DE2848321C2

DE2848321C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines farbigen Thermogramms

Info

Publication number: DE2848321C2
Application number: DE2848321A
Authority: DE
Inventors: Tore Upplands Väsby Ameen; Jan Erik Bertil Akersberga Dahlqvist
Original assignee: Pharos 18181 Lidingoe AB; Pharos AB
Current assignee: Pharos AB
Priority date: 1977-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1983-08-04
Also published as: IT1100913B; DE2848321A1; FR2408125A1; GB2008277B; IT7829457A0; GB2008277A; US4208672A; SE411487B; JPS5476193A; SE7712554L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines farbigen Thermogramms für ein strahlendes Objekt, bsi dem die Intensitätsverteilung für die Temperaturstrahlung des Objekts zunächst in ein Videobild mit entsprechender Helligkeitsverteilung umgesetzt und sodann dieser Helligkeitsverteilung in einem Farbbild eine entsprechende Farbverteilung zugeordnet wird.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Bildformereinheit für Graubilder, insbesondere mit einem Schwarz/Weiß-Fernsehmonitorschirm und mit dahinter in den Strahlengang zu einem photographischen Farbfilm einfügbaren Farbfiltern.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-OS 14 73 258 bekannt Die in dieser Druckschrift beschriebene Einrichtung zum Messen der Temperaturverteilung einer heißen Zone beruht auf der doppelten Umsetzung der Tempevaturstrahlung der zu vermessenden heißen Zone zunächst in ein Videobild und anschließend in ein Farbbild. Dabei entspricht das primäre Videobild in seiner Helligkeitsverteilung der Temperaturverteilung am Meßobjekt, und das sekundäre Farbbild gibt diese Temperaturverteilung mit Hilfe einer entsprechenden Verteilung von Farbbildpunkten wieder.

Bei der aus der DE-OS 14 73 258 bekannten Einrichtung erfolgt die Umwandlung des in seiner Helligkeitsverteilung der zu messenden Temperaturverteilung entsprechenden Videobildes in das endgültige farbige Thermogramm unter Verwendung eines Farbfernsehempfängers, der das primäre Videobild in eine dessen Helligkeitsverteilung entsprechende Anordnung von farbigen Bildpunkten umsetzt, in der eine bestimmte Farbe einer bestimmten Temperatur für das ursprüngliche Meßobjekt entspricht Es werden dann von dem Farbbild auf-dem Bildschirm des Farbfernsehgerätes photographische Farbaufnahmen gemacht, um das gewünschte farbige Thermogramm des Meßobjektes zu erhalten. Dazu ist jedoch ein Farbfernsehmonitor erforderlich, der erheblich kostspieliger ist als ein Schwarz/Weiß-Fernsehmonitor. Insbesondere Infrarotsysteme sind häufig nicht mit Fernseheinrichtungen kompatibel, da sie nicht die gleichen Zeilen- und Bildfrequenzen wie die üblichen Fernsehsysteme aufweisen. Es sind daher in diesen Fällen Abtastwandler und speziell gebaute Monitore erforderlich. Insbesondere in diesen Fällen sind Farbfernsehmonitore erheblich kostspieliger als solche in Scharz/Wetf-Ausführung.

Es ist auch grundsätzlich bekannt, farbige Thermogramme mit Hilfe eines Schwarz/Y/eiß-Fernsehbildschirms zu erzeugen, auf dem verschiedene Isothermen, also Abschnitte eines angezeigten Wärmebildes, die eine Temperatur wiedergeben, die zwischen zwei gegebenen Grenzwerten liegt, aufgezeichnet sind. Dabei wird für jede Isotherme auf einem im übrigen dunklen Fernsehbildschirm ein helles Bild erzeugt und über ein jeder einzelnen Isotherme getrennt zugeordnetes Farbfilter auf einen Farbfilm projiziert, als welcher meist entweder ein sogenannter Miniaturkamerafilm oder ein Polaroidfilm verwendet wird. Die Verwendung der zweiten Filmart ist bevorzugt, da dann das Thermogramm sofort erhalten wird. Wenn ein relativ detailliertes Thermogramm mit vielen Isothermen gewünscht wird, muß bei diesem Verfahren eine der Anzahl der Isothermen entsprechende Anzahl von Belichtungen vorgenommen werden, wobei ebenso viele Farbfilter zu verwenden sind. Dies führt zu einem mechanischen Aufbau von relativ großem Platzbedarf,

öo und außerdem nimmt die Aufzeichnung eines Thermogramms auf diese Weise eine relativ lange Zeitdauer in Anspruch.

