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Verfahren zur Ubertragung eines Signales in einem
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analogen Videokanal Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ubertragung
eines Signales in einem analogen Videokanal. Ein derartiges Verfahren läßt sich
insbesondere bei der Verwendung von analogen Bausteinen mit geringem Störabstand
zusammen mit digitalen Bausteinen mit hohem Störabstand einsetzen.
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In der Fernsehtechnik, insbesondere in der Röntgen-Fernsehtechnik,
werden immer mehr digitale Bausteine eingesetzt, die insbesondere eine schnelle
Verarbeitung von Videosignalen ermögl chen. So werden beispielsweise bei der in
der DE-OS 31 .2 098 beschriebenen Röntgendiagnostikanlage für die digitale Subtraktionsangiographie
die Röntgenbilder von einer Fernsehkamera aufgenommen, deren Videosignale digitalisiert
und einer digitalen Subtraktionsvorrichtung zugeführt werden, die in Echtzeit die
Differenz eines digital gespeicherten und des aktuellen, eventuell integrierten
Videosignales bildet. Anschließend wird das digitale Differenzsignal in ein analoges
Signal umgewandelt und auf einem Monitor wiedergegeben.
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Bei der Subtraktionsangiographie ist es weiterhin üblich, für eine
eventuelle Wiederholung der Szene und deren Nachverarbeitung entweder das Videosignal
der Fernsehkamera oder das Differenzsignal der Subtraktionsvorrichtung auf einem
analogen. Bandspeicher festzuhalten. Dieser Bandspeicher weist einen gegenüber den
anderen Bausteinen geringeren Störabstand auf, so
daß er bezüglich
des Bildrauschens die Schwachstelle in der Fernsehkette bildet. Der analoge Bandspeicher
wird aber aufgrund seiner großen Speicherkapazität trotzdem weiterhin genutzt.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, das eine Erhöhung des Störabstandes von analogen Videokanälen,
insbesondere von Bandspeichern, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erhöhung
des Signal/Rausch-Abstandes die Signale zur Eingabe in den Videokanal vervielfältigt
und bei der Ausgabe zur Rekonstruktion der originalen, aufeinanderfolgenden Videosignale
überlagert werden. Dadurch wird erreicht, daß die gleichen Videosignale den Videokanal
mehrmals passieren, so daß ds Bildrauschen durch nachfolgende Integration der einzelnen
Videosignale verringert werden kann.
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Das Verfahren läßt sich zur Übertragung von Fernsehbildern in dem
Videokanal von einem Sender zu einem Empfänger verwenden, wenn die Videosignale
der einzelnen Fernsehbilder mehrfach ausgesendet und im Empfänger die übertragenen,
zu einem Fernsehbild gehörenden Videosignale zu einem Videosignal zusammengefaßt
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch zur Speicherung von Fernsehbildern
in dem Videokanal auf einem analogen Videobandspeicher einsetzen, wenn die Videosignale
jedes einzelnen Fernsehbildes mehrfach durch den Videobandspeicher aufgezeichnet
und bei der Wiedergabe die aufgezeichneten, zu einem Fernsehbild gehörenden Videosignale
addiert werden.
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Eine bessere Ausnutzung des Videokanales erhält man,
wenn
die Videosignale der Verarbeitungsleistung des Videokanales angepaßt werden. Eine
Reduzierung der Ubertragungszeit im Videokanal wird erreicht, wenn die Videosignale
derart zusammengefaßt werden, daß eine Bildmatrix aus mehreren Bildern besteht,
so daß sie gemeinsam dem Videokanal zugeführt werden können. Das erfindungsgemäße
Verfahren läßt sich auch vorteilhaft bei Videosignalen verwenden, deren Informationsinhalt
größer als die Verarbeitungsleistung des Videokanales ist, wenn die Videosignale
derart aufgeteilt werden, daß ein Bild in mehrere Teilbilder zerlegt wird, deren
Videosignale jeweils einzeln nacheinander dem Videokanal zugeführt werden.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Fernsehkette mit einem
Bildspeicher nach der Erfindung, und Fig. 2 den Wiedergabezweig der Fernsehkette
nach der Erfindung.
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In der Figur 1 ist eine Fernsehkamera 1, beispielweise einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette,
dargestellt, deren Ausgangssignal in einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler 2)
digitalisiert und einer digitalen Verarbeitungsschaltung, beispielsweise einer Subtraktionsvorrichtung
3, zugeführt wird. Der Ausgang der Subtraktionsvorrichtung 3 ist über einen Schalter
4 mit einer Umwandlungselektronik 5 verbunden, deren Funktionsweise noch später
erläutert wird. Das Ausgangssignal der Umwandlungselektronik 5 wird über einem Digital/Analog-Wandler
(D/A-Wandler 6) einem analogen Bildspeicher,
beispielsweise einem
Videobandspeicher 7, zugeführt. Der zweite Schaltkontakt des Schalters 4 ist mit
dem Ausgang des A/D-Wandlers 2 verbunden. Dadurch wird ermöglicht, daß entweder
das Videosignal der Fernsehkamera 1 direkt oder erst nach Verarbeitung in der Subtraktionsvorrichtung
3 dem Videobandspeicher 7 zugeführt wird.
