DE3321911C2 - Bildinformations-Ausgabegerät - Google Patents

Abstract

Das Bildinformations-Ausgabegerät nach der Erfindung umfaßt einen Positions-Spezifizierabschnitt, um ein Ablenkzeilensignal zu erzeugen mit der Absicht, zwei vertikale Ablenkzeilen, die darzustellen sind, einer Bilddarstellung zu überlagern, die einem Bildsignal einer ITV-Kamera entspricht. Das Gerät umfaßt einen Integrator zum Integrieren von Bildsignalkomponenten, die einer Zone zwischen den Ablenkzeilen entspricht. Das Integrationsausgangssignal des Integrators wird in ein Bildzeilen-Meßsignal umgewandelt, welches dann auf einem Monitor bzw. Fernsehbildschirm zusammen mit dem aufgenommenen Bild zur Anzeige gebracht wird. nd der Folie hin, wo die Mikrofasern mit der Folie verschmolzen sind, erstrecke

Description

2. Bildinformations-Ausgabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrierer (19) das Bildsignal abhängig von einem der Vorderflanke des Synchronisiersignales entsprechenden Signal (HDP) integriert und daß die Umsetzeinheit (18,20) eine Abtast- und Halteschaltung (20) hat, die das vom Integrierer (19) integrierte Signal abhängig von einem der Rückflanke des Synchronisiersignales entsprechenden Signal (HDN)häh.

3. Bildinformations-Ausgabegerät nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinheit (22) eine Potentiometerschaltung (22) mit zwei Potentiometern (PX, P2) enthält.

4. Bildinformations-Ausgabegerät nach Anspruch 2, dddurch gekennzeichnet, daß die AbtaM· und Halteschaltung (20) das vom Integrierer (19) in- eo tegrierte Signal während einer Horizontal-Abtastperiode hält, und daß ein Vergleicher (18) den Pegel des gehaltenen Signales mit dem sich ändernden Pegel des Sägezahnsignales vergleicht und das Helligkeitssignal (B) abgibt.

5. Bildinformations-Ausgabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrierer (19) mit einer Recheneinheit (23) verbunden ist, die die Größe des Objektes im Objektbild aufgrund des integrierten Signals berechnet.

Die Erfindung betrifft ein Bildinformatiuns-Ausgabegerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Auf dem Gebiet von Bildinformations-Ausgabegeräten wurde vor nicht langer Zeit ein Videomeßsystem entwickelt Dieses Video-Meßsystem wird dazu verwendet, um eine einzelne vertikale Helligkeitslinie an einer gegebenen Stelle an einem Bildschirm festzusetzen und um Bilddaten auf der vertikalen Helligkeitslinie aufzunehmen, so daß dadurch die Breite oder Dunkelheit und die Helligkeit der Fläche eines Gegenstandes, der fotografiert werden soll, gemessen wird. Diese herkömmlichen Video-Meßsyslemc sind jedoch so konstruiert, daß die Bilddaten hinsichtlich einer einzigen vertikalen Linie aufgenommen werden, wenn daher eine Videokamera fehlerhaft ist und beispielsweise Geräuschkomponenten in die Bildinformation eingemischt werden, so werden die Bilddaten eines Bildabschnius, der diesen Geräuschkomponenten entspricht, in das Bild mit eingemischt; es treten damit aber Fehler in der Signalverarbeitung auf und es kann auch keine genaue Messung vorgenommen werden.

Um mit diesen Problemen fertig zu werden, wird die Lage der vertikalen Linie schrittweise in horizontaler Richtung verschoben, und es werden dann Helligkeitsdaten an mehreren vertikal verlaufenden Stellen gewonnen. Es wird ein Mittelwert dieser Daten bestimmt und zwar beispielsweise mit Hilfe eines Datenprozessors, der die Möglichkeit bietet, diesen Wert auf einem Monitor darzustellen. Dort jedoch, wo derartige Gegenmaßnahmen getroffen werden, wird ein Mikroprozessor und ein Speicher mit großer Speicherkapazität gefordert, um die Daten zu verarbeiten, die den mehreren vertikalen Positionen entsprechen, was dann schließlich zu einem umfangreichen und komplizierten Video-Meßgerät und zu erhöhten Herstellungskosten führt.