Die verschiedenen Isothermen, die auf dem Fernsehbildschirm angezeigt werden sollen, werden durch

^b5 Quantifizierung eines von einer Infrarotkamera erhaltenen Videosignals erzeugt, wobei die Amplitude dieses Signals mit Zunahme der durch das Signal wiederzugebenden Temperatur ebenfalls zunimmt. Das Signal wird

in Stufen quantifiziert, von denen jede Signalabschnitte zwischen jeweils zwei ausgewählten Grenzamplituden im Videosignal wiedergibt, und jeder Abschnitt des Videosignals für jeden einzelnen Quantifizierungsschritt oder jede einzelne Quantifizierungsstufe wird einzeln ausgefiltert und auf dem Schirm bei voller Signalstärke getrennt angezeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches zu seiner Durchführung lediglich ein Schwarz/ Weiß-Fernsehgerät benötigt und dabei zugleich bei besonders geringem Aufwand an photographischen Aufnahmen zu farbigen Thermogrammen mit fein abgestufter Farbtönung führt

Weiterhin soll eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gut geeignete Vorrichtung geschaffen werden.

Zur Lösung der Erfindungsaufgabe sieht die Erfindung vor, daß von dem Objekt wenigstens zwei Graubilder mit einer speziellen Funktion (F i g. 1 bis 4) entsprechender Helligkeitsverteilung in Abhängigkeit von der Objekttemperatur aufgenommen werden und daß jedes der so gewonnenen Bilder durch ein eigens und entsprechend der speziellen Funktion für die Helligkeitsverteilung ausgewähltes Farbfilter hindurch auf einen photographischen Farbfilm projiziert wird.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte Vorrichtung umfaßt einen Konverter, der zum einen die Amplitudenverteilung eines ankommenden Videosignals entsprechend einer von mehreren vorgebbaren Funktionen umsetzt und zum anderen die Einfügung eines der jeweiligen Funktion zugeordneten Farbfilters in den Strahlengang auslöst

In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also mit einer Kombination aus einer speziellen Abhängigkeit zwischen der Objekttemperatur und der Helligkeitsverteilung auf zwei oder drei primären Zwischenbildern in achromatischer Farbe einerseits und der photographischen Addition dieser Zwischenbilder unter Verwendung von diesen speziell zugeordneten Farbbildern andererseits gearbeitet.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung auch eine besonders feine Abstufung in der Farbtönung der erhaltenen Thermogramme erreichbar.

Die Erfindung bedient sich der Erkenntnis, daß in genau der gleichen Weise wie verschiedene Farben dadurch geschaffen werden können, daß flüssige Pigmente miteinander gemischt werden, um den Farben eine passende Tönung zu geben, auch Farben auf einem Farbfilm dadurch gemischt werden können, daß darauf zu verschiedenen Zeitp-inkten oder von verschiedenen Lichtquellen Licht verschiedener Farbe projiziert wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen

Fig. 1 a bis Ic drei verschiedene mögliche Funktionen von Licht oder Lichtintensität in Abhängigkeit von der Objekttemperatur für ein auf einem Fernsehbildschirm erzeugtes Bild von achromatischer Farbe;

F i g. 2 und 3 Kombinationen von Funktionen gemäß

Fig.4a eine Quantisierung einer linearen Funktion für die Lichtintensität in Abhängigkeit von der Temperatur eines Bildes von achromatischer Farbe;

F i g. 4b bis 4e verschiedene Konfigurationen (F i g. 4c bis 4e) von lntensiti'tsfunktionen zur Erzielung vor darüber (Fig.4b) Veranschaulichten Farben durch entsprechende Filter Wt der Belichtung eines Farbfilmes und

Fig.5, 6 und 7 verschiedene Ausführungsformen für Schaltungen zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, daß anstelle einer Erzeugung eines Bildes auf einen Schwarz/Weiß-Fernsehbildschirm, wo die Lichtintensität auf dem Schirm mit zunehmender Temperatur des Bildes zunimmt, also hellere achromatische Farben für höhrer

ίο Temperaturen zeigt. Bilder erzeugt werden, bei denen die Lichtintensität, also die achromatische Farbe als Funktion der Temperatur in Übereinstimmung mit einer ausgewählten Funktion ausgewählt werden kann.

Dies kann dazu ausgenutzt werden, auf photographischem Wege farbige Thermogramme mit Hilfe einer erheblich kleineren Anzahl von Belichtungen als der Anzahl von Farben und Tönungen auf dem fertigen Film zu erhalten. Alle Farbvariationen zwischen blau und gelb lassen sich auf einem belichteten Farbfilm erhalsen

2u mit nur zwei Funktionen und unfrr Verwendung von nur zwei Farbfiltern, beispielsweise ein Bild mit der Licht- oder Lichtintensitätsfunktion gemäß F i g. 1 a unter Belichtung durch ein Blaufilter und ein Bild mit der Licht- oder Lichtintensitätsfunktion gemäü Fig. Ib unter Belichtung durch ein Gelbfilter. Wird außerdem ein Bild mit der Lichtintensitätsfunktion von Fig. Ic anschließend durch ein Rotfilter belichtet, so wird ein Farbenbereich von blau über grün, gelb und orange bis rot erhalten, wie sich ohne weitere·; aus der Darstellung

J» in F i g. 2 ersehen läßt, wo drei Intensitätsfunktionen in ein und dasselbe Diagramm eingezeichnet sind. Dieses Beispiel zeigt, wie sich farbige Thermogramme mit einem weiten Farbspektrum unter Verwendung von nur zwei oder drei Farbfiltern und eines Schwarz/Weiß-

