarzer« Balken eine Subtraktion von geringer Ladung von der Speicherschicht beim negativen Einschreibschritt entspricht und somit den endgültigen weißen Balken bezogen auf die umgebenden Bereiche stärker hervorhebt.

Während des zweiten Zyklus und der darauffolgenden Zyklen werden alle vier Schritte oder Stufen wiederholt (mit Ausnahme des Zündens und Löschens der Bildspeicherröhre 104). Aufgrund der integrierenden Wirkung der Bildspeicherröhre 104 wird ein zunehmendes Differenzsignal in dem Mosaik 110 der Röhre abgespeichert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steigerung der Erkennbarkeit von differentiellen Unterscheidungsmerkmalen veränderlicher Bilder, mit einer Bilderzeugungseinrichtung, die zyklisch aufeinanderfolgend zumindest erste und zweite Bilder mit identischen Anteilen und unterschiedlichen Anteilen erzeugt, mit einer eine Fernsehkamera enthaltenden Einrichtung zur Umsetzung der ersten und zweiten Bilder in erste und zweite Videosignale, mit einer Bildspeichereinrichtung in Form einer Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre und mit einem Sichtgerät, dadurch gekennzeichnet, daß der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre (80) über einen Video-Schalter (46) die den ersten und zweiten Bildern entsprechenden ersten und zweiten Videosignale aufeinanderfolgend derart zugeführt werden, daß die Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre (80) ein der Differenz zwischen den ersten und zweiten Videosignalen entsprechendes erstes differentielles Videosignal sowie ein der Differenz zwischen den zweiten und ersten Videosignalen entsprechendes zweites differentielles Videosignal entgegengesetzter Phase erzeugt, und daß der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre (80) über einen weiteren Videoschalter (50) eine weitere Bildspeicherröhre (104) nachgeschaltet ist, in die ein dem ersten differentiellen Videosignal entsprechendes Bild positiv und ein dem zweiten differentiellen Videosignal entsprechendes Bild negativ einschreibbar sind, so daß sich mittels der weiteren Bildspeicherröhre (104) die differentiellen Anteile der differentiellen Videosignale additiv und deren nicht-differentielle Anteile subtraktiv zusammenfassen und nach Auslesen des von der weiteren Bildspeicherröhre (104) abgespeicherten integrierten Bildes auf dem Sichtgerät (54) darstellen lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung (12) unterschiedliche Rönlgenfiltereinrichtungen (24, 26, 26a, 26b, 30, .12, 34, 34a, 34i>, 36) zur zyklischen Filterung der von einer Röntgenstrahlquelle (14) abgegebenen Röntgenstrahlen aufweist, um den Röntgenstrahlen eine unterschiedliche Energie zu verleihen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre (80) eine Speicherschicht (86) mit einer dielektrischen Schicht (96) über einer leitenden Gegenplatte (94) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre (80) eine Einrichtung (62, 90, 92) aufweist, die mittels eines Elektronenstrahls die dielektrische Schicht (96) abtastet, um ein elektrisches Ladungsbild auf der dielektrischen Schicht (96) zu erzeugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangsschaltung (48a, 84, 100, 102) mit der Gegenplatte (94) der Videodifferenzdetektor-Bildspeicherröhre (80) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Bildspeicherröhre (104) eine Speicherschicht (106) aus einem Mosaik (110) inselartiger dielektrischer Speicherstellen über einer leitenden Gegenplatte (iöe) aufweist, das mitteis eines Elektronenstrahls

abgetastet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Steuerschaltung (52a, 56,66, 74, 74a,) zur Erregung der Gegenplatte (108) mit einer ersten Spannung vorgesehen ist, deren Betrag ein Einschreiben positiver Ladungen in die Speicherschicht (!06) mittels des Elektronenstrahls ermöglicht, und diiß eine /weite Steuerschaltung (52./, 56, 66, 70, 7OaJ /ur Erregung der Gegenplutie (108) mit einer zweiten niedrigeren Spannung vorgesehen ist, deren Betrag das Einschreiben negativer Ladungen in die Speicherschicht (106) ermöglicht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lese-Steuerschaltung (52a, 56,66, 68, 6Sa) zur Ansteuerung der Gegenplatte (108) mit einer geringen Spannung vorgesehen ist, um ein Video-Ausgangssignal von der Gegenplatte (108) zu erhalten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuerschaltung zyklisch während einer Vielzahl von Zyklen betätigbar sind, um eine gesteigerte Integration der differentiellen Signalanteile zu erzielen.