Aus der DE-OS 22 50 387 ist eine Überwachungsvorrichtung mit einem Torsignalgeperator zur Erzeugung horizontaler und vertikaler Torimpulse, einer Fernsehkamera, deren Gesichtsfeld durch eine Abtastschaltung abgetastet wird, eimern in ein Raster eingeteilten Beobachtungsfeld, aus dem bestimmte Bereiche herausgegriffen werden können, einern Integrierer und einem Monitor bekannt. Diese Überwachungsvorrichtung dient zum Schutz von Geldschränken, zur Erfassung unberechtigter Eindringlinge, zur Bewachung gegen Diebe, zur Erfassung von Feuer und beispielsweise auch zur Verkehrssteuerung, und sie gibt einen Alarm ab. wenn ein neues Bild auf dem Anzeigeschirm der Fernsehkamera auftritt. Bei der bekannten Überwachungsvorrichtung wird so erfaßt, ob ein neues RiId auf dem Schirm der Fernsehkamera angezeigt wird oder mehl. Li im aber nicht mogliuh, die Lage fcslzuMcIlcn, in der ein neues Bild in Erscheinung tritt.

Weiterhin ist aus der DE-AS 28 07 962 eine jitter-Meßeinrichtung bekannt, die eine exakte Messung der in einem abgebildeten Signal vorhandenen jittergröße unter Ausschaltung der durch Einschaltvorgänge, Unregelmäßigkeiten in der Bandlaufgeschwindigkeit, ungleichmäßige Rotationsbewegungen der Drehköpfe und dergleichen verursachten Störungen ermöglicht. Hierzu wird bei dieser Meßeinrichtung eine Jittereffekt

anzeigende Linie zwischen zwei Referenzlinien angezeigt, wobei aber eine Integration eines Bildsignales zwischen vertikalen Linien nicht vorgesehen ist

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildinformations-Ausgabegerät zu schaffen, bei dem die Wirksamkeit von Störkomponenten reduziert wird, welches einen einfachen Schaltungsaufbau besitzt und das die Möglichkeit bietet, Bild-Meßinformationen mit hoher Qualität zu erhalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Bildinformations-Ausgabegerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 5.

Das erfindungsgemäße Bildinformations-Ausgabegerät weist also eine Zeigerlinien-Einstelleinrichtung mit einer Ausgabeeinheit auf, die Zeigerspannungen abgibt. Diese Zeigerspannungen, die beliebig festgelegt werden können, werden während der Zeitdauer einer A.btastünie mit einem Sägezahnsignal von einem Sä£jzahnsignalgenerator verglichen. Aus diesen; Vergleich der jeweiligen Pegel des Sägezahnsignales mit den Zeigerspannungen werden vertikal Zeigerlinien auf einem Objektbild angezeigt.

Das Bildsignal wird zwischen den vertikalen Zeigerlinien integriert. Durch diese Integration kann der Einfluß von Rauschkomponenten ausgeschlossen werden, was es erlaubt, ein zuverlässiges Bild zu erhalten. Das durch die Integration erhaltene Signal wird als Anzeigelinie auf dem Schirm einer Anzeigeeinrichtung angezeigt. Aus der Form dieser Anzeigelinie, also aus der Ungleichmäßigkeit der Linie, können Lage und Größe eines Meßobjektes ohne Beeinflussung durch Rauschkomponenten genau bestimmt werden.

Es werden also wenigstens zwei vertikale Linien auf einem Bildschirm festgelegt, es werden dann Bildinformationskomponenten der Bildzone zwischen diesen vertikalen Linien integriert und zwar für jede horizontale Zeile, es wird ferner der integrierte Wert mit einem horizontalen Abtastsignal bzw. Sägezahlsigral verglichen und dadurch in ein Positionssignal auf der horizontalen Abtastzeile umgewandelt. Das auf diese Weise erhaltene umgewandelte Signal wird dazu verwendet, die Dunkelheit und die Helligkeit der Fläche eines Gegenstandes, der fotografiert werden soll, in Form von Liniendaten zu messen, die einer Linie senkrecht zur horizontalen Seite eines Bildschirms entsprechen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.