J"> Fernsehmonitors erhalten lassen. Darauf hingewiesen sei, daß die in Fig. la bis Ic gezeigten Intensitätsfunktionen lediglich als Beispiele für eine Vielzahl verschiedener Funktionen zu betrachten sind, die in diesem Zusammenhang in Anwendung kommen können. Als

■»ο ein Beispiel für eine Funktionskombination, bei der sich /•'ir unterhalb der durch blau wiedergegebenen Temperatur liegende Temperaturen auch violett erhalten läßt, lassen sich die in Fig. la und !c für rot und blau gezeigten Intensitätsfunktionen in der durch die

■»> Kombination von Fig.3 veranschaulichter. Weise variieren, wobei die Darstellung in F i g. 3 der in F i g. 2 analog ist, d. h., daß die Funktion für rot zusätzlich zu der vergleichsweise großen Teiifunktion bei höhreren Temperaturen auch eine kleine Teilfunktion bei den

>" niedrigsten anzuzeigenden Temperaturen enthält, während die Form der Kurve für blau mit der für gelb übereinstimmt, jedoch dieser gegenüber in bezug auf die Temperatur verschoben ist.

Unter Verwendung der in Fig. 1 bis 3 dargestellten

"'■' Intensitätsfunktionen läßt sich ein farlvges Thermogramm erhalten, in dem benachbarte Farben kontinuierlich ineinander übergehen, wobei die Farben die gleiche Farbfolge aufweisen, wie die Farben des Spektrums, wenn die Temperatur von einem niedrigen Wert zu

ω einem höheren Wert übergeht, also blau oder violett Objekte von niedriger Temperatur wiedergeben, während rot Objekte von hoher Temperatur repräsentiert.

Wenn anstelle eines farbigen Thermogramms mit ineinander übergehenden Farben ein solches mit abgesetzten Farben für unterschiedliche Isothermen erzeugt und außerdem ein schwarzes Band zwischen die

einzelnen Isothermen crplput u/erH<»r, *~ir λ~— ι

eine Quantisierung der erhaltenen Funktion vorgenommen werden, wobei die Intensität mit steigender Temperatur zunimmt. Eine lineare Funktion F mit bei steigender Temperatur zunehmender Intensität ist in F i g. 4a veranschaulicht Bei dieser Funktion soll, wie dies in Fig.4b dargestellt ist, der Temperaturbereich von Ti bis T₂ der Farbe gelb, der Temperaturbereich von T₃ bis T* der Farbe grün, der Temperaturbereich von Ts bis Ti der Farbe orange, der Temperaturbereich von Ti bis Tt der Farbe rot, der Temperaturbereich von T₉ bis Γιο der Farbe violett und der Temperaturbereich von Ti ι bis Ti2 der Farbe blau zugeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Aufeinanderfolge der Farbe nicht in Übereinstimmung mit der Farbfolge im Spektrum gewählt worden, wie dies bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 bis 3 der Fall ist, um noch besser zu verdeutlichen, daß die Auswahl der Farben nach jeder beliebigen geeigneten Foige vurgenornrncM werden kann. In diesem Zusammenhang sollte jedoch angemerkt werden, daß die üblichste Farbfolge bei der Aufzeichnung von Thermogrammen die Farbfolge Schwarz — blauviolett — blau — dunkelgrün — gelbgrün — rotviolett — rot — gelb — weiß ist, und daß diese Farbfolge wahrscheinlich auch bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen wird. Bemerkt sei dabei gleich noch weiter, daß sich das Verfahren gemäß der Erfindung ohne weiteres in die Praxis umsetzen läßt.

In Fig.4c bis 4e sind verschiedene Konfigurationen für Intensitätsfunktionen zur Erzeugung der in Fig.4b gezeigten Farben unter Verwendung der jeweiligen Farbfilter bei der Belichtung eines Farbfilmes dargestellt. Es ist bereits bekannt, die verschiedenen Abschnitte der graphischen Darstellung F voneinander zu trennen, wobei das erhaltene Signal innerhalb jedes Abschnitts bis zu einem gewünschter¹. A.usmaß verstärkt werden kann. Diese Quantisierung läßt sich in vielerlei verschiedener Weise durchführen, wobei die üblichste wahrscheinlich die Verwendung von sogenannten Fernsterkomparatoren ist.

