DE3417386C2

DE3417386C2 -

Info

Publication number: DE3417386C2
Application number: DE19843417386
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 8520 Erlangen De Horbaschek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1992-12-10
Also published as: DE3417386A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernseheinrichtung mit einer Fern sehkamera, einer Übertragungsschaltung und einem Monitor, bei der in der Übertragungsschaltung Filtermittel mit veränderbarer ortsfrequenter Hochpaßcharakteristik enthalten sind. Eine der artige Fernseheinrichtung dient insbesondere bei der Röntgen fernsehtechnik zur Verstärkung der Feinkontraste von Röntgen bildern.The invention relates to a television device with a television vision camera, a transmission circuit and a monitor the filter means with changeable in the transmission circuit spatial high-pass characteristics are included. One of the like television device is used especially in the X-ray television technology for enhancing the fine contrasts of x-rays pictures.

Aus der DE-PS 12 24 352 ist eine Fernseheinrichtung dieser Art für Röntgendurchleuchtung bekannt, bei der eine Harmonisie rung, eine Verstärkung der Feinkontraste in Röntgenbildern, beschrieben ist. Hierzu wird, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Videohochpaßfilter in den Übertragungskanal geschaltet. Da durch werden großflächige Kontrastbereiche abgeschwächt, wäh rend die hochfrequenten Signalanteile, die die Feinkontraste darstellen, verstärkt werden. Hierbei tritt aber das Problem auf, daß die Signalanteile, die beispielsweise vom Quantenrau schen oder dem Rauschen eines nachgeschalteten Bildspeichers herrühren, ebenfalls mitverstärkt werden, da sie im wesentli chen hochfrequente Anteile aufweisen. Dies wirkt sich insbe sondere bei den dunklen Stellen, d. h. niedrigen Signalantei len, negativ aus, da in diesen Bereichen der Rauschanteil prozentual gesehen größer als in den hellen Bereichen ist.From DE-PS 12 24 352 a television device of this type for X-ray fluoroscopy is known, in which a harmonization, an enhancement of the fine contrasts in X-ray images is described. For this purpose, as shown in Fig. 1, a video high-pass filter is switched into the transmission channel. Large areas of contrast are thereby weakened, while the high-frequency signal components, which represent the fine contrasts, are amplified. Here, however, the problem arises that the signal components, which originate, for example, from quantum noise or the noise of a downstream image memory, are also amplified because they essentially have high-frequency components. This has a particularly negative effect in the dark areas, ie low signal components, since the percentage of noise in these areas is greater than that in the bright areas.

In der Zeitschrift "Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgen strahlen und der Nuklearmedizin" von 1957, Nr. 2, ist auf Seite 239ff eine Kontrastverstärkungsanlage beschrieben, bei der Röntgen bilder von einer Fernsehkamera erfaßt und anschließend der Bildinhalt elektronisch beispielsweise durch Differenzierung verändert werden kann. Zur Erreichung von unterschiedlichen Bildeindrücken kann dabei der Grad der Differenzierung verän dert werden. Es kann aber auch das verarbeitete Bildsignal mit dem Originalbildsignal gemischt werden. Anhand der Abbildung 4 sind Bilder beschrieben, bei denen die Kontrastverstärkung entweder im dunklen Bereich des Originals, im mittleren Hel ligkeitsbereich oder in den hellsten Bereichen durchgeführt wurde. Dieses wird durch Bedienungsknöpfe für die Kontrastver stärkung an der Kontrastverstärkungsanlage für jedes Bild ge trennt manuell eingestellt.In the magazine "advances in the field of X-ray radiation and nuclear medicine "from 1957, No. 2, is on page 239ff a contrast enhancement system described in the X-ray captured images from a television camera and then the Image content electronically, for example, by differentiation can be changed. To achieve different The degree of differentiation can change the impression of the picture be changed. But it can also use the processed image signal be mixed with the original image signal. Using Figure 4 pictures are described in which the contrast enhancement either in the dark area of the original, in the middle hel range or in the brightest areas has been. This is done using control buttons for the contrast ver Strengthening the contrast enhancement system for each image separates manually.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Fernseheinrich tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die ins besondere bei der Röntgentechnik benötigten Feinkontraste ver stärkt werden, wobei die Rauschanteile nicht mitverstärkt wer den, so daß die Erkennbarkeit von feinen Details in Röntgen bildern erhöht wird.The invention is based on the task of a television set tion of the type mentioned, in which the ins especially fine contrasts required in x-ray technology be strengthened, the noise components not being amplified the so that the visibility of fine details in X-ray images is increased.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Steuerschaltung zur Amplitudendetektion der von der Fernseh kamera gelieferten Videosignale vorgesehen ist, die die Fil termittel derart steuert, daß bei Signalen mit großen Ampli tuden die volle Hochpaßfilterung, während bei Signalen mit kleineren Amplituden eine geringere Hochpaßfilterung erzielt wird. Dadurch wird erreicht, daß bei großen Signalen, d. h. in hellen Bereichen, die volle Hochpaßfilterung wirksam wird, so daß in diesen Bereichen die Feinkontraste verstärkt werden, und bei kleinen Signalen, die vom Rauschen beeinträchtigt sind, praktisch keine Hochpaßfilterung erfolgt.The object is achieved in that a Control circuit for the detection of the amplitude of the television Camera supplied video signals is provided, the Fil control means in such a way that for signals with large ampli did the full high-pass filtering, while with signals smaller amplitudes achieved less high-pass filtering becomes. This ensures that with large signals, ie. H. in bright areas, the full high-pass filtering takes effect, so that the fine contrasts are increased in these areas, and for small signals that are affected by noise are practically no high-pass filtering.

