DE3049130A1 - Verfahren zur stoersignalbeseitigung bei festkoerper-bildsensoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Störsignalbeseitigung bei Fest-
• körper-Bildsensoren Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Störsignalbeseitigung beim Betrieb von bildpunktweise adressierbaren Festkörper-Bildsensoren mit zweimaligem Auslesen einer Zeile nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solches Verfahren ist schon aus der US-PS 4 079 423 bekannt. Nachteilig dabei ist, daß beim Auslesen der Sensorenzeilen mit der genormten Horizontalfrequenz nur die Hälfte der Zeilen pro Halbbild genutzt werden können.
• Dadurch tritt eine hohe vertikale Unschärfe auf.
• Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat ,demgegen-, - - -;mcllcnen über den Vorteil, daß durch Ausnutzung der gesamten Zeilenzahl des Sensors diese Unschärfe vermieden wird.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
• Zeichnung; Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zweimaligen Auslesen einer Sensorzeile während der Normzeitdauer, Fig. 2 eine Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem zweiten Auslesen einer Sensorzeile während der horizontalen Austastlücke, Fig. 3 eine Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zweimaligen Auslesen eines jeden Bildpunktes einer Sensorzeile.
• Bei der Abtastung von bildpunktweise adressierbaren Festkörper-Bildsensoren, z. B. CID-Sensoren, war es bisher üblich, nach dem zerstörenden Auslesen einer Zeile, diese Information zu speichern und durch nochmaliges Auslesen der-selben Zeile, die jetzt natürlich kein Video-Signal mehr enthält, eine Information über die Hintergrundstörung (sogen. fixed pattern noise) zu gewinnen.
• Durch Subtraktion kann so das additive Hintergrund-Störsignal vom Video signal eliminiert werden. Bei diesem bekannten Verfahren kann åedoch nur die halbe Zeilenzahl pro Halbbild genutzt werden, was zu einer Unschärfe in vertikaler Richtung führt.
• Zur Vermeidung dieser Unschärfe wird gem. einem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel j ede Zeile zweimal innerhalb der Normzeilendauer #H ausgelesen. In dem Spannungs-/Zeitdiagramm sind die Informationen Z* n und Z*n+1 der Zeilen n und n+1 eingezeichnet, wobei in der halben Normzeilendaueri%EZ2 die Videoinforamtion BA mit Störinformation R und in der anschließenden Zeit bis zum Ende der Normzeilendauer CH2 nur die Störinformation R vorhanden sind. Dieses vom Bildsensor gelieferte Informationssignal Z*n (BA + R/R)der Zeile n wird nun über eine Klemme 1 einerseits über eine Leitung 2 an einen Verstärker 3 und andererseits über eine Verzögerungseinrichtung 4 zur Verzögerung des Signals um eine halbe Zeilendauer zu einem Verstärker 6 geführt.
• Die Verstärker 3 und 6 haben äe einen positiven und einen negativen Ausgang. Diese Ausgänge sind an die Kontakte äe eines miteinander verkoppelten Umschalters 7 und 8 angeschlossen. Der Ausgang jedes Umschalters 7 und 8 ist mit je einem Eingang einer Addierstufe 11 verbunden, deren Ausgang an je einen Speicher 12 bzw. 12' angeschlossen ist. Die Speicher 12$ und 12' werden mit unterschiedlichen Taktfrequenzen beim Einschreiben und Auslesen gesteuert, wobei die Einschreib-Taktfrequenz 2f entsprechend der halben Zeilendauer bei der Abtastung der Sensorzeilen das Doppelte der Auslese-Taktfrequenz beträgt. Die Ausgänge der Speicher 12 und 12' sind an je einen Eingang einer Addierstufe 13 angeschlossen, an deren Ausgang das Videosignal ohne Störung abnehmbar ist.
• Liegt beispielsweise an Klemme 1 das Hintergrund-Störsignal R der Zeile n an, dann gelangt es einerseits direkt an den Verstärker 3 und andererseits an die Verzögerungseinrichtung 4.
• Gleichzeitig wird das in der Verzögerungseinrichtung 4 gespeicherte, von der gleichen Zeile vorher abgetastete Video signal mit Störung BA + R an den Verstärker 6 geleitet. In der gezeichneten Stellung der Schalter 7 und 8 wird demzufolge das Signal BA + R vom positiven Ausgang des Verstärkers 8 an den einen Eingang der Addierstufe 11 und das Signal R vom negativen Ausgang des Verstärkers 3 an den anderen Eingang der Addierstufe 11 geführt. In der Addierstufe 11 wird somit das Signal R vom Signal BA + R subtrahiert, so daß am Ausgang der Addierstufe 11 ein Videosignal BA ohne Störung abnehmbar ist. Dieses Videosignal BA einer zeitkomprimierten Zeile wird nun in den Speicher 12 mit der doppelten Taktfrequenz eingeschrieben und zur Anpassung an die Normzeit mit der einfachen Taktfrequenz ausgelesen.