Bei dem bekannten Verfahren wird jeweils ein Abschnitt zu einer bestimmten Zeit herausgegriffen, wobei alle die Signalanteile des empfangenen Videosignals, deren Intensität zwischen den den gewünschten Grenztemperaturen entsprechenden Intensitätswerten liegen, getrennt erfaßt und bis zu voller Helligkeit auf dem Fernsehmonitorschirm verstärkt werden. Beispielsweise entspricht in Fig.4a der Intensitätsbereich zwischen den Intensitätswerten A und /: dem Temperaturbereich zwischen den Temperaturgrenzen Ti und Ti. Gemäß der in Fig.4 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung werden die verschiedenen Abschnitte der graphischen Darstellung F gleichzeitig zerlegt anstatt, daß die Signalabschnitte für jeden Abschnitt einzeln in Obereinstimmung mit einem bestimmten Muster verstärkt werden, wie dies aus den Darstellungen in Fig.4c bis 4e ersichtlich ist. Wie diese Darstellungen zeigen, werden die Abschnitte, in denen die Intensität den Temperaturen zwischen den Temperaturwerten Ti und T₂, T₃ und T* und T₅ und T₆ entspricht, für die achromatische Farbenfunktion eines Bildes getrennt, das unter Verwendung eines Gelbfilters belichtet wird. Der Anteil des Signals, der den Temperaturen zwischen Ti und Ti entspricht und der durch die Farbe gelb zur Darstellung gebracht werden soll, wird dadurch auf dem Monitorschirm bis zu maximaler Helligkeit verstärkt, während die Anteile des Signals, die den Temperaturen zwischen Ti und T* (grün) und Ti und Te (orange) entsprechen, so weit verstärkt werden, daß sie bei der Anzeige auf dem Monitorschirm mit einer Intensität erscheinen, die etwa einem Drittel der vollen Intensität entspricht.

Für den Fall eines Bildes von achromatischer Farbe, das auf den Film durch ein Rotfilter projiziert werden soll, werden diejenigen Abschnitte ausgeblendet, deren Intensität den Temperaturbereichen zwischen Ts und Ti, Ty und Tg und T« und Γιο entspricht, wobei die

ίο Signalanteile im ersten Abschnitt, der in der Farbe orange wiedergegeben werden soll, so verstärkt werden, daß sie auf dem Monitorschirm mit einer Intensität erscheinen, die zwei Drittel der vollen Intensität entspricht, während der zweite Abschnitt, der in der Farbe rot dargestellt werden soll, für eine Anzeige mit voller Intensität verstärkt wird und die Signalanteile im dritten Abschnitt eine Verstärkung für eine Anzeige ίτιί! halber Intensität erfahren.

Für den Fall eines Bildes von achromatischer Farbe, das auf den Film durch ein Blaufilter projiziert werden soll, werden diejenigen Abschnitte ausgeschieden, deren Intensität den Temperaturbereichen zwischen Tj und T«, Tq und Γιο und Tu und Ti2 entspricht, wobei die Signalanteile im ersten Abschnitt, der in der Farbe grün wiedergegeben werden soll, so verstärkt werden, daß sie auf dem Monitorschirm mit einer zwei Drittel der MaximaliR-'snsität entsprechenden Intensität erscheinen, während die Signalanteile für den nächsten Abschnitt, der in der Farbe violett wiedergegeben werden soll, für eine Anzeige mit der Hälfte der vollen Intensität verstärkt werden und die Signalanteile im zuletzt erwähnten Abschnitt so verstärkt werden, daß sie mit voller Intensität wiedergegeben werden.

Durch diese Arbeitsweise lassen sich zusätzlich zu den reinen Farben der verwendeten Farbfilter additive Farbmischungen der Filterfarben in genau ausgeglichenen Anteilen erhalten, wobei die jeweiligen Verhältnisse getrennt und einzeln bestimmt werden können. In diesem Zusammenhang ist noch hervorzuheben, daß die verwendeten Filter nicht auf einen Lichtdurchgang von gleicher Stärke ausgelegt zu sein brauchen, daß sich vielmehr eine hier bestehende Differenz in natürlicher Weise durch die Intensität des auf dem Bildschirm zur Anzeige gebrachten Bildes in jedem einzelnen Falle

^Λϊ kompensieren läßt.

Wenn zwischen jedem Farbfeld im Bild ein schwarzes Band gewünscht wird, kann jeweils eine schmale Zone zwischen den quantisierten Bereichen, also beispielsweise der Zwischenraum zwischen den Temperaturwerten T₂ und T₃. Ti, und T₅, T₆ und T₁. T₈ und T₉ und Ti₀ und Tu in Fig.4a freigehalten werden. Ebenso kann auch die Breite der einzelnen quantisierten Bereiche in gewünschter Weise variiert werden. Wenn sowohl eine Verschiebbarkeit der originalen Intensitätsfunktion, also beispielsweise der linearen Intensitätsfunktion F, und eine Variationsmöglichkeit für die Breite der quantisierten Bereiche vorgesehen sind, lassen sich farbige Thermogramme erhalten, in denen die Temperatur eines Bereichs sehr genau bestimmt werden kann.

