DE3438449A1

DE3438449A1 - Infrarot-thermographiesystem

Info

Publication number: DE3438449A1
Application number: DE19843438449
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Duvent
Original assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Current assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1987-08-13
Also published as: GB2186145B; IT8423154A0; FR2589302A1; DE3438449C2; FR2589302B1; GB2186145A; US4724482A; NL8403197A; GB8419993D0; IT1176968B

Description

Die Erfindung betrifft ein IR-Thermographiesystem, bestehend einerseits aus einer IR-Kamera, die eine Rasterabtastvorrichtung und eine Bildabtastvorrichtung zur punktweisen Analyse des Bildes eines Gesichtsfeldes aus aneinandergrenzenden Elementarfeldern und zur Projektion auf eine mindestens einen photoempfindlichen Detektor umfassende Detektormatrix zu je einem Detektor je Elementarfeld enthält, andererseits aus einem elektronischen Verarbeitungsmodul für das analoge Ausgangssignal der Kamera, der mindestens mit einer Digitalisierungsschaltung für das analoge Ausgangssignal und mindestens einem D/A-Wandler für das verarbeitete Signal versehen ist, zum dritten aus einer Schaltung zur Sichtbarmachung des Ausgangssignals des D/A-Wandlers auf einem Fernsehmonitor.

Derartige Systeme werden insbesondere zur Sichtbarmachung eines Teils einer im Infraroten mit einer Wellenlänge von mehr als einem Mikron gesehenen Landschaft benutzt und könnten auch im Bereich des sichtbaren Lichtes verwendet werden, doch werden in diesem letzteren Fall, der die Domäne der bekannten Fernsehkameras ist, ihnen Systeme vorgezogen, die mit Analysevorrichtungen versehen sind, die auf anderen Prinzipien beruhen, welche normalerweise auf der Abtastung mittels Elektronenstrahlen fußen. Auf dem Gebiet der Infrarotstrahlung kann die Sichtbarmachung bei Tag oder bei Nacht erfolgen, ist jedoch im allgemeinen bei Nacht nützlicher, da dann die direkte Sicht sehr beeinträchtigt oder unmöglich ist. Die Spektralbänder der von diesen Systemen detektierten Strahlung entsprechen den Fenstern der atmosphärischen Transparenz, reichen also von 3 bis 5 µ oder von 8 bis 12 µ. Auf dieses letztere Spektralband zielt die Erfindung im besonderen ab, da es besonders gut geeignet zur Sichtbarmachung von Körpern ist, die sich auf Umgebungstemperatur befinden, denn ein schwarzer Körper von 300° K hat das Maximum seiner Strahlung bei etwa 10 µ. Systeme, die optomechanische Vorrichtungen zur Raster- und zur Zeilenabtastung benutzen, sind aus dem Werk von G. GAUSSORGUES, "La thermographie infrarouge", veröffentlicht bei Technique et Documentation, 2. Dezember 1980, bekannt.

Die derzeitige Empfindlichkeit von Infrarotkameras ist in bestimmen Einsatzfällen bei der Überwachung des Himmels, des Land- oder des Seehorizontes nicht ausreichend, entweder weil die atmosphärischen Bedingungen ungünstig sind oder weil große Detektionsreichweiten von beispielsweise mehreren zehn Kilometern angestrebt werden.