• Beim Abtasten der nächsten Zeile n + 1 wird während der halben Zeilendauer das Video signal mit Störung BA + R über Klemme 1 einerseits an den Verstärker 3 und andererseits an die Verzögerungseinrichtung 4 geleitet. Von der Verzögerungseinreich: mg 4 wird das gespeicherte Störsignal R an den Verstärker 6 geführt, so daß am Ausgang des Verstärkers 3 das Video signal mit Störung BA + R und am Ausgang des Verstärkers 6 das Störsignal R abi Ehmbar sind. In diesem Falle werden die Schalter 7 und 8 in die andere Stellung gebracht, so daß der positive Ausgang des Verstärkers 3 an den einen Eingang und der negative Ausgang des Verstärkers 6 an den anderen Eingang der Addierstufe 11 angeschlossen sind. Somit entsteht am Ausgang der Addierstufe 11 ebenfalls ein Videosignal BA ohne Störung, welches in gleicher Weise in dem Speicher 12' weiterverarbeitet wird, aA'enwe abwechselnd Die an den Ausgängen der Speicher 12 bzw, 12' abnehmbaren Videosignale ohne Störung werden über die Addierstufe 13 sequentiell zusammenge-.
• führt und sind an deren Ausgang abnehmbar.
• In dem zweiten Ausfühungsbeispiel gern. Fig. 2 erfolgt das erste Auslesen einer Sensorzeile in der Normzeilenzeit, während das zweite Auslesen dieser Sensorzeile in der H-Austastlücke stattfindet. Das Zeilensignal Zn (BA + R) des ersten Auslesens wird einer Verzögerungseinrichtung 21 zugeführt, in welcher es um eine Zeilendauer verzögert wird. Das Zeilensignal Z*n (R) des während der H-Austastlücke stattfindenden zweiten Auslesens wird einem Speicher 22 zugeleitet, in welchem es durch unterschiedliche Taktfrequenzen (5f/f) beim Einschreiben und Auslesen wieder auf die Normzeilenzeit expandiert wird. Das um eine Zeilendauer verzögerte Signal BA + R wird danach dem positiven Eingang und das auf die Normzeilendauer expandierte Signal R gleichzeitig dem negativen Eingang einer Addierstufe 23 zugeführt, an deren Ausgang dann das Video signal BÄ ohne Störung abnehmbar ist. Dieses Signal wird nun noch über eine Austastschaltung 24 geführt, in welcher in der H-Austastlücke noch auftretende Störsignale unterdrückt werden. Der Speicher 22 wird mit Hilfe der Taktsignale so gesteuert, daß während des Auslesevorgangs keine weiteren Signale eingeschrieben werden können.
• Beim dritten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 3 wird nun å jeder Bildpunkt einer Sensorzeile zweimal hintereinander abgetastet, wobei der Signalwert U (BA + R) der ersten Abtastung eines Bildpunktes in einer ersten Abtast- und Haltestufe 31 und der Signalwert U (R) der zweiten Abtastung dieses Bildpunktes in einer zweiten Abtast- und Halte stufe 32 gespeichert wird. Dies ist möglich durch entsprechende Steuerung der Schalter 33 und 34 der Abtast- und Haltestufe 31 und 32. So wird z. B.
• der Schalter 33 immer im Zeitpunkt T1 durch Abtastimpulsel51 geschlossen, während der Schalter 34 immer im Zeitpunkt T2 durch Abtastimpulse IS2 geschlossen wird. Nach Beendigung der zweiten Abtastung und Speicherung der Signalwerte U (BA + R) und U (R) in den Kondensatoren 36 und 37 gelangen die Signalwerte zum positiven und negativen Eingang eines Differenzverstärkers 38, an dessen Ausgang eine dritte Abtast- und Haltestufe 39 angeschlossen ist. Der Schalter 41 der Abtast- und Halte stufe 39 wird im Zeitpunkt T3,also gleichzeitig mit U2 durch Abtastimpulse 153 geschlossen, so daß am Ausgang der Abtast-und Haltestufe 39 immer nach dem zweiten Abtasten eines Bildpunktes ein Signalwert U (BA) ohne Störung zur Verfügung steht.
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Claims (5)

1. Ansprüche Q) Verfahren zur Störsignalbeseitigung beim Betrieb von bildpunktweise adressierbaren Festkörper-Bildsensoren mit zweimaligem Auslesen einer Zeile, wobei beim ersten, zerstörenden Auslesen der Zeile ein erstes Signal mit Video-und Störinformation und beim zweiten Auslesen der Zeile ein zweites Signal nur mit Störinformation erzeugt wird, von denen jeweils eines um die der Erzeugung des jeweils anderen Signals entsprechende Zeit verzögert ud das zweite wird,J7fom ersten Signal subtrahiert wird, um ein drittes Signal ohne Störung zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal in einer kürzeren Zeit erzeugt wird als der genormten Zeilendauer entspricht.-
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste als auch das zweite Signal in der halben Zeilendauer erzeugt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung des dritten Signals an die genormte Zeilendauer in einem Speicher mit unterschiedlicher Einschreib - und Auslesetaktfrequenz erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal während der Zeilendauer außerhalb der H-Austastlücke erzeugt und das zweite Signal während der H-Austastlücke ausgelesen und in einem Speicher mit unterschiedlicherEinschreib- und Auslesetaktfrequenz auf die genormte Zeilendauer expandiert wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Signal durch aufeinanderfolgendes zweimaliges Auslesen eines å jeden Bildpunktes einer Zeile erzeugt werden, daß die Bildpunktsignalwerte des ersten und des zweiten Signals jeweils getrennt gespeichert und nach dem zweiten Auslesen voneinander subtrahiert werden, und daß die so erhaltenen Bildpunktsignalwerte des dritten Signals während des Subtrahiervorganges ebenfalls gespeichert werden.