Es zeigt

F ι g. 1 ein Blockschaltbild eines Bildinformations-Ausgabegerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel:

F i g. 2 ein Zeitdiagramm /ur Erläuterung der Schaltung gemäß Fig. I;

Fig. 3 eine Darstellung einer Zeigerlinie und einer gemessenen Linie;

Fig.4 eine Anzeigefläche einer Anzeigeeinrichtung; und

Fig.5 ein Zeitdiagramm eines Vertikal-Synchronisiersignals und eines gemessenen Linienbildsignals.

Gemäß Fig. 1 ist e:fi Bildsignal-Ausgabeanschluß einer Betriebs-Fernschkamera (ITV) 11 mit dem Eingiingsanschluß eines Mischers 14 über einen Verstärker 13 in einer Bildsignal-Verarbeitungsschaltung 12 verbunden. Der Vertikal- ιιηΊ Horizontal-Synchronisiersignal-Ausgangsanschluß eines Synchronis'ersignalgenerators 15 sind mit dem vertikalen und horizontalen Synchronisiersignal-Eingangsanschluß der Fernsehkamera verbunden. Der Horizontal-Synchronisiersignal-Ausgangsanschluß des Synchronisiersignalgenerators 15 ist mit dem Synchronisiersignal-Eingangsanschluß eines Sägezahnsignalgenerators 16 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Sägezahnsignalgenerators 16 ist mit den jeweiligen Eingangsanschlüssen von Vergleichsstufen 17 und 18 verbunden. Die Horizontal-Synchronisierimpuls-Ausgangsanschlüsse des Synchronisiersignalgenerators 15 sind mit den Steuer-Eingangsanschlüssen eines Integrierers 19 und einer Abtast- und Halteschaltung 20 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 13 ist mit dem Eingangsanschluß des Integrierers

19 verbunden. Ein Bereichssignalgenerator 21 ist ebenfalls mit diesem Integrierer 19 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Integrierers 19 ist mit dem Eingangsanschluß der Abtast- und Halteschaltung 20 verbunden.

Der Alisgangsanschluß der Abtast- uiA Halteschaltung

20 ist mit einem anderen Eingangsanscnluß der Vergleichsstufe 18 verbunden. Die Bezugs-Eingangsanschlüsse der Vergleichsstufe 17 sind mit einer Poientiometerschaltung 22 verbunden, während die Ausgangsanschlüsse derselben mit dem Mischer 14 und dem Bereichssignalgenerator 21 verbunden sind. Die Bezugs-Eingangsanschlüsse der Vergleichsstufe 17 sind mit ei ner zentralen Recheneinheit (CPU) 23 vprbunden.
Der Mischer 14, die Vergleichsstufe 18 und die Abtast- und Halteschaltung 20 bilden einen Bildsignal-Ausgabeabschnitt 24. Die Vergleichsstufe 17 und die Potentiometerschaltung 22 bilden eine Zeigerlinien-Einstelleinrichtung 25. Der Ausgangsanschluß des Mischers 14 und derjenige des Bildsignal-Ausgabeabschnitts 24 sind mit einer Anzeigeeinrichtung 26 verbunden.

Der Betrieb der zuvor erläuterten Schaltung soll nun im folgenden in Verbindung mit dem Zeitdiagrarrm der F i g. 2 erläutert werden.
Wenn die Stromversorgung eingeschaltet und ein Star .achalter betätigt wird, überträgt der Synchronisiersignalgenerator 15 das Vertikal- und das Horizontal-Synchronisiersignal zur Fernsehkamera 11. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein tatsächliches Bild mit einem zu prüfenden Objekt, beispielsweise einem Gegenstand,

■»5 dessen Breite gemessen werden soll, durch die Fernsehkamera 11 fotografiert werden soll, erzeugt die Fernsehkamera 11 ein Bildsignal VS. Das Bildsignal VS wird durch den Verstärker 13 verstärkt und gelangt dann zum Mischer 14 und zum Integrierer 19.