»ο Die Darstellung in F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild für eine Ausführungsform einer Schaltung, mit deren Hilfe das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann. Ein Videosignal aus einer IR-Kamera wird in der Schaltung von F i g. 5 parallel drei Funktionsgeneratoren 1, 2 und 3 zugeführt, von denen jeder das ihm zugeführte Eingangssignal, das einer linearen Funktion zwischen Temperatur und Intensität entspricht, in ein Signal für eine Temperatur/Intensitäts-Funktion irgend-

einer anderen geeigneten Konfiguration umwandelt. Die Ausführungsform von F i g. 5 eignet sich insbesondere für die Durchführung der Verfahrensvariante, die oben unter Bezugnahme auf die Darstellungen in Fig. 1 bis 3 beschrieben ist, wobei die Funktionsgeneratoren 1 bis 3 als Analogschalter ausgebildet sind, sie kann jedoch ebensogut im Rahmen der Ausführungsvariante g.i.näß F i g. 4 zum Einsatz kommen, wobei dann die einzelnen Funktionsgeneratoren 1 bis 3 jeweils mit einer Quantisierstufe ausgerüstet sind.

Bilderzeuger der oben beschriebenen Art kommen vielfach zum Einsatz bei der Registrierung von relativ langsam ablaufenden Ereignisfolgen. Bei früheren Systemen mit einer Belichtung je Thermogramm konnte das Verfahren dann angewandt werden, wenn zu erwarten stand, daß das wiederzugebende Objekt oder die wiederzugebende Temperaturänderung innerhalb eines Zeitraumes von etwa 15 see keine wesentliche Änderung erfahren würde, und dieser Zeitraum könnte unter Einsatz der Erfindung auf eine Zeitspanne von etwa 3 see reduziert werden. In diesem Falle werden die Videosignale durch eine kontinuierliche Abtastung des Objekts gewonnen und unmittelbar auf den Eingang der einzelnen Funktionsgeneratoren 1 bis 3 gegeben.

Die Ausgänge der Funktionsgeneratoren 1 bis 3 sind jeweils mit einem Schalter 5 verbunden, der vorzugsweise als elektronischer Schaltet ausgebildet ist und jeweils das ihm von einem der Funktionsgeneratoren 1 bis 3 zugeführte Ausgangssignal an eine Bildformerstufe 7 v/eitergibt. Welcher der Funktionsgeneratoren 1 bis 3 mn der Bildformerstufe 7 verbunden wird, hängt davon ab, was für ein Farbfilter in dem jeweiligen Zeitpunkt sich vor dem Bildschirm der Vorrichtung befindet, und dieser Funktionsgenerator wird unter Betätigung eines Leitwerks 6 ausgewählt, von dem eine Verbindung zum Steuereingang des Schalters 5 führt

Wie sich aus F i g. 3 ersehen läßt, können einige der Funktionen, die von den Funktionsgeneratoren 1 bis 3 in F i g. 5 erzeugt werden sollen, in bestimmten Fällen die gleiche Form aufweisen, aber in ihrer Amplitude in bezug auf das eintreffende Signal verschoben sein, beispielsweise kann die für eine Belichtung unter Verwendung eines Blaufilters zur Darstellung vergleichsweise niedriger Temperaturen vorgesehene Kurve die gleiche Form aufweisen wie die für eine Belichtung unter Verwendung eines Gelbfilters zur Darstellung relativ hoher Temperaturen. In diesem Falle kann zwar für beide Funktionen der gleiche Funktionsgenerator Verwendung finden, es versteht sich jedoch, daß dieser Funktionsgenerator sich dann je nach dem gegebenen Anwendungsfall zwischen zwei oder drei Basisamplitudenpegeln umschalten lassen muß.

Als Bildformerstufe 7 dient vorzugsweise ein Schwarz/Weiß-Fernsehmonitor. Das Bild auf dem Schirm der Bildformerstufe 7 wird durch eines von drei Filtern 9 bis 11 einer Filtereinheit 8 projiziert, die mit Hilfe des Leitwerks 6 gesteuert wird Die Filtereinheit 8 in Fig.5 enthält drei Filterabteile mit je einem der Filter 9 bis 11, und das Leitwerk 6 steuert einen Motor, der entweder bei der in F i g. 5 gezeigten Nebeneinanderanordnung der Filter 9 bis 11 in einer Reihe das für den jeweils ausgewählten Funktionsgenerator passende Filter vor die Bildformerstufe 7 schiebt oder die Filtereinheit 8 so verdreht, daß das passende Filter in die Projektionsstellung kommt, wenn die einzelnen Filter in einer drehbaren Filtereinheit 8 auf einem Kreis angeordnet sind. Das Leitwerk 6 gibt ein Kontrollsignal gleichzeitig an den Schalter 5 und an die Filtereinheit 8 ab. Nach einer passend gewählten zeitlichen Verzögerung aktiviert das Leitwerk 6 eine Kamera 12, die dann durch das jeweils eingestellte Filter, also beispielsweise das Filter 10 in der Darstellung in F i g. 5 das Bild auf dem Schirm der Bildformerstufe 7 aufnimmt.

Wie die Darstellung in F i g. 5 erkennen läßt, wird das Leitwerk 6 durch eine Bedienungsperson betätigt, wonach es so programmiert werden kann, daß es den ganzen Operationszyklus mit drei Einstellungen des Schalters 5 und der Filtereinheit 8 automatisch ablaufen läßt. Stattdessen kann das Leitwerk 6 auch überhaupt durch eine Bedienungsperson ersetzt werden, wobei diese Bedienungsperson dann den Schalter 5, die

Fütereinheit 8 und die Kamera 12 von Hand bedient.