Ein bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Empfindlichkeit von Infrarotkameras ist die Summierung aufeinanderfolgender Bilder. Das Auge selbst führt im Regelfall bereits eine solche Verarbeitung durch, in dem es vier bis fünf aufeinanderfolgende Bilder akkumuliert. Wenn i die Zahl der akkumulierten Bilder ist, so ist die Verbesserung des Signal/Rauschen- Verhältnisses gleich √i. Das Auge ermöglicht somit eine Empfindlichkeitssteigerung in der Größenordnung von 2. Wenn hingegen die Akkumulation elektronisch durch Summierung und Mittelung von beispielsweise 16 aufeinanderfolgenden Bildern erfolgt, arbeitet das Auge nicht mehr als Integrator, da das Bild dann sehr langsam wechselt, sich also nur in großen zeitlichen Abständen erneuert. Folglich ist im letzteren Fall die scheinbare Verbesserung für den Betrachter im Verhältnis zur normalen Wahrnehmung gleich √i/2, also gleich 2 im Fall der Akkumulation von 16 Bildern. Diese Verarbeitung durch Akkumulation von Bildern kann im wesentlichen nur im digitalen Bereich im Inneren des elektronischen Verarbeitungsmoduls erfolgen, sofern sich an der Arbeitsweise der Raster- und Zeilenabtastvorrichtung in der Kamera gegenüber der normalen Arbeitsweise nichts ändern soll. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens der zeitlichen Akkumulation besteht darin, daß eine feste Visierrichtung erforderlich ist und daß selbst bei Einhaltung einer festen Visierrichtung ein im Gesichtsfeld sich bewegendes Ziel in der Richtung seines Geschwindigkeitsvektors unscharf wird. Bei 25 bildern (50 Rastern oder Halbbildern) je Sekunde entsprechend der Fernsehnorm beträgt die Dauer von 16 Bildern 0,64 Sekunden. Die Bildstabilität kann durch eine Verfolgung (sogenanntes tracking) einer vom Operateur gewählten Bezugsgröße oder einer Verfolgung des detektierten Bildes selbst nach bekannten Verfahren gewährleistet werden. Die Unschärfe ist dann geringer, jedoch auf Kosten der Erkennungsreichweite zufolge des verwendeten Nachführverfahrens und auf Kosten einer langsamen Bildwechselzeit zufolge der Verarbeitung durch Akkumulation der Bilder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit eines Infrarot-Thermographiesystems der einleitend angegebenen Gattung zu verbessern und damit auch die Detektorreichweite und die Erkennungsreichweite zu vergrößern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, bei einem Infrarot-Thermographiesystem, das mehrere Zeilen gleichzeitig mit Hilfe von mehreren Detektoren in Rasterrichtung analysiert, auf einem Fernsehmonitor ein homogeneres Bild zu erzielen.

Diese Aufgaben werden dadurch gelöst und die erwähnten Nachteile des Standes der Technik dadurch überwunden, daß das System Mittel enthält, die im Analysebetrieb eine progressive zeilenweise Akkumulation durchführen und daß hierzu einerseits die Bewegung der Rasterabtastvorrichtung durch Steuermittel im Verhältnis zu der bekannten normalen Analyse verlangsamt wird, derart, daß zwei beliebige, sich zeitlich folgende Zeilen des Bildes des Gesichtsfeldes, die auf den Detektor/die Detektoren projiziert werden, sich überlappen, wobei die räumliche Verschiebung zwischen diesen aufeinanderfolgenden Zeilen klein im Verhältnis zu der Abmessung eines Detektors in Rasterrichtung ist, derart, daß jedes Elementarfeld des Gesichtsfeldes n-mal nacheinander mit der Folge der Zeilenabtastung von dem Detektor analysiert wird, der dementsprechend am Ausgang der Kamera n aufeinanderfolgende Analogsignale liefert, daß die n sich auf jedes Elementarfeld beziehenden Signale nach Digitalisierung mittels eines Addierers addiert und mittels einer Sequenzgeberschaltung an einem vorgegebenen Platz in einen Bildspeicher eingespeichert werden, der in dem Verarbeitungsmodul enthalten ist, und daß das Bild des Gesichtsfeldes auf dem Fernsehmonitor durch wiederholtes Auslesen des Bildspeichers wieder hergestellt wird.

