-
Die technischen Vorteile der Erfindung bestehen neben der vollständigen
Lösung der gestellten Aufgabe vor allem in folgendem: Im Gegensatz zu der bekannten
Einrichtung, bei der das gesamte Bildsignal digitalisiert und gespeichert wird,
ist beim Gegenstand der Erfindung eine Analog-
-
Digital-Wandlung vorgesehen, bei der digitale Ausgangsimpulse nur
dann erzeugt werden, wenn eine auf sehr geringe Unterschiede vorgebbare Änderung
der Bildhelligkeit, d. h. also eine Änderung des Videosignals, auftritt. Demnach
werden, wenn die Kamera beispielsweise nur eine völlig einheitliche Fläche abtastet,
durch den A/D-Wandler überhaupt keine Ausgangsimpulse erzeugt (abgesehen von ein
paar wenigen Impulsen beim Sprung des Videosignals vom Zeilenende zum Zeilenanfang
auf den neuen Signalpegel), während bei einem abgetasteten Objekt mit sehr starken
Konturänderungen entsprechend viele Ausgangsimpulse erzeugt werden. Die im Vergleich
zur Anzahl der Impulse bei Vollbilddigitalisierung geringe Anzahl von Ausgangsimpulsen
des A/D-Wandlers werden - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Rasterverknüpfungs-Schaltung,
deren Funktion später erläutert wird - in einem Zähler für ein bestimmtes Bild oder
Teilbild gezählt und nach der dem Bild oder Teilbild entsprechenden Periode gegen
den Inhalt eines Speichers verglichen, der zuvor mit den Impulsen aus dem gleichen
Bild oder Teilbild gefüllt wurde. Da nur die Impulse aus den Bildkontur- oder Helligkeitsänderungen
abgespeichert zu werden brauchen, ist der Speicherplatzbedarf wesentlich geringer.
Bei einem erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Speicher eine Kapazität
von lediglich 240 Bit im Gegensatz zu 12 800 Bit bei dem bekannten Gerät. Nach dem
Zählerspeicher-Vergleich erfolgt eine hinsichtlich ihrer Anzahl vorgebbare Bewertung
der Differenzimpulse und gegebenenfalls eine Alarmauslösung, falls die Anzahl der
Differenzimpulse den vorgebbaren Wert überschreitet Neben dem Vorteil des sehr viel
geringeren Speicheraufwands trotz praktisch verdoppelter Abstufung der erfaßbaren
Helligkeitsunterschiede bietet sich mit der Erfindung die Möglichkeit, die auf Grund
der Helligkeits- oder Konturübergänge erzeugten Impulse über eine Mischstufe dem
Videosignal zum Monitor hinzuzumischen, so daß bei ebenfalls vorgesehener Möglichkeit
zur Rasterunterteilung des Bilds genau die Konturgrenzen durch einen hellen Saum
herausgehoben werden können, die sich verändert und zur Auslösung des Alarms geführt
haben. Damit können also auch in den überwachten Bereich eingedrungene Fremdobjekte
selbst dann sicher ausgemacht werden, wenn sich nur sehr geringe Konturänderungen
ergeben haben.
-
Neben anderen im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläuterten Vorzügen sei noch erwähnt, daß
der Speicherwechsel auf Grund des vergleichsweise sehr kleinen Speichers innerhalb
sehr kurzer Zeit erfolgen kann, d. h. einer Zeitspanne, die nur einen kleinen Bruchteil
der Zeit beträgt, die erforderlich ist, um einen Speicher mit Vollbildspeicherung
auszutauschen. Dadurch können auch während des Speicherwechsel keine Unsicherheiten
hinsichtlich des Eindringens von Störobjekten in den überwachten Bereich auftreten.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
durch die Zeichnung in Einzelheiten weiter erläutert. Es zeigt F i g. 1 in Blockbilddarstellung
eine Schaltungsanordnung zur automatischen Überprüfung und Bewertung des von einer
Videokamera gelieferten Signals mit Merkmalen nach der Erfindung und F i g. 2 das
Beispiel eines Überwachungstableaus, das zur gezielten Auswahl einzelner Rasterfelder
im Kontrollraum einer Fernüberwachungszentrale angeordnet
sein kann.