Einen einfachen Schaltungsaufbau erhält man, wenn die Filter mittel und die Steuerschaltung an der Fernsehkamera ange schlossen sind und eine amplitudenabhängige Hochpaßfilterung am Eingang der Übertragungsschaltung bewirken. Das Rauschen der Übertragungsschaltung, beispielsweise eines analogen Bild speichers, wird ebenfalls eliminiert, wenn die Filtermittel einen am Eingang der Übertragungsschaltung angeordneten Filter mit Hochpaßcharakteristik, der an der Fernsehkamera angeschlos sen ist, und eine den Ausgang der Übertragungsschaltung bil dende Filterschaltung mit veränderbarer Tiefpaßcharakteristik aufweisen, die an der Steuerschaltung angeschlossen ist, wobei die Steuerschaltung die Filterschaltung aufgrund der Amplitu dendetektion derart steuert, daß bei Signalen mit kleinen Am plituden die volle Tiefpaßfilterung, während bei Signalen mit größeren Amplituden eine geringere Hochpaßfilterung erzielt wird. Dadurch ergibt sich für die aus zwei Filterschaltungen bestehenden Filtermittel insgesamt gesehen eine amplitudenab hängige Hochpaßfilterung.A simple circuit structure is obtained when the filters medium and the control circuit on the television camera are closed and an amplitude-dependent high-pass filtering effect at the input of the transmission circuit. The noise the transmission circuit, for example an analog image memory, is also eliminated if the filter media a filter arranged at the input of the transmission circuit with high-pass characteristics, connected to the television camera sen, and a bil the output of the transmission circuit filter circuit with changeable low-pass characteristics have, which is connected to the control circuit, wherein the control circuit the filter circuit due to the amplitude Detection controls such that signals with small Am split the full low-pass filtering, while for signals with Larger amplitudes achieved less high-pass filtering becomes. This results in two filter circuits existing filter means seen an overall amplitude pending high-pass filtering.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu tert. Es zeigen:The invention is based on in the drawing tion illustrated embodiments in more detail tert. Show it:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikanlage mit einer be kannten Fernseheinrichtung, Fig. 1 is an X-ray diagnostic system with a be known television equipment,

Fig. 2 eine Fernseheinrichtung gemäß der Erfindung, und Fig. 2 is a television device according to the invention, and

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungs gemäßen Fernseheinrichtung. Fig. 3 shows a second embodiment of the television device according to the Invention.