Zum selben Zweck wie die Akkumulation von Bildern erfordert das Verfahren der Analyse durch zeilenweise Akkumulation nach der Erfindung eine Digitalisierung des Ausgangssignals der Kamera, einen Addierer und eine Speicherung der Gesamtheit des Bildes. Darüberhinaus erfordert das Verfahren der zeilenweisen Akkumulation einer Verlangsamung der vertikalen Abtastung, was, wie schon angegeben, bei der bildweisen Akkumulation nicht der Fall ist. Führt man den Vergleich der beiden Verfahren weiter, so stellt man fest, daß die zeilenweise Akkumulation wesentlich anpassungsfähiger ist und nahezu vollständig die Probleme der Schärfe und/oder der Homogenität des Bildes im Fall einer nicht vollständig stabilen Visierrichtung oder eines im Gesichtsfeld der Kamera sich bewegenden Körpers löst, uzw. bei angenommen gleichem Empfindlichkeitsgewinn bei beiden auf Akkumulation beruhenden Analyseverfahren. Führt man das einleitend angegebene Beispiel der Akkumulation von 16 aufeinanderfolgenden Bildern fort und nimmt eine zeilenweise Akkumulation für eine im Verhältnis n = 16 verlangsamte Rasterabtastung an, was die gleiche Akkumulationskapazität darstellt, so liegt auf der Hand, daß für einen gegebenen Punkt des Bildes auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors, der einem Elementarfeld des Gesichtsfeldes entspricht, der Elektronenstrahl, der diesen Punkt erzeugt, im ersteren Fall aus dem Mittelwert von 16 aufeinanderfolgenden Elementarsignalen am Ausgang des photoempfindlichen Detektors mit einer Frequenz gleich der Bildfrequenz resultiert, während er im zweiten Fall aus dem Mittelwert von 16 Elementarsignalen, die mit der Zeilenfrequenz aufeinander folgen, resultiert. Im ersteren Fall kann jeder Punkt des Summen- oder Mittelwertbildes erst nach Analyse von 16 aufeinanderfolgenden Bildern erhalten werden, nach denen alle Punkte des Summenbildes während annähernd der Dauer eines Bildes erhalten werden, während im zweiten Fall die Zeilen des Summenbildes mit der Folge von 1/16 Tl erhalten werden, worin Tl die Zeilendauer ist. Hieraus folgt, daß die zeitliche Korrelation zwischen zwei benachbarten oder aneinandergrenzenden Punkten einer gegebenen Zeile oder zwischen zwei benachbarten Zeilen bei der zeilenweisen Akkumulation sehr viel besser als bei der bildweisen Akkumulation ist. Bei der zeilenweisen Akkumulation kann das Bild eines sich langsam bewegenden Gesichtsfeldes und/oder eines in dem Gesichtsfeld sich bewegenden Körpers zu einer wachsenden Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen der Zeilen des Summenbildes führen, das heißt zu einer schiefwinkeligen Widergabe der gesehenen Objekte oder zu Stauchungen oder Dehnungen, jedoch kann die Unschärfe nicht im Bereich des Bildes selbst entstehen. Vielmehr kann die Unschärfe theoretisch im Bereich der Zeile auftreten, wenn man annimmt, daß die Zeit zur Erzeugung jeder Zeile des Summenbildes vergleichbar mit der Integrationszeit des Auges ist, die hier als Bezugsgröße dient, also bei etwa 200 ms liegt. Bei einem Bild mit 625 Zeilen, von denen 510 nutzbare Zeilen die zwei ineinander verschachtelten Halbbilder oder Raster bilden und auf der Grundlage von 25 Bildern (50 Rastern) je Sekunde erhält man ein Verhältnis n = 3125, das heißt eine theoretische Empfindlichkeitsverbesserung von √3125/2 = 28, was für die ins Auge fefaßten praktischen Anwendungen unzweckmäßig hoch ist. Das einzig verbleibende Problem ist folglich die scheinbare oder tatsächliche Verformung beweglicher Objekte im Summenbild, jedoch ist das Auge hervorragend darauf eingerichtet, die tatsächlichen Formen wiederzuerkennen. Demgegenüber ist das Auge sehr viel schlechter geeignet, aus unscharfen Umrissen scharfe Bilder zu erkennen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der elektronische Verarbeitungsmodul zwischen der Digitalisierungsschaltung und dem D/A-Wandler einen Signalverarbeitungskanal enthält, der hintereinander eine Schleifenschaltung, bestehend aus dem Addierer und einem mit einem ersten Teil des Sequenzgebers versehenen Zeilenspeicher, und mindestens einen Rasterspeicher umfaßt, der Teil des Bildspeichers ist und mit einem zweiten Teil des Sequenzgebers versehen ist, und daß das wiederholte Auslesen des Bildspeichers parallel zum Einschreiben in den Bildspeicher erfolgt.

