DE2518328B1

DE2518328B1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Konturkorrektur des Leuchtdichtesignals in einer Fernsehkamera

Info

Publication number: DE2518328B1
Application number: DE2518328A
Authority: DE
Inventors: Michael Koubek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-07-08
Also published as: IT1060555B; ATA195976A; JPS51132923A; GB1549669A; AT342685B; FR2309094A1; FR2309094B1; US4086618A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konturkorrektur des Leuchtdichtesignals in einer Fernsehkamera, bei dem zu einem relativ unscharfen Leuchtdichtesignal ein horizontales Kontursignal zur Erhöhung der vertikalen Auflösung und ein vertikales Kontursignal zur Erhöhung der horizontalen Auflösung addiert werden.

Die Funktion solcher Kontursignale erklärt sich am instruktivsten bei der Betrachtung von horizontalen und vertikalen Linien, die von der Fernsehkamera aufgenommen und übertragen werden sollen. »Horizontal« bedeutet dabei die Richtung einer Zeile der elektronischen Abtastung. Bei solchen Linien sind an die elektronische Abtastung und an die Übertragung größte Anforderungen gestellt bezüglich der Auflösung der Bildvorlage und des für die Wiedergabe eines scharfen Bildes übertragenen Signals. Durch die endliche Ausdehnung der jeweils vom Elektronenstrahl abgetasteten Bildpunkte sind der Auflösung Grenzen gesetzt. Das zeigt sich am deutlichsten darin, daß horizontale und vertikale scharfe Linien der Bildvorlage, bei denen die Leuchtdichteinformation senkrecht zur Linienrichtung abrupt wechselt, bei der Bildwiedergabe unscharf wiedergegeben werden.

Aus der DT-OS 23 25 499 ist es bekannt, dem aus dem modulierten Elektronenstrahl gewonnenen Leuchtdichtesignal ein vertikales Kontursignal (im folgenden W\ genannt) zur Verschärfung horizontaler Linien und ein horizontales Kontursignal (im folgenden Wn genannt) zur Verschärfung vertikaler Linien zuzusetzen. Dieses Zusetzen ist eine einfache Addition eines Signals, das die Ränder der Linien abschwächt und die Mitte verstärkt. Das horizontale Kontursignal Wn besteht dabei in einem sich zeilenweise wiederholenden Signal, das in den Randbereichen des in der abgetasteten Zeile

ίο liegenden Bildpunktes einer vertikalen beispielsweise weißen Linie Leuchtdichte auf elektrischem Wege von dem relativ unscharfen Leuchtdichtesignal abzieht und im Bereich der Bildpunktmitte Leuchtdichte addiert. Das Entsprechende gilt für das vertikale Kontursignal Wy. Man erreicht damit, daß aus dem relativ unscharfen Leuchtdichtesignal, das scharfe horizontale und vertikale Linien relativ unscharf wiedergeben würde, ein scharfes Leuchtdichtesignal wird, das die horizontalen und vertikalen scharfen Linien auch entsprechend scharf wiedergibt.

Nun bestehen reale Bildvorlagen nicht nur aus horizontalen und vertikalen Linien. Beispielsweise gibt es Kreuzungspunkte solcher horizontalen und vertikalen Linien. Im Bereich solcher Kreuzungspunkte ergibt das bekannte Verfahren zur Addition eines vertikalen und horizontalen Kontursignals unangenehme Effekte. Durch das Zusetzen von Leichtdichteinformation in der Mitte von weißen Linien entsteht am Kreuzungspunkt der Linienmitten eine zu große Leuchtdichteanhebung, weil sowohl durch das horizontale als auch durch das vertikale Kontursignal Leuchtdichte addiert wird. Andererseits wird beispielsweise in den Randbereichen einer vertikalen Linie, die am Kreuzungspunkt auf der Mitte der kreuzenden horizontalen Linie liegen, durch das horizontale Kontursignal Wh Leuchtdichteinformation abgezogen, so daß diese beiden Bereiche, die eigentlich in der durch das vertikale Kontursignal Wv scharfen Mitte der horizontalen Linie liegen, wieder unscharf werden. Das Entsprechende gilt für die beiden Randbereiche der horizontalen Linie, die in den Mittenbereich einer kreuzenden vertikalen Linie zu liegen kommen. Durch die doppelte Korrekturwirkung des horizontalen und vertikalen Korrektursignals Wh und Wv entstehen somit im Bereich eines Kreuzungspunkts Unterbrechungen der sich kreuzenden horizontalen und vertikalen Linien. Man spricht dabei von einem sogenannten Korrelationsfehler. Ein Kreuzungspunkt wird dabei durch eine überdeutliche Kreuzung der Linienmitten und durch einen darumliegenden unscharfen Hof wiedergegeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Konturkorrektur anzugeben, das nicht nur eine scharfe Wiedergabe von horizontalen und vertikalen Linien ermöglicht, sondern auch deren Kreuzungspunkte.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein zusätzliches Kontursignal Whv aus dem Produkt des horizontalen Kontursignals Wh mit dem vertikalen Kontursignal Wv gebildet wird, das von dem Leuchtdichtesignal abgezogen wird.