Die Darstellung in Fig.5 zeigt außerdem in gestrichelten Linien einen Speicher 4, der in dem Falle Verwendung finden kann, daß die Temperatur eines sich rasch bewegenden Objekts oder die momentane Temperatur eines Objekts mit raschen Temperaturänderungen registriert werden soll. In diesem Falle wird ein zu einer Bildoberfläche gehörendes Videosignal im Speicher 4 gespeichert, und der Inhalt dieses Speichers 4 wird dann jeweils einmal für jede der verschiedenen Belichtungen abgerufen. Für die Zwecke einer analogen Registrierung wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 3 ist der Speicher 4 ein solcher vom analogen Typ. Er kann dann beispielsweise in Form eines CCD-Schieberegisters ausgebildet sein. Wenn die einer

}<> gesamten Bildoberfläche zugeordnete Information gespeichert werden muß, wird die dem Speicher 4 zugeordnete Steuereinrichtung relativ groß und entsprechend kostspielig, jedoch ist für diesen Fall hervorzuheben, daß mit einer mit einem solchen Speicher ausgerüsteten Vorrichtung selbst die Temperatur von Objekten registriert werden kann, die sich mit extrem hoher Geschwindigkeit bewegen. Beim Erfassen des Videosignales ist es nämlich bevorzugt, die Zei'en im Bild eine nach der anderen in Aufeinanderfolge zu

■to erfassen, anstatt in einem ersten Schritt alternierende Zeilen aufzunehmen und die verbleibenden Zeilen in einem zweiten Schritt zu erfassen. Eine solche Anordnung ist sehr einfach zu schaffen, da es dann lediglich darum geht, eine Vertikaiablenkeinheit wie beispielsweise ein Vertikalablenkprisma mit der Hälfte der normalen Geschwindigkeit zu bewegen und nur die Abtastung von einer Vertikalablenkung aufzunehmen. Das gleiche gilt dann auch für die Aufzeichnung auf dem Schirm der Bildformerstufe 7. Zwar ist es richtig, daß bei einem sich extrem rasch bewegenden Objekt das Bild jeringfügig deformiert sein kann, da die Zeit für eine geringfügige Verschiebung des Bildes zwischen der Aufzeichnung der einzelnen Zeilen ausreicht, das erhaltene Bild wird aber dennoch scharf, und die Temperaturen in den einzelnen Teilen des Bildes bleiben klar unterscheidbar.

Die Darstellung in F i g. 6 zeigt ein Blockschaltbild für eine andere Ausführungsform einer Schaltung, mit deren Hilfe die oben in Verbindung mit der Darstellung in F i g. 4 beschriebene Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann. Die Schaltung in der Ausfuhrungsform nach F i g. 6 ist so gebaut, daß sie rasche Sequenzen zu registrieren vermag. In Fig.6 wird ein Videosignal von einer IR-Kamera einem Quantisierer 13 zugeführt, der eine Vielzahl von zueinander parallel liegenden Ausgängen aufweist Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel entspricht die Anzahl dieser Ausgänge der Anzahl der

aufzuzeichnenden Isothermen, die Anzahl der Ausgänge stimmt also mit der Anzahl der Quantisierungsschritte oder Quantisierungsstufen überein. Das ankommende Videosignal wird auf diese Weise durch den Quantisierer 13 in eine Mehrzahl von Quantisierungsstufen unterteilt, und die diese einzelnen Stufen darstellenden Signale werden jeweils einem Ausgang des Quantisierers 13 zugeführt. Jeder dieser Ausgänge ist über einen Schalter 14 mit einem Eingang eines Schieberegisters 15 verbunden, das a parallele Kanäle oder Wege mit jeweils einer Länge von 2^b bit aufweist. An die Ausgänge des Schieberegisters 15 ist jeweils ein entsprechender zweiter Eingang des Schalters 14 angeschlossen, der unter Steuerung durch ein Leitwerk 16 zwischen einer Einspeisung der an seinem ersten Eingang auf einer der parallelen Leitungen vom Quantisierer 13 ankommenden Information am Eingang des Schieberegisters 15 und der Information hin- und hergsEchaUet wird; die an seinem zweiten Eingang vom Ausgang des Schieberegisters 15 her ankommt. Im letzteren Falle läuft die Information im Schieberegister 15 um. Das Schieberegister 15 wird durch Taktimpulse aus dem Leitwerk 16 weitergeschaltet. Anstelle eines solchen Schieberegisters kann selbstverständlich auch irgendeine andere Art von geeignetem Digitalspeicher verwendet werden, wobei der Auslese- und der Einlesevorgang in einer dem jeweils gewählten Speicherelement angemessenen Weise erfolgt.