Wie im Fall bestimmter mit Bildakkumulation arbeitender Systeme ist es bei dieser Ausführungsform möglich, zur Bildung des Mittelwertes der n jedem Bildpunkt zugeordneten Signale ein Rekursivfilter zu verwenden, das jedes Signal umso schwächer bedämpft, je mehr es zeitlich zurückbleibt, was es gestattet, die Kapazität des Übertragungsspeichers vor dem Bildspeicher ebenso zu verringern wie die Zahl der jedem Bildpunkt in dem Bildspeicher zugewiesenen Bits. Für die zeilenweise Akkumulation hat der Übertragungsspeicher, über den die aufeinanderfolgenden Summierungen der Zeilen zur Bildung jeder Zeile des Summenbildes erfolgen, eine kleinere Kapazität als der entsprechende Übertragungsspeicher für die bildweise Akkumulation und die zu addierenden Werte liegen sich zeitlich sehr viel näher. Mit Vorteil wird daher eine reine Summierung mit Hilfe einer Schleifenschaltung durchgeführt, die einen Addierer und einen Zeilenspeicher umfaßt. Sobald eine Zeile im Zeilenspeicher vollständig ist, d. h. nach n Summierungen aufeinanderfolgender Zeilen, wird sie in den Bildspeicher an die Stelle der Zeile der selben Ordnungszahl aus der vorangegangenen Rasterabtastung gesetzt.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der Bildspeicher aus einem einzigen Rasterspeicher oder aus zwei getrennten Rasterspeichern bestehen, von denen der eine die geradzahligen Raster und der andere die ungeradzahligen Raster speichert. In beiden Fällen ist das System vorzugsweise so ausgelegt, daß es mit den Normen der Fernsehempfänger kompatibel ist, nach denen zwei auf dem Bildschirm ineinandergreifende Raster eines nach dem anderen ausgelesen werden. Im ersteren Fall wird der einzige Rasterspeicher nacheinander derart ausgelesen, daß sich die zwei ineinandergreifenden Raster ergeben, was sich in einer Verdoppelung der Zeilen auf dem Bildschirm auswirkt. Im zweiten Fall werden die Schreibeingänge und die Leseausgänge der zwei Rasterspeicher von einem dritten Teil des Sequenzgebers gesteuert, wobei die n sich auf jedes Elementarfeld beziehenden Signale in zwei aufeinanderfolgende Teilsummen addiert werden uzw. auf der Grundlage von n/2 Signalen für jede Teilsumme. Die am Ausgang des betreffenden Zeilenspeichers gelieferten Ergebnisse der zwei Teilsummen werden jeweils an homologen, also einander entsprechenden Stellen der zwei Speicher für die geradzahligen bzw. die ungeradzahligen Raster eingespeichert. Ein am Eingang der Bildspeicher angeordneter Schalter wird mit der Frequenz 2/n Tl zwischen den Eingängen hin- und hergeschaltet und ein am Ausgang der Speicher angeordneter Schalter wird mit der Rasterfrequenz Ft geschaltet.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Verarbeitungsmodul zur Analyse durch fortlaufende zeilenweise Akkumulation aus folgenden Teilen besteht: mindestens einem Addierer, einem Bildspeicher, der einen einzigen Rasterspeicher umfaßt, Schaltungen zur Zählung und Sequenzierung für die Adressierung zum Einschreiben und Auslesen des Bildspeichers während einer ersten, sogenannten Acquisitionsphase, die während einer vollständigen Abtastung des Gesichtsfeldes mittels der Rasterabtastvorrichtung abläuft, wobei die Zählschaltungen nur zum Adressieren beim Auslesen des Bildspeichers während einer zweiten Phase des Sichtbarmachens, die der ersten Phase folgt, dient, während derer der Bildspeicher zeilenweise mit der Zeilen- und der Rasterfrequenz des Fernsehmonitors ausgelesen wird.

Bei dieser anderen Ausführungsform dient der Bildspeicher in der ersten, sogenannten Acquisitionsphase als Übertragungsspeicher, mittels dessen die aufeinanderfolgenden Summierungen der Zeilen vorgenommen werden. Es findet daher keine ständige Erneuerung des Bildes Zeile für Zeile auf dem Fernsehmonitor statt, wie dies bei der ersten Ausführungsform möglich ist.

Nach einer vollständigen Abtastung der Rasterabtastvorrichtung ist der Inhalt des Bildspeichers festgelegt und kann durch aufeinanderfolgendes Auslesen mit der Rasterfrequenz auf den Fernsehmonitor übertragen werden, auf dessen Bildschirm folglich ein stehendes Bild erscheint.

Das Thermographiesystem nach der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft andhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des Thermographiesystems.

Fig. 2 ein Beispiel eines für die erste Ausführungsform geeigneten Bildspeichers,

Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild eines Teils des elektronischen Steuermoduls einer zweiten Ausführungsform des Thermographiesystems.