Eine entsprechende Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält demnach einen Multiplikator mit einem Eingang für ein horizontales Kontursignal Wn und mit einem Eingang für ein vertikales Kontursignal Wv und mit einem Ausgang für ein zusätzliches Kontursignal Whv. Dieser Ausgang ist über einen Inverter mit einem Eingang

eines Addierers verbunden, dem über drei weitere Eingänge ein relativ unscharfes Leuchtdichtesignal, das horizontale Kontursignal Wn und das vertikale Kontursignal Wvzugeführt werden, und der an einem Ausgang ein scharfes Leuchtdichtesignal führt.

Das Frequenzspektrum der Bildinformation aus der Abtastung einer vertikalen Linie weist Häul'ungsstellen bei den ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequen/. auf. Dementsprechend enthält das horizontale Kontursignal Spektralfrequenzen, die um die ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz liegen. Das Spektrum der Bildinformation von horizontalen Linien enthält Häufungsstellen, die bei den ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz liegen. Dabei nimmt die Amplitude mit zunehmender Frequenz rasch ab.

Das vertikale Kontursignal Wy ist deswegen relativ niederfrequent; seine Spektralfrequenzen liegen ebenfalls in der Umgebung der ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz. Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß bei sich kreuzenden vertikalen und horizontalen Linien im Frequenzspektrum der Bildinformation nicht nur Frequenzen im Bereich der ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz und im Bereich der relativ niederfrequenten ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz vorhanden sind, sondern auch hochfrequente Produkte aus den ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz und den geradzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz, deren Häufungsstellen bei hochfrequenten ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz liegen. Die in diesen Bereichen liegende Information kann weder durch das horizontale Kontursignal Wu noch durch das vertikale Kontursignal W_v korrigiert werden. Erst ein Produkt der beiden Kontursignale Wn und Wv liefert Frequenzen, die im hochfrequenten Bereich der ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz liegen und mit denen in diesen Bereichen eine Korrektur durchgeführt werden kann. Durch das erfindungsgemäße Hinzufügen des zusätzlichen Kontursignals W_Hv werden die im Bereich eines Kreuzungspunkts bei der einfachen Korrektur mit einem horizontalen Kontursignal W_H und mit einem vertikalen Kontursignal W_v auftretenden Korrelationsfehler verhindert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, zum Bilden des zusätzlichen Kontursignals Wnv das horizontale Kontursignal Wh nur mit dem Vorzeichen des vertikalen Kontursignals Wy oder das vertikale Kontursignal Wv nur mit dem Vorzeichen des horizontalen Kontursignals W_H zu multiplizieren.

In einer entsprechenden Schaltungsanordnung ist entweder vor den Eingang des Multiplikators für das horizontale Kontursignal Wn oder vor den für das vertikale Kontursignal WVein Begrenzer geschaltet.

Die einfache Produktbildung für das zusätzliche Kontursignal Wnv ergibt bei vollen Schwarz-Weiß-Kontrasten der Linien ein genaues Korrekturergebnis. Bei geringeren Kontrastwerten ist dieses zusätzliche Kontursignal Whvt-u klein. Wird bei der Produktbildung lediglich das Vorzeichen eines der beiden Kontursignale Wnoder Unberücksichtigt, dann erreicht man auch bei geringeren Kontrastwerten genaue Korrekturergebnisse.