-
Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 wird in die Videosignalleitung
zwischen einer nicht gezeigten Videokamera und einem ebenfalls nicht dargestellten
Monitor geschaltet. Das von der Kamera kommende und an einer Eingangsquelle 1 angelieferte
analoge Videosignal gelangt über einen Eingangsverstärker 2 auf ein Tiefpaßfilter
3 mit einer oberen Grenzfrequenz von beispielsweise 5 MHz, das zur Beseitigung irgendwelcher
im Videosignal enthaltenen höherfrequenten Raschkomponenten dient, wie sie insbesondere
bei Videokameras der niedrigeren Preisklasse auftreten. Vom Tiefpaßfilter 3 gelangt
das von hochfrequenten Rauschkomponenten befreite Videosignal auf einen Verteilerpunkt
4 und von dort an den Eingang 5 eines sehr schnellen Analog-Digital-Wandlers 30.
Unter »sehr schnell« wird dabei verstanden, daß die Wandelfrequenz weit oberhalb
der oberen Frequenzbandgrenze des Videosignals liegt. Die typische Wandelfrequenz
beträgt beispielsweise 25 MHz. Der nach dem sogenannten »sukzessiven Approximationsverfahren«
arbeitende Analog-Digital-Wandler 30 besteht im wesentlichen aus zwei Komparatoren
6a, 6b, zwei sehr schnellen Taktgeneratoren 7a, 7b, zwei geschalteten Konstantstromquellen
8a, 8b, sowie aus einem Ladekondensator 9, dessen Wert in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa lnF beträgt. Über einen Trennverstärker 10 mit Verstärkungsgrad Eins ist der
Kondensator 9 mit dem zweiten als Bezugseingang dienenden Eingang 5' der beiden
Komparatoren 6a, 6b, verbunden.
-
Ankommende verstärkte Videosignale gelangen an den Eingang 5 der
Komparatoren 6a, 6b. Ein ansteigendes Videosignal bewirkt ein Umschalten des Positiv-Komparators
6a, ein abfallendes Videosignal ein Umschalten des Negativ-Komparators 6b. Der jeweilige
Komparator ermöglicht einem nachgeschalteten Taktgenerator 7a bzw. 7b die Abgabe
einer der Dauer des Ausgangssignals des jeweiligen Komparators entsprechende Taktimpulsfolge
abzugeben, die auf eine nachgeschaltete Konstantstromquelle 8a bzw. 8b gelangt.
-
Solange Taktimpulse auf eine der Konstantstromquellen 8a oder 8b gelangen,
werden positive (Konstantstromgenerator 8a) oder negative (Konstantstromgenerator
8b) Konstantstromimpulse erzeugt, die den Ladekondensator 9 in kleinen genau definierten
Schritten laden oder entladen. Über die sehr hochohmige Mal-Eins-Verstärkerschaltung
10 gelangt das treppenförmige Signal des Ladekondensators zurück an den inversen-oder
Bezugseingang 5' der Komparatoren 6a, 6b, wo der Vergleich mit dem analogen Videosignal
stattfindet. Die typische Stufenhöhe der Treppenspannung beträgt z. B. 0,1 Volt
pro Stufe. Wird die höchste Spannung des Videosignals am Eingang der Komparatoren
6a, 6b, von schwarz nach weiß zu einem Wert von 3 Volt Spitze/Spitze angenommen,
so bedeutet dies, daß der Analog-Digital-Wandler 30 eine Grauskala von 30 möglichen
Schritten, d. h. eine Helligkeitsauflösung des Videobilds nach 30 Stufen erfaßt.
-
Ersichtlicherweise werden durch die Taktgeneratoren 7a, 7b Impulse
nur dann geliefert, wenn im Videosignal eine Änderung, d. h. - bezogen auf das Objekt
oder Bild - eine Helligkeits- oder Konturänderung auftritt.