In der Fig. 1 ist eine aus der DE-PS 12 24 352 bekannte Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer von einem Hoch spannungsgenerator 1 gespeisten Röntgenröhre 2 darge stellt, in deren Strahlengang sich ein Patient 3 befin det. Ein im Strahlengang nachfolgender Röntgenbildver stärker 4 ist mit einer Fernsehkamera 5 verbunden, deren Ausgang auf einen Filter mit Hochpaßcharakteristik 6 ge führt ist. In einer nachgeschalteten ersten Subtraktions stufe 7 werden das Ausgangssignal des Filters 6 und das Videosignal der Fernsehkamera 5 subtrahiert. Das Aus gangssignal der Subtraktionsstufe 7 weist nunmehr die tieffrequenten Anteile des Videosignales auf. Es wird in einem regelbaren Verstärker 8 verstärkt und einer zwei ten Subtraktionsstufe 9 zugeführt, in der es vom aktuel len Videosignal der Fernsehkamera 5 subtrahiert wird.In Fig. 1 is known from DE-PS 12 24 352 X-ray diagnostic device with an X-ray tube 2 powered by a high voltage generator 1 Darge, in the beam path of a patient 3 is det. A subsequent in the beam path of the X-ray image intensifier 4 is connected to a television camera 5 , the output of which leads to a filter with a high-pass characteristic 6 . In a downstream first subtraction stage 7 , the output signal of the filter 6 and the video signal of the television camera 5 are subtracted. The output signal from the subtraction stage 7 now has the low-frequency components of the video signal. It is amplified in a controllable amplifier 8 and a two-th subtraction stage 9 , in which it is subtracted from the current video signal of the television camera 5 .

Das Differenzsignal der zweiten Subtraktionsstufe 9 ist das hochpaßgefilterte Videosignal der Fernsehkamera 5, das auf dem Monitor 10 dargestellt wird.The difference signal of the second subtraction stage 9 is the high-pass filtered video signal from the television camera 5 , which is displayed on the monitor 10 .

In der Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Fernseheinrich tung mit der Fernsehkamera 5 dargestellt, an der ein Filter 11 mit veränderbarer ortsfrequenter Hochpaßcharak teristik angeschlossen ist. Das Ausgangssignal der Fern sehkamera 5 wird weiterhin einer Steuerschaltung 12 zu geführt, die eine Amplitudendetektion bewirkt und mit dem Filter 11 verbunden ist, um durch ein Steuersignal die Hochpaßcharakteristik des Filters 11 zu verändern. An den Ausgang des Filters 11 ist ein Bildspeicher 13 angeschlossen, der mit dem Monitor 10 verbunden ist.In Fig. 2, a device according to the invention is shown with the television camera 5 , to which a filter 11 with changeable spatial frequency high-pass characteristic is connected. The output signal of the television camera 5 is also passed to a control circuit 12 which effects an amplitude detection and is connected to the filter 11 in order to change the high-pass characteristic of the filter 11 by a control signal. An image memory 13 is connected to the output of the filter 11 and is connected to the monitor 10 .