Die Fig. 1 zeigt eine Kamera 1, einen elektronischen Verarbeitungsmodul 2 und eine Schaltung 3 zur Sichtbarmachung des Bildes auf dem Bildschirm 4 eines Fernsehmonitors. Die Kamera 1 ist so ausgelegt, daß sie vorzugsweise eine Infrarotstrahlung analysiert und umfaßt hierzu optomechanische Vorrichtungen zur Rasterabtastung und zur Zeilenabtastung. Diese ansich bekannten Vorrichtungen sind nicht dargestellt. Sie fokussieren in der Kamera die empfangene Infrarotstrahlung auf eine Detektormatrix, die mindestens einen photoempfindlichen Detektor umfaßt, dessen Abmessungen im wesentlichen gleich den Abmessungen eines Elementarfeldes sind. Das reelle augenblickliche Bild des Gesichtsfeldes in der Ebene der Detektoren besteht aus aneinandergrenzenden Elementarfeldern. Jeder Detektor gibt ein elektrisches Signal ab, uzw. jeweils ein Signal für den Durchgang eines Elementarfeldes durch das Bild vor jedem Detektor. Dieses Signal wird an den elektronischen Verarbeitungsmodul 2 übertragen. Zunächst wird angenommen, daß die Kamera nur einen photoempfindlichen Detektor (Infrarot-Detektor) enthält, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 5, von der zunächst ebenfalls angenommen wird, daß sie lediglich aus einem einzigen Leiter besteht, seriell auf den Verarbeitungsmodul 2 übertragen wird. Das Bild des Gesichtsfeldes wird in die Ebene des Detektors Zeile für Zeile projiziert, derart, daß die aufeinanderfolgenden Zeilen des Bildes aneinandergrenzen. In bekannter Weise enthält der Verarbeitungsmodul 2 eine Digitalisierungsschaltung 6, die das seriell von der Kamera 1 ankommende Analogsignal in ein serielles digitales Signal umwandelt, beispielsweise mit 6 Bit auf einer Mehrfachleitung 7, was 64 mögliche unterschiedliche Kontrastpegel ergibt. In der Zeichnung sind Mehrfach- oder Vielfachleitungen durch einen kurzen Schrägstrich gekennzeichnet, neben dem die Anzahl der Einzelleiter durch eine entsprechende Ziffer angegeben ist. Wie bei bekannten Infrarot-Thermographiesystemen üblich, wird das auf 6 Bit codierte digitale Signal einer digitalen Verarbeitungsschaltung 8 zugeführt, in der verschiedene Arten der Filterung oder Signalbehandlung wie Verkettung, Faltung oder Unterdrückung des Landschaftshintergrundes durchgeführt werden können. Anschließend wir das digitale Signal über eine Leitung 9 einem D/A-Wandler 11 zugeführt, der über eine Leitung 12 an die Schaltung 3 zur Sichtbarmachung des Bildes ein serielles Analogsignal nach CCIR-Norm abgibt. Bei einem vereinfachten IR- Thermographiesystem sind zwei aufeinanderfolgende Rasterabtastungen in der Kamera und auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors identisch, d. h. eine Zeile mit einer bestimmten ORdnungszahl der Abtastung entspricht einer Zeile derselben Ordnungszahl der folgenden (oder der vorangehenden) Abtastung. Der nachfolgenden Beschreibung liegt die Annahme eines Betriebes mit ineinandergeschachtelten geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen zugrunde. Zwei aufeinanderfolgende Raster aus dem Bildschirm des Fernsehmonitors sind also räumlich gegeneinander um die halbe Höhe einer Zeile des Rasters versetzt und das Vollbild aus beispielsweise 510 Zeilen besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Rastern zu je 255 Zeilen, von denen der sogenannte geradzahlige Raster die geradzahligen Zeilen und der sogenannte ungeradzahlige Raster die ungeradzahligen Zeilen umfaßt, wobei auf den ungeradzahligen Raster ein geradzahliger Raster folgt. Bei einer Betriebsweise entsprechend der hier behandelten werden die Raster häufig auch als Halbbilder bezeichnet. Für den normalen synchronisierten Betrieb der Kamera 1 wirkt sich das Ineinandergreifen der Raster und der Halbbilder auch in einer Verschiebung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rasterabtastungen um eine halbe Zeile und auf der Detektormatrix aus, uzw. unter Berücksichtigung dessen, daß die Zeilen eine durch den Durchmesser des Detektors verkörperte Höhe haben, wobei die Zeilen während der Abtastung lückenlos aneinandergrenzen, was auch so betrachtet werden kann, daß eine beliebige Zeile des Bildes für eine gegebene Abtastung des Gesichtsfeldes eine darüberliegende und eine darunterliegende Zeile des Bildes, die aus der vorhergehenden oder der nachfolgenden Abtastung stammt, um die Hälfte überdeckt. Auf diese Einzelheiten wird hier zur Erleichterung des Verständnisses der nachfolgend beschriebenen Erfindung hingewiesen.