-
Zur digitalen Weiterverarbeitung gelangen die Taktimpulse der beiden
Taktgeneratoren 7a, 7b über eine ODER-Schaltung 11 und eine Rasterverknüpfungsschaltung
12, deren Arbeitsweise später erläutert wird,
auf eine Zähleinheit
13, die bei einer erprobten Ausführungsform der Erfindung aus einer Binärzähikette
mit drei Zählern à 4 Bit besteht. Da die Taktimpulse - wie erläutert - nicht den
vollen Inhalt des Bildsignals in digitaler Form wiedergeben, vielmehr ihre Anzahl
nur der Impulsanzahl entspricht, die nötig ist, um mit Hilfe des aus den Konstantstromquellen
8a, 8b und dem Ladekondensator 9 gebildeten Treppenspannungsgenerator das Videosignal
zu bilden, d. h. - auf das Originalbild bezogen - es werden nur die Helligkeits-
oder Konturänderungen erfaßt. Dies bietet den entscheidenden Vorteil, mit einer
vergleichsweise kleinen Zähler-und Speicherschaltung auszukommen und trotzdem eine
größere Helligkeitsauflösung bei sehr rascher Speicherwechselmöglichkeit gewährleisten
zu können.
-
Bevor die auf den Zähler gelangten Impulse auf ihrem Weg zum Speicher
14 und bis zur Auswertung weiterverfolgt werden, sei zunächst die bereits erwähnte
Rasterverknüpfungsschaltung 12 betrachtet: Vom Verzweigungspunkt 4 gelangt das Videosignal
außerdem auf eine Synchronimpulsabtrenn- und Regenerierungsstufe 23, deren Aufbau
und Funktionsweise dem Fachmann bekannt ist. Der Synchronimpulsregenerierung mit
nachgeschalteter Normierung horizontal (H) und vertikal (V)zur Normierung der Horizontal-und
Vertikalsynchronimpulse nach Amplitude und Impulsbreite folgt ein eigener Spaltengenerator
25, 26, wobei der Vertikalspaltengenerator 26 ausgehend vom Zeilensynchronimpuls
in an sich bekannter Weise fünf vertikale Spalten zur Unterteilung des Videobildes
erzeugt. Durch Zählen der Horizontalsynchronimpulse werden außerdem im Horizontalspaltengenerator
25 vier horizontale Spalten zu je 72 Zeilen plus einer Zwischenzeile erzeugt. Diese
Spaltensignale vertikal und horizontal gelangen an eine integrierte Matrixschaltung,
die als Rastermatrix 22 bezeichnet ist und in bekannter Weise, beispielsweise nach
dem Prinzip des Kreuzschienenverteilers, geschaltet sein kann. Dieser Matrixschaltung
sind zwanzig nicht gezeigte Drucktastenschalter zugeordnet, mit deren Hilfe beliebige
Felder des durch Vertikal- und Horizontalspalten gerasterten Videobilds ausgewählt
werden können.
-
Vom Ausgang der Synchronimpulsregenerierung und -normierung 23 wird
ein Fünffach-Bildwechselzähler 27 gesteuert, der die aufeinanderfolgenden Video-Haibbilder
zählt. Seine Impulse steuern zusammen mit den Impulsen des Vertikalspaltengenerators
26 einen Rasterkomparator 28, der seinerseits über die bereits erwähnte Rasterverknüpfungsschaltung
12 bewirkt, daß pro Halbbild immer nur eine vertikale Spalte des Videosignalbilds
abgetastet wird. Da fünf Vertikalspalten vorgesehen sind, werden also für die Gesamtabtastung
eines Bildes fünf Einzelhalbbilder benötigt. Die Abtastung erfolgt - bezogen auf
den Bildschirm des Monitors - von links oben Feld 1 vertikal nach unten bis Feld
16. Im Halbbild 2 wird die zweite Vertikalspalte beginnend oben mit Feld 2 bis Feld
17 abgetastet usw. Mit Halbbild 5 und dem Feld Nr. 20 endet die Abtastung.