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Die Umwandlungselektronik 5 weist einen Speicher auf, in dem das Eingangssignal
der Umwandlungselektronik 5 zwischengespeichert wird und anschließend mehrfach,
beispielsweise 64 mal, ausgelesen wird. Dadurch wird auf dem Videobandspeicher 7
das zu einem Bild gehörende Videosignal 64 mal aufgezeichnet, wenn das digitale
Eingangssignal ein an das Bandgerät angepaßtes Format aufweist, d.h., wenn die digitalen
Daten der Verarbeitungsschaltung der Verarbeitungsleistung des Videobandspeichers
7 entsprechen. Ist die gewünschte Anzahl von Einspeicherungen erfolgt, so kann anschließend
eil anderer Bildsignalinhalt, beispielsweise das nächste Röntgenbild einer Durchleuchtungsszene,
auf dieselbe Weise aufgezeichnet werden.
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Weist das digitale Videosignal aber nicht das von dem Videobandspeicher
7 mögliche zu verarbeitende Matrixformat auf, so bewirkt die Umwandlungselektronik
5 eine Anpassung des Signales. Ist die von der Subtraktionsvorrichtung 3 verarbeitete
Bildmatrix größer als die größtmögliche aufzuzeichnende Matrix, so werden die größeren
Matrizen in kleinere Teilbilder oder Submatrizen unterteilt, die einzeln, wie oben
ausgeführt, aufgezeichnet werden. Weist dagegen das digitale Ausgangssignal der
Subtraktionsvorrichtung 3 Matrizen auf, die kleiner als die größtmögliche aufzuzeichnende
Matrix sind, so bewirkt die Umwandlungselektronik 5, daß die Videosignale mehrerer
Bilder zu einem Videosignal zusammengefaßt
werden. Weicht dagegen
die Bittiefe des digitalen Bildsignales von der vom Videobandspeicher maximal sinnvoll
aufzeichenbaren Bitzahl ab, so bewirkt die Umwandlungselektronik 5 ebenfalls eine
entsprechende Anpassung. Ist die Bittiefe des digitalen Bildsignales kleiner als
die vom Videobandspeicher zu verarbeitende Bitzahl, so werden für die fehlenden
Bits Nullen hinzugefügt. berschreitet dagegen die Bittiefe die maximal sinnvolle
Bitzahl, so erfolgt eine Aufspaltung der Bits in Blöcke, die dann einzeln, wie oben
beschrieben, aufgezeichnet werden.
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Um eine eindeutige Zuordnung auf dem Videoband zu erhalten, wird zu
Beginn einer Szene von dem Videobandspeicher eine Marke aufgezeichnet. Ebenfalls
wird jeder Wechsel eines Bildinhaltes auf dem Videoband markiert, so daß bei der
Wiedergabe eine eindeutige Zuordnung der Videosignale erfolgen kann, damit die richtigen
Videosignale überlagert werden.
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In der Figur 2 ist die Schaltungsanordnung zur Wiedergabe der auf
dem Videobandspeicher 7 aufgezeichneten Videosignale dargestellt. Der Ausgang des
Videobandspeichers 7 ist an einem zweiten A/D-Wandler 8 angeschlossen, der mit der
Umwandlungselektronik 5 verbunden ist.
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An die Umwandlungselektronik 5 ist eine digitale Schaltung 9 zur Nachverarbeitung
angeschlossen, die entweder die Subtraktionsvorrichtung 3 sein kann, wenn das Videosignal
der Fernsehkamera 1 direkt aufgezeichnet wurde, oder aber eine weitere digitale
Schaltung, beispielsweise zur Kontrasterhöhung, aufweisen kann. An die Schaltung
9 ist über einen D/A-Wandler 10 ein Monitor 11 zur Darstellung der Röntgenbilder
angeschlossen.
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Diese Umwandlungselektronik 5 bewirkt bei der Wiedergabe
die
Zusammenfassung durch Integration der einzelnen Videosignale und, falls die Formate
nicht übereinstimmten, die Zusammensetzung des Bildes aus mehreren Teilbildern oder
die Trennung der einzelnen, bei der Aufnahme zusammengefaßten Bilder. Durch diese
Integration der Bildsignale erhält man gegenüber einer Einfach-Aufzeichnung einen
erheblich verbesserten Signal-Rauschabstand. Werden beispielsweise, wie vorhin angegeben,
L = 64 Bildsignale integriert, so ergibt sich gegenüber der Einfach-Aufzeichnung
ein Gewinn von 20 mal Logarithmus (L) dB, also in unserem Beispiel von 18 dB.
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Anstelle getrennter Aufnahme- und Wiedergabezweige lassen sich durch
entsprechende Umschaltung gleiche Bauteile einsparen. So können beispielsweise die
A/D-Wandler 2 und 8 und D/A-Wandler 6 und 10 zu jeweils nur einem Wandler zusammengefaßt
werden, die in den entsprechenden Zweig eingeschaltet werden.
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Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren lassen sich also Videosignale
aufzeichnen, die gegenüber einer normalen Aufzeichnung auf Videoband einen erheblich
geringeren Rauschanteil aufweisen. Der einzige Nachteil hierbei ist, daß eine längere
Aufzeichnungszeit zur Verfügung stehen muß. Daher eignet sich das Verfahren, insbesondere
für Einzelbilder oder intermittierende Durchleuchtung. Sollen dagegen fortlaufende
Szenen aufgezeichnet werden, so muß zuerst eine Zwischenspeicherung erfolgen.
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Das gleiche Verfahren läßt sich auch nach der Erfindung bei einer
Ubertragung von analogen Signalen in einem Videokanal verwenden.
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6 Patentansprüche 2 Figuren