Jeder der Ausgänge des Schieberegisters 15 ist außerdem mit einem einer Mehrzahl von Verstärkern 17 bis 22 verbunden. Die Verstärker 17 bis 22 besitzten eine wahlweise variable Verstärkung, die sich durch ein an einem Steuereingang zuführbares Signal einstellen läßt. Die Steuereingänge der Verstärker 17 bis 22 sind mit einem Verstärkungswähler 23 verbunden, der seinerseits durch das Leitwerk 16 gesteuert wird. Der Verstärkungswähler 23 kann so aufgebaut sein, daß er in Entsprechung zu einem gewählten Programm und in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Filter die Verstärkung für jeden der Verstärker 17 bis 22 entsprechend einer in fünf Intervalle unterteilten Skala mit völliger Dämpfung dr.3 Verstärkung am einen Ende und voller Verstärkung am anderen Ende einstellen kann. Die für ein bestimmtes Filter vorzunehmende Verstärkungseinstellung wird durch Signale aus dem Leitwerk 16 bestimmt.

Jeder der Ausgänge der Verstärker 17 bis 22 ist mit einem entsprechenden Eingang eines Addierers 24 verbunden, der die ihm zugeführten Signale zur Ausbildung eines Videosignals miteinander addiert, das einer Bildformerstufe 25 zugeführt wird, die vorzugsweise als Fernsehmonitor ausgebildet ist Vor dem Bildschirm der Bildformerstufe 25 ist eine Filtereinheit 26 mit passenden Filtern angeordnet, durch die hindurch das Bild auf eine Kamera 27 projiziert wird.

Die gesamte Registriersequenz wird durch das Leitwerk 16 so gesteuert, daß dieses nach einer anfänglichen Betätigung von Hand die Filtereinheit 26 das erste Filter vor den Schirm der Bildformerstufe 25 gelangen läßt und gleichzeitig den Verstärkungswähler 23 aktiviert, der die Verstärkung der benötigten Verstärker 17 bis 22 auf den für das betreffende Filter vorgewählten Verstärkungsgrad einstellt Sodann aktiviert das Leitwerk 16 den Schalter 14, der die Ausgänge des Quantisierers 13 auf die Eingänge des Schieberegisters 15 schaltet Außerdem gibt das Leitwerk 16 an das Schieberegister 15 Taktsignale in Reaktion auf ein Signal ab, das Informationen darüber trägt, daß eine neue Bildserie beginnen soll, wobei dieses Signal entweder von einer weiteren Schaltungsstufe oder vom Quantisierer 13 stammt. Das Schieberegister 15 wird weitergeschaltet und nimmt die Information aus dem Quantisierer 13 auf. Angemerkt sei, daß das Signal an jedem Ausgang des Quantisierers 13 ein entweder/oder-Signal ist, in einem bestimmten Zeitintervall ist also entweder ein Signal vorhanden, oder es ist kein Signal vorhanden. Diese Information wird mit einer durch die

i" Taktsignale aus dem Leitwerk 16 am Steuereingang des Schieberegisters 15 bestimmten Geschwindigkeit eingespeist. Da im Schieberegister 15 Information über einen gesamten Bildbereich gespeichert werden muß, kann das Schieberegister 15 in der Praxis mehrere in Serie

ι > miteinander geschaltete Baustufen umfassen.

Wenn Information über einen gesamten Bildabschnitt in das Schieberegister 15 eingeführt worden ist, gibt das Leitwerk 16 ein Signal an den Schalter 14 ab, das diesen vom Eingang 1 auf den Eingang 2 schalten läßt, ihn also

?ⁿ die Ausgänge des Schieberegisters 15 mit dessen Eingängen verbinden läßt. Außerdem aktiviert das Leitwerk 16 die Bildformerstufe 25 und gibt an den Steuereingang des Schieberegisters 15 Taktsignale für eine Gesamtsequenz ab, und das dem vor dem Bildschirm befindlichen Filter entsprechende erste Bild gelangt auf dem Bildschirm der Bildformerstufe 25 zur Anzeige. Sodann aktiviert das Leitwerk 16 die Kamera 27, die eine erste Aufnahme dieses Bildes macht.

Sodann gibt das Leitwerk 16 ein Signal an die Filtereinheit 26 ab, das einen Filterwechsel zur Folge hat, und läßt gleichzeitig den Verstärkungswähler 23 die Verstärkung für die Verstärker 17 bis 22 in Entsprechung zu dem nunmehr vor dem Bildschirm befindlichen Filter einstellen. Sodann wird die Bildformerstufe 25

'"' erneut aktiviert, und an das Schieberegister 15 werden Taktsignale abgegeben, um eine neue Sequenz fortzuschalten. Die Kamera 27 wiederum macht eine neue Aufnahme.

Im Anschluß hieran aktiviert das Leitwerk 16 die Filtereinheit 26 und den Verstärkungswähler 23 erneut, so daß ein neues Filter vor den Bildschrim gelangt und die Verstärkung für die Verstärker 17 bis 22 in Entsprechung zu diesem Filter verändert wird, und der oben geschilderte Geschehensablauf vollzieht sich ein

+"· weiteres Mal.