-
Da mit der angegebenen Steuerung der Rasterverknüpfungsschaltung
12 vom Rasterkomparator 28 aus während eines Halbbilds also maximal die Impulse
einer Spalte auf den Zähler 13 gelangen, wird für einen Abfrage- oder auch Aufladezyklus
des Speichers 14 fünfmal die Videohalbbildzeit = 5 x 20 Millisekunden = 0,1 Sekunden
benötigt. Jedes Rasterfeld, das wie erwähnt über die Rastermatrix 22 wählbar ist,
wird also pro 0,1 Sekunden einmal mit dem zugehörigen
Speicherinhalt verglichen.
-
Nachdem also die von den Taktgeneratoren 7a, 7b für jedes Videohalbbildsignal
erzeugten Impulse vollständig vorliegen, gestattet die Rasterverknüpfungsschaltung
12 unter Steuerung des Rasterkomparators 28 nur den Durchgang der Impulse von einer
Spalte pro Halbbild auf den Zähler 13, während die den übrigen Spalten in diesem
Halbbild entsprechenden Impulse unterdrückt werden. Am Ausgang der Rasterverknüpfungsschaltung
12 entsteht aber außerdem immer nur dann eine Impulsreihe, wenn ein bestimmtes Rasterfeld
über die Rastermatrix 22 angewählt wurde. Die nachfolgende Zähleinheit 13 zählt
nur die einem Rasterfeld zugeordneten Impulse. Dies sei am Beispiel des Abtastvorgangs
für das Feld 1 links oben erläutert: Nach dem Vertikal- oder Bildsynchronimpuls
oder nach jeder 73. Zwischenzeile (festgelegt durch den Horizontalspaltengenerator
25) ist die Zähleinheit 13 auf Null gestellt. Unter Steuerung der Rastermatrix gelangen
die zum Feld 1 gehörenden Zählimpulse in den Zähler. Nach 72 Zeilen tritt unter
Vorgabe durch den Horizontalspaltengenerator 25 eine leere Zwischenzeile auf. In
dieser Leerzeile wird der Inhalt der Zählereinheit 13 mit dem Inhalt der digitalen
Speichereinheit 14 verglichen.
-
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Speichereinheit
14 aus einem Digitalspeicher für 240 Bitt organisiert zu 20 Worten je 12 Bit. Dieser
Speichereinheit 14 ist eine in ihrer Arbeitsweise nachfolgend näher erläuterte Adresslogik
31 zugeordnet, die unter Steuerung vom Rasterkomparator 28 und vom Spaltengenerator
25 dem Speicher die Information für die Zuordnung der Rasterfelder zu den Speicherplätzen
vorgibt. Über die Adresslogik 31 wird auch die Zeitbasis für den Speicherwechsel
von einem abgreifbaren Zähler 29 vorgegeben, der das Ausgangssignal des Bildwechselzählers
mit einem bestimmten Faktor multipliziert und dann einen Freigabeimpuls für den
Speicherwechsel abgibt. Die frei wählbaren Zeiten, den Speicherinhalt jeweils dem
neuen Bildinhalt anzupassen, liegen bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
zwischen zwei und zweiunddreißig Sekunden in den Stufen 2,4,8, 16 und 32 Sekunden
(Wahlschalter 44 in F i g. 2). Ein einmal abgespeicherter digitaler Bildinhalt eines
Rasterfelds, z. B. des Felds 1, verbleibt bei einer angenommenen Speicherwechselzeit
von 8 Sekunden jeweils 8 Sekunden lang im Speicher.
-
Die bereits erwähnte Adresslogik 31 erfüllt zwei Aufgaben: Einmal
wird von dieser Einheit aus mit Hilfe des Rasterkomparators 28 und des Spaltengenerators
25 dem Speicher 14 vorgegeben, welcher Speicherplatz gerade zu belegen oder abzufragen
ist. Zum anderen verknüpft die Adresslogik 31 die Signale des Bildwechselzählers
29 und des Spaltengenerators 25 und ermöglicht dem Speicher 14, den Speicherinhalt
nur auszulesen, ohne diesen zu löschen oder zu wechseln.