Der Sägezahnsignalgenerator 16 erzeugt ein Sägezahnsignal SVsynchron mit dem Horizontal-Synchronisicsig'.a' HD. Dieses Sägezahnsignal SVgelangt zu den Vergleichsstufen 17 und 18. Die Vergleichsstufe 17 vergleicht das Sägezah.'.signal SV mit den Zeige-spannuiigen Vl, V2 und erzeugt Zeigersignale Cl und C2, wenn die Spannung der zuvor genannten Signale gleich groß wird. Wenn die Zeigersignale Cl und C2 dem Bereichssignalgenerator 21 zugeführt werden, so erzeugt dieser ein Impulssignal WP mit einer Impulsbreite, die einer Periode zwischen den Zeigersignalen Cl und C2 entspricht. Wenn das Impulssignal WP zum Integrierer 19 gelangt, so integriert dieser das Sägezahnsignal VS während der Periode, die der Impulsbreite des Impulssignals WP entspricht, und erzeugt ein In-

fa5 tegrationssignal /S. Der Integrierer 19 wird dann durch einen Synchronisierimpuls HDP zurückgestellt. Der Synchronisierimpuls HDP wird abhängig von der Hinterflanke des Synchronisiersignals HO erzeugt. Demge-

geniüber wird ein Synchronisierimpuls HDN abhängig vom der Vorderflanke des Synchronisiersignals HD erzeugt.

Wenn das Integrationssignai /5 des Integrierers 19 zur Abtast- und Halteschaltung 20 gelangt, so entnimmt diese eine Probe und speichert das Integrationssignal IS in Abhängigkeit von dem Synchronisierimpuls HDN bis zum Beginn der nächsten horizontalen Abtastperiode und erzeugt ein Probeentnahme- und Speichersignal SIS Signalpegel Sn — Γ. Sn'und Sn + V des Probenentnahme- und Speichersignals SISentsprechen jeweils den Pegeln, die dadurch erzeugt werden, daß Signalpegel Sn — 1, Sn und Sn + 1 des Integrationssignals /5auf eine spezifische Spannung reduziert werden. Wenn das Signal SIS der Abtast- und Halteschaltung 20 zur Vergleichsstufe 18 gelangt, so wird dieses Signal 5/5 mit dem Sägezahnsignal SVm der Vergleichsstufe 18 vergli· riode zwischen zwei benachbarten vertikalen Synchronisierimpulsen VD erhalten wird, wobei eine Schwellenwertspannung TH als Bezugsgröße verwendet wird. Die Zeitperiode, die der Breite W entspricht, wird durch Zählen von Taktimpulsen gemessen. Die auf diese Weise erhaltene Zählung CNT wird mit einem optischen Koeffizienten k multipliziert. Die Breite W ist daher durch die folgende Beziehung gegeben:

ίο W= k CNT.

Die Spannungen Vi und V2der Potentiomcterschaltung 22 gelangen zur zentralen Recheneinheit 23. Von diesen Spannungen Vl und V2 bestimmt die Reeheneinheit 23 die Positionen der Zeigerlinien A.Z. 1 und KL2 auf dem Bildschirm. Wenn das Bild des Gegenstandes sich entweder am linken oder rechten Abschnitt

.r. Wenn der P

egsi des Sägezahnsigns's SV gleich des Bildschirmes befindet, bc&ümint die Recheneinheit,

wird demjenigen des Signals SIS, so erzeugt die Ver gleichsstufe 18 ein Impulssignal B.