Der Grundgedanke des vorliegenden Vorschlages besteht darin, die Rasterabtastung der Kamera in einem bestimmten, vorzugsweise ganzzahligen Verhältnis n zu verlangsamen. Dies hat zur Folge, daß zwei aufeinanderfolgende Zeilen des Bildes in der Ebene des Detektors nicht mehr lückenlos aneinandergrenzen sondern sich nahezu vollständig überlagern oder überdecken, uzw. umso mehr, je höher die Zahl n ist. Aus den nachfolgenden Ausführungen wird klar werden, daß es uninteressant ist, die Zahl n kleiner als 10 zu wählen. Es folgt hieraus, daß jede Zeile des Bildes inform eines elektronischen Signales wiederaufgebaut werden kann uzw. durch bildpunktweises Summieren von n aufeinanderfolgenden Zeilen, die ohnehin zum Durchlaufen der Abmessung eines Elementarfeldes, das heißt eines Detektors in Rasterrichtung des Bildes notwendig sind. Bei einer derartigen Arbeitsweise, bei der es ohnehin notwendig ist, die Signaldaten zu speichern, ist eine vollständige Synchronisation zwischen der Kamera 1 und der Schaltung 3 zur Sichtbarmachung des Bildes nicht mehr unerläßlich. Es ist jedoch empfehlenswert, im Bereich der Kamera denselben Wert der Zeilenfrequenz beizubehalten, damit die Eigenschaften der bekannten Filter nicht geändert werden müssen, die stets notwendig sind für die Filterung des Signals, dessen Spektrum mit der Zeilenfrequenz in der Kamera verknüpft ist.