-
Der Speicherwechsel erfolgt in jeder 73. Zeile nach folgendem Schema:
Der Horizontal-Synchronimpuls wird nach der Synchronimpulsabtrennstufe und Regenerierung
in der Einheit 23 in einer monostabilen Schaltung (nicht gezeigt) über die hintere
Schwarzschulter hinaus verlängert. Dieser verlängerte Impuls steuert den Vertikalspalten-Taktgenerator
26 und dieser wiederum einen Fünfstufenzähler (nicht gezeigt), dessen Ausgangssignale
an eine nicht dargestellte Dekodierschaltung gelangen. Die abgehenden Signale aus
der Dekodierschaltung gelangen zur Rastermatrix 22.
-
Die Verlängerung des Horizontal-Synchronimpulses hat folgenden Zweck:
Der A/D-Wandler wird während der verlängerten Horizontalsynchronimpuls-Austastung
blockiert. Die Ladespannung am Ladekondensator 9 bleibt während dieser Zeit auf
dem letzten Stand und wird während der verlängerten Horizontalsynchronimpulsaustastung
nicht verändert. Dies hat den Vorteil, daß zu Beginn der neuen Zeile nur die Spannungsdifferenz
zwischen Zeilenende und Zeilenanfang nachzuladen ist. Auf diese Weise wird beträchtliche
Zähler- und Speicherkapazität eingespart.
-
Da jedes Rasterfeld nach jeweils fünf Videohalbbildern, also nach
0,1 Sekunden wieder zur Überprüfung ansteht, wird der Zählerinhalt mit den neuen
Impulsen des gleichen Rasterfelds aus dem Analog-Digital-Wandler beaufschlagt. In
der Zwischenteile, z. B. der 73.
-
Zeile, wird in einer digitalen Subtraktionsschaltung 15 die Differenz
zwischen Speicher und Zählerinhalt gebildet. Bei der Subtraktionsschaltung 15 handelt
es sich um drei 4 Bit-Volladdierer, die durch Rückkopplungen als Subtrahierer geschaltet
sind. Dies sei an einem Beispiel verdeutlicht. Der Speicherinhalt betrage 480 Digit
und der Zählerinhalt beim neuen Bild 458 Digit. Die Subtraktion ergibt eine Differenz
von 22 Digit. Die Höhe dieser Differenz ist ein Maß für die Veränderung des Videobilds.
-
In einer Auswertelogik 16 führt diese Differenz zur Alarmauslösung
über eine Alarmeinrichtung 32, wobei die Anzahl der Impulse, die nötig ist, um einen
Alarm auszulösen, vorgewählt werden kann. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
beträgt die nötige Mindestanzahl 16 Impulse, während die Maximalanzahl, also die
Stufe geringster Anzeigeempfindlichkeit, 96 Impulse beträgt. Die am Drehknopf 45
(F i g. 2) einstellbare Abstufung beträgt 16, 24, 32, 48, 64 und 96 Impulse. Die
Auswertelogik 16 löst immer dann akustischen und/oder optischen Alarm aus, wenn
die voreingestellte Anzahl von Impulsen bei der Differenzbildung in der Subtraktionsschaltung
15 überschritten wird. Der Inhalt der Speichereinheit 14 wird bei der Differenzbildung
nicht gelöscht, sondern erst nach Ablauf der am Zähler 29 vorwählbaren Speicherwechselzeit,
also jeweils nach 2,4,8, 16 oder 32 Sekunden. Unmittelbar vor jedem Speicherwechsel
liegt noch ein Impulsvergleich, der wie vorher beschrieben abläuft. Anschließend
wird der neue Zählerinhalt in den Speicher 14 eingeschrieben, so daß keine Überwachungslücke
von mehr als 0,1 Sekunden entstehen kann.