Die Signale B, CX und C2 gelangen zum Mischer 14 und werden mit dem Bildsignal VS verbunden. Der Mischer 14 erzeugt ein Ausgangssignal WVS, welches zur Anzeigeeinrichtung 26 gelangt. Gemäß F i g. 3 werden in diesem Fall schwarze Punkte ID. KD 1 und KD 2, die den Impulsen B. C1 und C2 entsprechen, auf einer horizontalen Abtastzeile dargestellt. Wenn das SägezahnsignaJ SV, welches der nächsten horizontalen Abtastzeile entspricht, zu der Vergleichsstufen 17 und 18 gelangt, werden diese schwarzen Punkte ID, KD1 und KD 2 auf dieser nächsten horizontalen Abtastzeile wiedergegeber bzw. dargestellt. Wenn die Anzeigeeinrichtung 26 aus einem Kopplungssystem (Schnittstellensystem) besteht, werden die schwarzen Punkte auf jeder zweiten horizontalen Abtastzeile dargestellt, und es werden auch die vertikalen 7eigerl'ni?n KL 1 und KL 2 und eine gemessene Linie IL, die dem integrierten Wert der Helligkeitsdaten entspricht, welche die Helligkeit der Zone zwischen den Zeigerlinien KL 1 und KL 2 wiedergeben, ebenso dargestellt, wie dies in F i g. 4 veranschaulicht ist. Wenn die Zeigerlinien KL 1 und KL 2 auf der Anzeigeeinrichtung 26 betrachtet werden und gewünscht wird, deren Positionen zu ändern, so werden die Potentiometer Pl und P2 der Potentiometerschaltung 22 eingestellt. Auf diese Weise lassen sich die Zeigerspannungen Vl und V2 verändern, und es lassen sich die Zeigerlinien KL 1 und KL 2 jeweils in eine gewünschte Position bewegen.

Die Differenz zwischen den Spannungen Vl und V 2 entspricht einem Abstand zwischen den Zeigerlinien KL 1 und KL 2. Der Integrierer 19 integriert die Helligkeitsdaten und der durch diese Integration erhaltene Wert wird als die gemessene Linie IL auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung 26 dargestellt. Selbst dann, wenn ein Bild mit Stör- oder Rauschkomponenten zwischen die Zeigerlinien KL 1 und KL 2 gemischt wird, beeinflussen die Stör- oder Rauschkomponenien nicht merklich den Wert der Ausgangsgröße des Integrierers 19. Es wird daher die gemessene Linie IL in Form einer Linie dargestellt, die im wesentlichen durch Rauscheinflüsse oder Störeinflüsse unbeeinflußt ist

Wenn die Daten der gemessenen Linie IL, d. h. das Signal SIS der Abtast- und Halteschaltung 20 zur Recheneinheit 23 gelangt, berechnet die Recheneinheit 23 die Breite des Gegenstandes oder Objektes. Bei der Berechnung der Breite des Objektes oder Gegenstandes, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist, wird ein Linienbild-Meßsignal VSIS binär codiert, welches während der Peob die Zeigerlinien KL 1 und KL 2 das Bild des Gegenstandes überlappen oder nicht.

Die Differenz zwischen den Spannungen Vl und V2 entspricht der Verstärkung des Signals VSIS. Demzufolge wird die Schwellenwertspannung TH entsprechend der Differenz zwischen den Spannungen Vl und V2 geändert, so daß dadurch das Verhältnis der Spannung TH zur Spannung des Signals VSIS konstant gehalten wird. i«it dieses Verhältnis konstant bleibt, kann die Breite des Gegenstandes oder Objektes sehr genau gemessen werden, wobei auch keine Beeinflussung durch die Bewegung oder Verschiebung der Zeigerlinien KL1 und KL 2 am Bildschirm vorliegt.