Wird beispielsweise als Filter 11 eine Schaltung gemäß Fig. 1 verwendet, so kann durch die Steuerschaltung 12 die Verstärkung des in dem Filter angeordneten regelba ren Verstärkers 8 verändert werden. Treten nun im Video signal der Fernsehkamera 5 Signale mit geringer Amplitu de auf, so wird an dem Verstärker 8 ein geringer Ver stärkungsgrad eingestellt, so daß in der nachgeschalte ten zweiten Subtraktionsstufe 9 kein oder nur ein sehr geringer Anteil des tiefpaßgefilterten Videosignales vom aktuellen Videosignal subtrahiert wird, so daß man eine den Kurven a oder b entsprechende Filtercharakteristik erhält. Ist dagegen die Amplitude des Videosignales der Fernsehkamera 5 größer, so wird auch ein größerer Ver stärkungsfaktor bei dem regelbaren Verstärker 8 einge stellt, so daß von dem aktuellen Videosignal nun ein größerer Anteil des tiefpaßgefilterten Videosignales subtrahiert wird und somit eine stärkere, der Kurve c entsprechende Hochpaßfilterung erfolgt.If, for example, a circuit according to FIG. 1 is used as the filter 11 , the gain of the regulatable amplifier 8 arranged in the filter can be changed by the control circuit 12 . Now occur in the video signal of the television camera 5 signals with low amplitudes, a small degree of amplification is set at the amplifier 8 , so that no or only a very small proportion of the low-pass filtered video signal is subtracted from the current video signal in the downstream second subtraction stage 9 so that a filter characteristic corresponding to curves a or b is obtained. If, on the other hand, the amplitude of the video signal of the television camera 5 is greater, a greater gain factor is also set in the controllable amplifier 8 , so that a larger proportion of the low-pass filtered video signal is now subtracted from the current video signal and thus a stronger curve c corresponding to it High pass filtering takes place.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der er findungsgemäßen Fernseheinrichtung dargestellt, bei der das Videosignal der Fernsehkamera 5 dem Hochpaßfilter 6 zugeführt wird, dessen ortsfrequente Hochpaßcharakte ristik nicht veränderbar ist. Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 6 wird wiederum einem Bildspeicher, einem Bandspeicher 14, zugeführt, dessen Ausgang mit einer Filterschaltung 15 verbunden ist, die eine veränderbare ortsfrequente Tiefpaßcharakteristik aufweist. Eine eben falls an dem Ausgang des Bandspeichers 14 angeschlosse ne Steuerschaltung 16 ist mit der Filterschaltung 15 verbunden und steuert deren Filtercharakteristik. Hier bei wird nun ein Signal mit großer Amplitude entspre chend der Kurve c unverändert durchgelassen, während ein Signal mit kleiner Amplitude tiefpaßgefiltert wird (Kur ve a). Dies läßt sich bei der Fernseheinrichtung nach Fig. 1 dadurch erreichen, daß der regelbare Verstärker 8 zwischen den Hochpaßfilter 6 und der ersten Subtrak tionsstufe 7 geschaltet wird und die zweite Subtraktions stufe 9 entfällt. Bei großen Amplituden wird nun ein ge ringer Verstärkungsgrad eingestellt, so daß von dem ak tuellen Videosignal ein geringer oder kein hochpaßgefil terter Anteil subtrahiert wird, während bei kleinen Si gnalamplituden des Videosignales der Fernsehkamera 5 ein großer Anteil des hochpaßgefilterten Signales subtra hiert wird, so daß in diesem Falle die Wirkung der Tief paßfilterung am größten ist.In FIG. 3, another embodiment of he inventive television device is shown, in which the video signal of the television camera 5 is supplied to the high-pass filter 6, whose ortsfrequente Hochpaßcharakte ristik is not changeable. The output signal of the high-pass filter 6 is in turn fed to an image memory, a band memory 14 , the output of which is connected to a filter circuit 15 which has a variable, local-frequency low-pass characteristic. A control circuit 16, which is also connected to the output of the tape store 14 , is connected to the filter circuit 15 and controls its filter characteristic. Here at a signal with a large amplitude is accordingly passed through unchanged curve c, while a signal with a small amplitude is low-pass filtered (Kur ve a). This can be in the television set according to Fig. 1 achieved in that the variable gain amplifier 8 is switched between the high-pass filter 6 and the first Subtrak tion stage 7 and the second subtraction stage Void 9. At large amplitudes, a low gain is now set, so that little or no hochpaßgefil terter portion is subtracted from the current video signal, while with small Si signal amplitudes of the video signal of the television camera 5, a large portion of the high-pass filtered signal is subtracted, so that in this case the effect of low pass filtering is greatest.

Claims

1. TV device with a television camera, a transmission circuit and a monitor, in which in the transmission circuit filter means with variable spatial frequency high-pass characteristic are included, characterized in that a control circuit ( 12 , 16 ) for amplitude detection of the television camera ( 5 ) gelie fert video signals is provided, which controls the filter means ( 6 and 15 , 11 ) such that full high-pass filtering for signals with large amplitudes, while lower high-pass filtering is achieved for signals with smaller amplitudes.

2. TV device according to claim 1, characterized in that the filter means ( 11 ) and the control circuit ( 12 ) on the television camera ( 5 ) are ruled out and cause an amplitude-dependent high-pass filtering at the input of the transmission circuit ( 13 ).

3. TV device according to claim 1, characterized in that the filter means ( 6 and 15 ) at the input of the transmission circuit ( 14 ) arranged th filter ( 6 ) with high-pass characteristic, which is connected to the television camera ( 5 ), and one the output of about tragungsschaltung filter circuit (15) forming (14) to ver of variable low-pass filter having, connected in circuit to the control (16), wherein the control circuit (16), the filter circuit (15) so due to the amplitude detection that small signals with Amplitudes the full low-pass filtering, while a lower low-pass filtering is achieved for signals with larger amplitudes.