-
Der Vertikalspaltengenerator 26 läuft auch in jeder 73. Leerzeile
weiten Zwar wird die Spaltenabtastung in dieser Zeile blockiert, jedoch den die
jetzt erzeugten Spaltenmarkierungssignale, die aufeinanderfolgend im Abstand von
10 um während 50 us unmittelbar auf den verlängerten Horizontalsynchronimpuls erzeugt
werden, zur Steuerung des Subtrahier-, Vergleichs-, Alarm-, Umlaufspeicher- und
Speicherwechselvorgangs herangezogen. Dabei laufen folgende Vorgänge ab: Während
des ersten und zweiten Spaltensignals bildet der Subtrahierer 15 die Differenz zwischen
Zähler und Speicherinhalt. Bewirkt durch den Impuls des dritten Spaltensignals liefert
die Auswertelogik 16 ein Signal, das im folgenden als Y-Signal bezeichnet ist und
das angibt, ob bei der Differenzbildung die zuvor eingestellte Schwelle zur Alarmauslösung
überschritten wird, d. h. also beispielsweise, ob die Differenz größer oder kleiner
als 16 Impulse ist. Das Y-Signal und das dritte Spaltensignal werden verknüpft und
gelangen zur Stufe Alarm 32.
-
Außerdem steht das Y-Signal auch am Eingang des Umlaufspeichers 17
an, dessen Takteingang durch das dritte Spaltensignal beaufschlagt ist, das den
Speicher um jeweils einen Platz weiterschiebt. Je nachdem, ob eine Alarmauslösung
erfolgt, erhält der zugehörige Speicherplatz ein Signal H(hoch) oder L(low = tief).
-
Mit Auftreten des vierten Spaltenimpulses wird -wenn zugleich das
Speicherwechselsignal anliegt - der Speicherinhalt gegen den Zählerinhalt ausgewechselt.
-
Dabei sei darauf hingewiesen, daß die Ausgänge der Zähler 13 fest
mit den zugehörigen Eingängen des Speichers 14 sowie mit den Eingängen des Subtrahierers
verbunden sind.
-
Ausgelöst durch das fünfte Spaltensignal (während der hier diskutierten
Dauer der 73. Zeile) wird der Zähler 13 auf Null gestellt, um für den nächsten Rasterbildvergleich
zur Verfügung zu stehen.
-
Um zu erkennen, in welchem gewählten Rasterfeld Alarm ausgelöst wurde,
ist der Auswertlogik 16 ein Umlaufspeicher 17 mit 20 Speicherplätzen nachgeschaltet,
für jedes Rasterfeld ein Speicherplatz. Wird in einem bestimmten angewählten Rasterfeld
Alarm ausgelöst, so entsteht in dem Umlaufspeicher 17 ein umlaufender Impuls, der
über eine Bildschirmrasterverknüpfungsschaltung 18 und eine Mischstufe 19 dem auf
den Monitor gelangenden Videosignal zugemischt wird und auf dem Bildschirm eine
weiße horizontale Strichmarkierung erscheinen läßt, die erst bei Löschung des Alarms
wieder verschwindet.
-
Bei dem Umlaufspeicher 17 handelt es sich um ein rückgekoppeltes
20 Bit-Schieberegister, dessen Signalausgang über ein ODER-Glied auf den Signaleingang
rückgekoppelt ist. Zur Erläuterung der Arbeitsweise dieses Umlaufspeichers 17 sei
angenommen, daß das Schieberegister anfänglich gelöscht sei und alle Speicherplätze
mit L-Signal beaufschlagt sind. Nun werde Rasterfeld 1 links oben abgetastet. Dabei
laufen folgende Vorgänge ab: Am Signalausgang des Schieberegisters steht L-Signal.
In der 73. Zeile schiebt der dritte Spaltenimpuls das Schieberegister um einen Platz
weiter. Wird angenommen, daß über die Auswertelogik 16 ein Alarm ausgelöst wurde,
so steht das Y-Signal am Eingang des Umlaufspeichers während des dritten Spaltenimpulses
auf Pegel H. Der Platz Nr.