Wie zuvor dargelegt wurde, werden die Helligkeitsdaten der Bildzone, die zwischen den zwei vertikalen Zeigerlinien KL 1 und KL 2 gelegen ist. integriert, und der resultierende integrierte Wert wird als Meßdaten dargestellt. Es bleibt selbst dann, wenn Rausch- oder Störkomponenten in das Bild eingemischt wurden, das Meßergebnis durch diese Störkomponenten unbeeinflußt mit dem Ergebnis, daß Meßdaten hoher Qualität erhalten werden. Darüber hinaus kann die Signalverarbeitung in einer Zeitperiode ausgeführt werden, die im wesentlichen gleich ist mit derjenigen, die für die Abtastung der Betriebs-Fernsehkamera erforderlich ist, so daß die Verwendung des Gerätes sehr vorteilhaft wird. Da ferner die Integration und die Signalerzeugung mit Hilfe von relativ einfach aufgebauten Schaltungen durchgeführt werden kann, wird das sich ergebende Gerät nicht nur sehr viel einfacher hinsichtlich seiner Konstruktion als bekannte derartige Geräte, sonden. auch kleiner und billiger bei der Herstellung.

Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel werden die vertikalen Zeigerlinien KL 1 und KL 2 und die Meßdatenlinie IL als schwarze Linien wiedergegeben. Diese Linien können jedoch ebensogut als weiße Linien wiedergegeben werden. In diesem Fall werden positive Impulse mit dem Bildsignal als die Impulse B. Cl und C 2 verbunden. Ferner können auch die vertikalen Zeigerlinien KL 1 und KL 2 als schwarze Linien dargestellt werden, während die Meßdatenlinie IL als weiße Linie bzw. hell leuchtende Linie wiedergegeben werden kann. Wenn die Darstellung auf diese Weise vorgenommen wird, so wird es einfacher, optisch die Daten zu unterscheiden. Dort, wo jedoch eine visuelle Datenerkennung nicht erforderlich ist. kann irgendeiner der impulse B, C1 und C2 aus dem Bildsigna! ausgeschlossen werden.

Darüber hinaus ist die Bildaufnahmeeinrichtung auch nicht auf eine Betriebs-Fernsehkamera beschränkt, sondern kann beispielsweise auch aus einer Fühlereinrich-

tung oder Abtasteinrichtung bestehen, bei welcher ein zweidimensionales Fcstkörper-Bildaufnahmcclement zur Anwendung gelangt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Bildinformations-Ausgabegerät mit

— einem Synchronisiersignalgenerator (15) zum Erzeugen eines Horizontal- und eines Vertikal-Synchronisiersignales,

— einer Bildaufnahmeeinrichtung (11) zum Erzeugen eines Bildsignales entsprechend einem Objektbild,

— einer Zeigerlinien-Einstelleinrichtung (25) zum Einstellen einer oder mehrerer Zeigerlinien auf dem Objektbild,

— einem Integrierer (19) und

— einer Anzeigeeinrichtung (26),

— dad u rch geken nzeich ne t, daß

— ein Sägezahnsignalgenerator (16) ein Sägezahnsignai ^/nchron mit dem Horizontal-Synchronisiersignal erzeugt,

— die Zeigerlinien-Einstelleinrichtung (25) wenigstens zwei vertikale Linien (KL 1, KL 2) auf dem Objektbild einstellt und eine Ausgabeeinheit (22) hat, die Zeigerspannungen (Vl. V2} mit dem Sägezahnsignal (SV) abgibt, um Zeigersignale (Ci, C?) entsprechend den vertikalen Linien (KL 1, KL 2) zu erzeugen,

— der Integrierer (19) Bildsignalkomponenten entsprechend einem Bereich zwischen den durch c'z Zeigerlinien-Einstelleinrichtung (25) eingestellten vertikalen I mien (KL 1, KL 2) integriert,

— ein Bildsignal-Ausgabeabs'hnitt (24) eine Umsetzeinheit (18,20), die das vom Integrierer (19) integrierte Signal in ein Helligkeitssignal (B) \*> entsprechend dem Pegel des Sägezahnsignales und einen Mischer(14) zum Mischen des Helligkeitssignales (B)mit einem Objektbildsignal hat. und

— die Anzeigeeinrichtung (26) die vertikalen Linien (KL 1, KL 2) und eine erfaßte vertikale L^;-nie (IL) entsprechend dem Helligkeitssignal (B) zusammen mit dem Objektbild anzeigt.