In den Figuren der Zeichnung sind Schaltungsanordnungen zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Dabei zeigen die

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung prinzipieller Art, die

F i g. 2 und 3 jeweils eine Ausgestaltung mit je einem Begrenzer.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 besitzt drei Eingänge 1,2 und 3. Am Eingang 1 liegt ein horizontales Kontursignal Wn, am Eingang 2 ein vertikales Kontursignal W_v und am Eingang 3 ein relativ unscharfes Leuchtdichtesignal Wa Die beiden Eingänge 1 und 2 sind mit einem Multiplikator 4 verbunden, der an seinem Ausgang über einen Inverter 5 an einem von vier Eingängen eines Addierers 6 liegt. Der Ausgang des Addierers 6 ist mit einem Ausgang 7 für ein scharfes Leuchtdichtesignal W verbunden. Die andern drei Eingänge des Addierers 6 sind jeweils mit den Eingängen 1 bzw. 2 und 3 verbunden.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Schaltungsanordnungen enthalten die Elemente der F i g. 1. In F i g. 2 ist zwischen den Eingang 1 für das horizontale Kontursignal Wh und den entsprechenden Eingang des Multiplikators 4 ein Begrenzer 8 geschaltet. In der F i g. 3 ist zwischen den Eingang- 2 für das vertikale Kontursignal Wv und den entsprechenden Eingang des Multiplikators 4 ein Begrenzer 9 geschaltet. Mit den Begrenzern 8 und 9 wird bewirkt, daß das begrenzte Kontursignal Wh bzw. Wv lediglich mit seinem Vorzeichen in die Multiplikation mit dem jeweils anderen Kontursignal Wybzw. Hineingeht.

Wie es sich aus diesen relativ einfachen Blockschaltbildern der Zeichnung ergibt, bedarf es zu dem erfindungsgemäßen Verfahren eines geringen Aufwandes. Zu den beiden zu dem relativ unscharfen Leuchtdichtesignal Wo zu addierenden Kontursignalen Wh und Wv wird lediglich ein weiteres Kontursignal Whv addiert, das auf einfache Weise gewonnen wird. Vergleichsweise mit diesem geringen Aufwand ist der erreichte Erfolg beim Verhindern der unangenehmen Korrelationsfehler sehr groß. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ganz allgemein in jeder Art Fernsehkamera anwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren /ur Konturkorrekturdes Leuchtdichtesignals in einer Fernsehkamera, bei dem zu einem relativ unscharfen Leuchtdichtesignal ein horizontales Kontursignal zur Erhöhung der vertikalen Auflösung und ein vertikales Kontursignal zur Erhöhung der horizontalen Auflösung addiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Kontursignal (Wnv) aus dem Produkt des horizontalen Kontursignals (Wn) mit dem vertikalen Kontursignal (Wv) gebildet wird, das von dem Leuchtdichtesignal (Wo) abgezogen wird.

2. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Multiplikator (4) zwei Eingänge für ein horizontales Kontursignal (Wh) und für ein vertikales Kontursignal (Wv) und einen Ausgang für ein zusätzliches Kontursignal (W//v) hat, daß dieser Ausgang über einen Inverter (5) zu einem Eingang eines Addierers (6) führt, der außerdem Eingänge für ein relativ unscharfes Leuchtdichtesignal (W₀) und für das horizontale und für das vertikale Kontursignal (Wn bzw. Wv) hat und an einem Ausgang (7) ein scharfes Leuchtdichtesignal f W^ führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Produktbildung für das zusätzliche Kontursignal (Wn\) entweder bei dem vertikalen Kontursignal (Wv) oder bei dem horizontalen Kontursignal ( Wh) nur das Vorzeichen als Faktor berücksichtigt wird.

4. Schaltungsanordnung nach \nspruch 2 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß entweder vor den Eingang des Multiplikators (4) für das horizontale Kontursignal ( Wh) oder für das vertikale Kontursignal (Wv) ein Begrenzer (8 bzw. 9) geschaltet ist.