-
1 des Schieberegisters weist also nach dem ersten Schiebeimpuls (dritter
Spaltenimpuls) Pegel H auf, während die Plätze 2 bis 20 auf Pegel L stehen. Nach
Rasterfeld 1 wird das Rasterfeld 6 überprüft. Während der ganzen Abtastung von Rasterfeld
6 steht am Signalausgang des zuvor gelöschten Schieberegisters Pegel L Es folgen
alle weiteren Rasterfelder. Am Ende jedes Rasterfeldes wird das Schieberegister
um einen Platz weitergeschoben. Am Ende von Rasterfeld 20 erscheint am Signalausgang
des Schieberegisters der Inhalt von Feld 1, der im angenommenen Fall auf Pegel H
steht. Während der ganzen Abtastzeit für das Rasterfeld 1 steht am Ausgang des Schieberegisters
Pegel H an und ermöglicht der nachfolgenden Schaltung Bildschirmraster 18 in Verbindung
mit dem Horizontalspaltengenerator 15 auf dem Feld 1 des Monitors eine horizontale
Strichmarkierung zu schreiben. Dies erfolgt durch Helltastung jeder fünften und
sechsten Zeile in Feld 1.
-
Am Ende von Feld 1 (73. Zeile) erscheint wieder der Schiebeimpuls,
also der dritte Vertikalspaltenimpuls.
-
Steht nun das Y-Signal (Alarmsignal) wieder auf Pegel L so bleibt
der umlaufende Pegel H des Feldes 1 trotzdem im Register, weil dieser Pegel über
das dem Eingang
des Schieberegisters vorgeschaltete ODER-Glied
vom Signalausgang wieder auf den Signaleingang gelangt. Dieses Schieberegister kann
nur über die in F i g. 2 mit Bezugszeichen 41 angegebene Löschtaste gelöst werden.
-
Außer dem Signal des Umlaufspeichers 17 gelangen die Rasterbildmarkierungssignale
aus der Rastermatrix 22 über die Bildschirmrasterschaltung 18 auf die Mischstufe
19 und damit in das Videosignal zum Monitor, das über einen Ausgangsverstärker 20
verstärkt an einer Ausgangsklemme 21 geliefert wird. Die Signale der Rastermatrix
22 bewirken, daß an den angewählten Rasterfeldern auf dem Monitor eine weiße Umrandung
erscheint.
-
Weiterhin ist es beispielsweise über einen Schalter möglich, dem
abgehenden Videosignal über die Mischstufe 19 auch noch die digitalen Zählimpulse
für das jeweils angewählte Rasterfeld zuzumischen. Die gesamten der Mischstufe 19
zumischbaren Signale, also Rasterumrandung, Strichmarkierung und Zählimpulse, werden
digital gemischt und dem Analogsignal gemeinsam zugemischt. Durch diese zugemischten
Impulse, die je jeweils nur bei einer erfaßten Konturänderung innerhalb des angewählten
Rasterfelds auftreten, lassen sich die Konturen durch weiße Punkte bzw. Linien auf
dem Bildschirm deutlich markieren, so daß ein auf der Objektseite in das überwachte
Rasterfeld gelangender Gegenstand zusätzlich durch eine Punkt- oder Linienumrandung
herausgehoben werden kann. Dies ist ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgedankens,
der sich daraus ergibt, daß über den Analog-Digital-Wandler nur die Kontur- oder
Helligkeitsänderungen durch die Abgabe von Impulsen beantwortet werden, so daß beispielsweise
ein gleichbleibender Graubereich erwünschterweise unberücksichtigt bleibt, dagegen
eine Helligkeitsgrenze bereits bei einem Unterschied von nur einem Dreißigstel der
Grauskala stark hervorgehoben werden kann.
-
Neben der dargestellten Hervorhebung der Konturübergänge, die eine
wesentliche Hilfe bei der Beurteilung einer Überwachung bei schlechten Sichtverhältnissen
darstellen kann, kann eine beispielsweise dreistellige Zahlenanzeige 42 (F i g.