Damit das Infrarot-Thermographiesystem in einer Betriebsart arbeiten kann, bei der zeilenweise fortlaufend akkumuliert wird, ist zwischen der Digitalisierungsschaltung 6 und dem D/A-Wandler 11 ein Signalverarbeitungskanal vorgesehen, uzw. anstelle oder vorzugsweise parallel zu der digitalen Verarbeitungsschaltung 8. Dieser Kanal besteht aus der Aufeinanderfolge einer Schleifenschaltung aus einem Addierer 13 mit zwei Eingängen und einem Ausgang sowie einem Zeilenspeicher 14, und aus einem Bildspeicher 15. In dem bevorzugten Fall der Parallelschaltung dieses Signalverarbeitungskanals zu der Verarbeitungsschaltung 8, der in Fig. 1 dargestellt ist, ist dem D/A-Wandler 11 ein Schaltorgan 16 vorgeschaltet, mit dem die gewünschte digitale Bearbeitung des digitalen Signals auf der Leitung 7 gewählt werden kann. Bei Wahl der Arbeitsweise der zeilenweisen Akkumulation liefert eine Steuerschaltung 17 in Form eines Steuersignales A das zwei Zustände annehmen kann, einerseits an die Kamera 1 den Befehl, mit verlangsamter Rasterabtastung zu arbeiten, andererseits an das Schaltorgan 16 den Befehl, an seinen Eingängen die aus dem Bildspeicher 15 ausgelesenen Signale zu akzeptieren. Des weiteren ist eine Sequenzgeberschaltung 10 mit der Kamera 1 und mit der Schaltung 3 zur Sichtbarmachung des Bildes verbunden und speist außerdem den Zeilenspeicher 14, den Bildspeicher 15 und den Addierer 13. Der Addierer 13 erhält Punkt für Punkt an einem ersten Eingang 18 das gleiche Signal, das am Eingang der Verarbeitungsschaltung 8 anliegt und parallel vom Ausgang der Digitalisierungsschaltung 6 geliefert wird. Bei jedem Beginn der Betriebsart und für jeden Punkt der ersten Zeile des Bildes wird dieses Signal dem Wert 0 hinzuaddiert, der am zweiten Eingang 19 des Addierers 13 ansteht. Das Ergebnis wird in dem Zeilenspeicher 14 gespeichert, der beispielsweise ein FIFO-Typ ist und dessen Speicherkapazität für mindestens eine Zeile des Bildes ausreicht. Sobald der erste Punkt der folgenden Zeile, d. h. der zweiten Zeile in Form von 6 Bits am ersten Eingang 18 des Addierers ansteht, erscheint gleichzeitig an dem zweiten Eingang 19 der erste Punkt der ersten Zeile. Die zwei Punkte werden addiert und das ERgebnis wird in den Speicher 14 im Anschluß an den letzten Punkt der ersten Zeile eingelesen oder eingespeichert. Bei diesem einfachen Beispiel besteht der Speicher 14 folglich einfach aus einem Schieberegister und arbeitet mit der Punktfrequenz F _e, die am Ausgang der Digitalisierungsschaltung 6 verfügbar ist. Für eine bestimmte Zeile des rückzugewinnenden Bildes erfolgt die Speicherung zyklisch bis jeder Punkt der betrachteten Zeile n-mal mit sich selbst addiert wurde. Hierzu ist anzumerken, daß die Anzahl der Bits jedes Speicherplatzes des Zeilenspeichers 14 sowie die Anzahl der parallelen Eingangs- und Ausgangsleiter im Vergleich zu der Zahl der Leiter am ersten Eingang des Addierers 13 erhöht werden muß, da anderenfalls dem endgültigen Additionsergebnis die höherwertigen oder zumindest das höchstwertige Bit fehlen würde. Man erhält auf diese Weise eine vollständige Zeile des wiederzugewinnenden Bildes. Ein erster Sequenzgeber, der in bekannter Weise aufgebaut und nicht dargestellt ist und die Frequenz Fl berücksichtigt, wird am Schluß jedes Zeitintervalls n/Fl wirksam und löst das Einschreiben des Ausgangssignals des Zeilenspeichers 14 in den Bildspeicher 15 aus, d. h. die Ergebnisübertragung. Hierzu dient eine Leitung 21, auf der im wesentlichen die gleiche Information vorhanden ist, wie sie am Eingang 19 ansteht, also eine wiederhergestellte Zeile des Bildes mit einer bestimmten Ordnungszahl aus dem Zeilenspeicher 14 für den Bildspeicher 15. Die Einspeicherung erfolgt an einer Stelle mit dergleichen Ordnungszahl während gleichzeitig in dem Bildspeicher 15 diejenige Zeile gelöscht wird, die zuvor diese Stelle eingenommen hat. Der Sequenzgeber blockiert gleichzeitig den zweiten Eingang des Addierers, der an den Zeilenspeicher 14 die entsprechenden Punkte der ersten Abtastung für die zweite Zeile des wiederherzustellenden bildes überträgt. Diese Vorgänge werden zyklisch mit der Frequenz Fl/n fortgesetzt, bis der Bildspeicher 15 vollständig gefüllt ist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, gibt es zwei Möglichkeiten: Eine erste Möglichkeit besteht darin, den Inhalt des Bildspeichers 15 in diesem zu belassen und den Bildspeicher wiederholt auszulesen, um ein Standbild auf dem Fernsehmonitor zu erzielen. In diesem Fall entspricht der vorstehend beschriebene Ablauf einem Acquisitionsvorgang, dessen zeitliche Dauer gleich n/Ft ist, also gleich der für eine verlangsamte Rasterabtastung in der Kamera erforderliche Zeit ist. Man kann dann zu der normalen Arbeitsweise des Systems durch Auslösen des Signales A zurückkehren oder die Betriebsart nach der Erfindung beibehalten, in dem zweimal nacheinander das Signal A ausgelöst wird, so daß man ein zeitlich jüngeres Bild des Gesichtsfeldes erhält.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Einschreiben und das Auslesen des Bildspeichers 15 ununterbrochen fortzusetzen, jedoch muß dann darauf geachtet werden, daß das Einschreiben und das Auslesen während verschiedener Zeitintervalle vorsich gehen, was den Aufbau des Zeilenspeichers 14 und des Sequenzgebers komplizierter macht. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Kapazität des Zeilenspeichers 14 um wenigstens den Inhalt einer zusätzlichen Zeile erhöht werden. Sobald die Zeile des wiederherzustellenden Bildes vollständig in dem Speicher 14 ist, schaltet der Sequenzgeber den Eingang und den Schleifenausgang des Zeilenspeichers 14 auf die zweite Zeile des Speichers, die zuvor gelöscht wurde und gleichzeitig wird das Ausgangsignal der ersten Zeile auf einen zweiten Ausgang des Speichers 14 geschaltet, der über eine Leitung 22 mit dem Bildspeicher 15 verbunden ist. Das Auslesen der zu erneuernden Zeile zum Zweck deren Einschreibens in den Bildspeicher 15 kann dann innerhalb eines Zeitintervalls gleich n/Fl gesteuert von einem in dem Bildspeicher selbst enthaltenen Sequenzgeber erfolgen. Das Einschreiben in den Bildspeicher ist während der Zeit des Auslesens der zu erneuernden Zeile gesperrt. Diese Betriebsart führt auf den Bildschirm 4 des Fernsehmonitors zu einem Bild, das sich kontinuierlich Zeile für Zeile erneuert, uzw. mit derselben verlangsamten Rasterabtastung wie sie die Kamera 1 durchführt. Für beide Betriebsarten der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gilt, daß lediglich die höherwertigen Bit für das Einspeichern der Bildpunkte in den Bildspeicher verwendet werden, während die niederwertigen Bit, die als nicht signifikant betrachtet werden, also mehr Rauschen als Information enthalten, unterdrückt werden. Aus diesem Grund umfassen die Mehrfachleitungen 21 oder 22 in Fig. 1 jeweils nur 11 Leiter anstelle von 15. Eine derartige Möglichkeit zur Rauschunterdrückung veranschaulicht sehr deutlich den mit der Erfindung erzielten Gewinn an Empfindlichkeit. Ein Zahlenbeispiel macht dies noch besser verständlich.