Die Darstellung in Fig.7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer Schaltung für die Durchführung der Verfahrensvariante gemäß der Erfindung, die oben in Verbindung mit F i g. 4 beschrieben ist Die in F i g. 7 gezeigte Schaltung läßt sich dann verwenden, wenn zu erwarten steht, daß sich die Lage des Objektes und seine Temperatur während eines Zeitraums von wenigstens 3 see nicht ändern werden. In einem solchen Falle braucht das von der IR-Kamera kommende Signal nicht gespeichert zu werden. Die Ausführungsform nach F i g. 7 ist unter Ausnutzung des Umstandes gebaut, daß nicht alle Signale von allen Quantisierungsschritten bei jedem Bild für jedes Filter Verwendung finden müssen. Wie die Darstellung in Fig.4 zeigt, brauchen lediglich die Quantisierungsschritte für die Temperaturen zwischen Ti und 72, Taund Ta, und Ts und Tt auf dem Schirm empfangen zu werden für eine Belichtung unter Verwendung eines Gelbfilters. Das Analoge gilt für Belichtungen unter Verwendung von Rot- und Blaufiltem, wobei die Qantisierungsstufen sogar andere sein können, als sie sich aus den Darstellungen in F i g. 4b und 4e entnehmen lassen.
Im Ergebnis kann daher gemäß der Darstellung in

Fig. 7 im Signallauf stromab des Quantisierers 13 ein Wähler 28 eingefügt werden, der in Reaktion auf ein Signal aus einem Leitwerk 29 die an das für die jeweilige Aufnahme verwendete Filter anzulegenden Quantisierungsschritte auswählt. Dabei werden pur so viele Verstärker benötigt, wie es ausgewählte Quantisierungsschritte gibt, und in dem in Fig. 7 dargestellten Falle genügen daher drei Verstärker 30,31 und 32. Einer von diesen Verstärkern 30 bis 32 kann während der gesamten Zeit mit voller Verstärkung betrieben werden, während die Verstärkung der beiden anderen mit Hilfe eines durch das Leitwerk 29 gesteuerten Verstärkungswählers 33 variiert werden kann. Die weiteren Teile der

Schaltung von F i g. 7 haben ein Gegenstück in der in F i g. 6 gezeigten Schaltung, und die Schaltung von F i g. 7 wird auch in Analogie zu der Schaltung von F i g. 6 betrieben.

■> Als Quantisierer 13 kann beispielsweise eine entsprechende Anzahl von sogenannten Fensterkomparatoren verwendet werden, die zueinander parallel geschaltet sind. Durch Steuerung der oberen und unteren Grenzpegel für diese Komparatoren läßt sich djn

ίο ohne weiteres eine Variation sowohl des gesamten Komparatorbereichs als auch des Ausmaßes der einzelnen Komparatorbereiche erhalten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen eines farbigen Thermogramms für ein strahlendes Objekt, bei dem die Intensitätsverteilung für die Temperaturstrahlung des Objekts zunächst in ein Videobild mit entsprechender Helligkeitsverteilung umgesetzt und sodann dieser Helligkeitsverteilung in einem Farbbild eine entsprechende Farbverteilung zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Objekt wenigstens zwei Graubilder mit einer speziellen Funktion (F i g. 1 bis 4) entsprechender Helligkeitsverteilung in Abhängigkeit von der Objekttemperatur aufgenommen werden und daß jedes der so gewonnenen Bilder durch ein eigens und entsprechend der speziellen Funktion für die Helligkeitsverteilung ausgewähltes Farbfilter hindurch auf einen photographischen Farbfilm projiziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme jedes Graubildes für die Helligkeitsverteilung als spezielle Funktion von der Objekttemperatur eine über einen begrenzten Objekttemperaturbereich zwischen einer Minimalhelligkeit und einer Maximalhelligkeit kontinuierlich verlaufende Funktion (F i g. 1 bis 3) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die verschiedenen Graubilder jeweils die gleichen speziellen Funktionen verwendet werden, die aber jeweils einen unterschiedlichen Objekttemperat "rbereich überdecken.

4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme jedes Graubildes für die Helligkeitsverteilung als spezielle Funktion von der Objekttemperatur eine Funktion verwendet wird, die in verschiedene Objekttemperaturabschnitte aufgeteilt ist und die in jedem der Abschnitte eine konstante Helligkeit aufweist, die auf einer zwischen Null und einem Maximalwert individual vorbestimmten Stufe festgelegt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Bildformereinheit für Graubilder, insbesondere mit einem Schwarz/Weiß-Fernsehmonitorschirm und mit dahinter in den Strahlengang zu einem photographischen Farbfilm einfügbaren Farbfiltern, gekennzeichnet durch einen Konverter (1, 2, 3; 17 bis 22, 24; 13, 30 bis 32, 24), der zum einen die Amplitudenverteilung eines ankommenden Videosignals entsprechend einer von mehreren vorgebbaren Funktionen umsetzt und zum anderen die Einfügung eines der jeweiligen Funktion zugeordneten Farbfilters (8; 26) in den Strahlengang auslöst.