2) ergänzend zur Beurteilung des Bildinhalts bei digitaler Alarmauslösung dienen.
Diese Zahlenanzeige, bispielsweise als 7-Segmentanzeige aus Leuchtdioden aufgebaut,
zeigt die letzten drei Stellen des digitalen Bildinhalts jeweils eines am Tastenfeld
43 angewählten Rasterfeldes in ablesbaren Ziffern zwischen 000 und 999 Impulsen
an. Damit kann die Anzahl der sich verändernden Impulse direkt abgelesen werden,
wenn sich der Inhalt des Videosignals ändert.
-
Im folgenden werden noch einige Angaben über die Leistungsfähigkeit
einer praktischen Ausführungsform
der hier beschriebenen Schaltungsanordnung dargestellt:
Ein einzelnes überwachtes Rasterfeld stellt sich auf dem Bildschirm des Monitors
quadratisch dar und weist eine Vertikalauflösung von 72 Zeilen auf. Die linke Hälfte
des Rasterfelds habe einen Grauwert von 50% (Schwarz 00/0, Weiß 100%) und die rechte
Hälfte des Rasterfelds einen Grauwert von 53%. Der Übergang von 50 zu 53% grau kann
fließend sein. Die Differenz von 3% Helligkeit entspricht nach den obigen Ausführungen
einem Digit pro Zeile. Bei 72 Zeilen ergibt dies einen Speicherinhalt von 72 Digit.
Um Fehlalarme sicher zu vermeiden, sei die gewählte Empfindlichkeit an der Auswertelogik
16 und 32 Digit eingestellt. Damit würde eine nur 3%ige Helligkeitsänderung von
32 Zeilen des überwachten Rasterfeldes bereits genügen, um sicher Alarm auszulösen.
Befindet sich in einem überwachten Rasterfeld ein weiterer Grausprung von etwa 3%,
so genügt bereits bei 16 Zeilen die 3%ige Helligkeitsänderung, um Alarm auszulösen.
Ein Rasterfeld von 72 Zeilen entspricht bei einer Unterteilung der Bildschirmfläche
in 20 Felder genau 5% der Bildschirmfläche. Die Empfindlichkeit kann so eingestellt
werden, daß je nach Bildinhalt und Konturen eine Helligkeitsänderung von etwa 3%
auf einer zusammenhängenden oder nicht zusammenhängenden Fläche von weniger als
0,2% der Bildschirmfläche in einem überwachten Rasterfeld zur Alarmauslösung führt.
-
Daraus läßt sich ableiten, daß Änderungen von Hell-Dunkel-Grenzen,
also Konturen bevorzugt eine Alarmauslösung herbeiführen. Konturverschiebungen von
außerhalb eines überwachten Rasterfeldes nach innen oder umgekehrt führen bei kleinsten
Bewegungen zur Alarmauslösung. Bei einem Versuch ergab sich, daß Zigarettenrauch,
aufgenommen in fünf Meter Entfernung von der Videokamera mit 12,5 Millimeter Normalobjektiv,
sofort Alarm auslöste. Mit der entsprechend vorgeschalteten Kamera reicht die Lichtempfindlichkeit
bis an die Grenze der Wahrnehmbarkeit. Auch der Anschluß einer Infrarot-Videokamera
ist möglich, um den Anwendungsbereich auf den Nacht- oder unsichtbaren Bereich zu
erweitern.
-
Der Anschluß peripherer Geräte, wie Zeitschreiber, Videorekorder,
akustische und optische Alarmsignalgeber, ist möglich. Außerdem kann das Gerät einschließlich
Kamera und Monitor mit einer 12 V Notstromanlage versorgt werden.
-
Das Gerät ist mit Sicherungsmaßnahmen versehen, die bei unbefugtem
Betätigen irgendwelcher Schalteinrichtung auf der Bedienseite einschließlich des
Netzschalters oder bei Unterbrechungen der Netz-und/oder Videosignalleitung der
Kamera sofort zu Alarmauslösung führen.