Es wird angenommen, daß im Noramlbetrieb ohne progressive zeilenweise Akkumulation die Punktfrequenz F _e 15 MHz beträgt, daß die Zeilenfrequenz Fl gleich 15625 Hz ist und daß die Rasterfrequenz Ft das Doppelte der Bildfrequenz auf dem Fernsehmonitor, also 50 Hz beträgt. Im Normalbetrieb setzt sich das Bild unter Berücksichtigung der Zeilen- und Rasterrücklaufzeiten auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors aus 510 Nutzzeilen (2 ineinander verschachtelte Raster zu 255 Zeilen) aus jeweils 780 Nutzpunkten je Zeile zusammen. Wählt man Zahl n gleich 512, so ist die nach der Erfindung erzielbare Empfindlichkeitsverbesserung gleich:

Die Akkumulationszeit je Zeile ist gleich:

Diese Zeit ist klein im Vergleich zur Remanenz- oder Trägheitszeit des Auges, die bei 200 ms liegt, so daß eine hohe Schärfe der Bildpunkte jedes akkumulierten Bildes erhalten wird.

Die für eine Rasterabtastung in der Kamera 1 notwendige Zeit ist gleich:

0,0328 × 255 = 8,4 s.

Diese Zeit ist die Acquisitionszeit des akkumulierten Bildes für die beschriebene erste Betriebsmöglichkeit bzw. die Zeit für den Bildwechsel in der zweiten Betriebsmöglichkeit.

Das vorstehende Zahlenbeispiel entspricht der Darstellung nach Fig. 1, d. h. dem Übergang von 6 Leitern auf 15 Leiter beim Zeilenspeicher sowie nachfolgend auf 11 Leiter beim Bildspeicher. Bei der ersten Betriebsart enthält der Zeilenspeicher 780 Speicherplätze zu jeweils 15 Bit und bei der zweiten Betriebsart hat er die doppelte Speicherkapazität. Für beide Betriebsarten beträgt die Kapazität des Bildspeichers 255 × 780 Speicherplätze zu jeweils 11 bit. Da zwischen dem oberen Bildrand und dem unteren Bildrand eine Zeit von 8,4 s liegt, kann zwischen dem Beginn und dem Ende einer Rasterabtastung bei einem beweglichen Objekt eine Verzerrung auftreten. Dies darf jedoch nicht mit einem Mangel an Schärfe des Bildes verwechselt werden. Außerdem ist der Gewinn an Empfindlichkeit so groß, daß die Beobachtungsreichweite auf mehrere 10 km gesteigert werden kann und daß die scheinbare Geschwindigkeit eines Fahrzeugs mit einer gegebenen absoluten Geschwindigkeit umso kleiner ist, je weiter diese Fahrzeug entfernt ist, uzw. im Verhältnis des Feldwinkels des beobachteten Gesichtsfeldes. Gemäß der Erfindung kann dieser Feldwinkel auf nur 2° verringert werden, entsprechend einer Beobachtungsentfernung von 30 km. Ein Punkt in diesem Gesichtsfeld, der sich mit 90°/h, also mit 45 km/h bewegt, legt in 8,4 s eine Winkelentfernung von 0,2° zurück, entsprechend einer Verschiebung um 10% auf dem Bildschirm des Monitors zwischen zwei aufeinanderfolgenden akkumulierten Bildern, was ohne weiteres tolerierbar ist und einen guten Eindruck über die Bewegung dieses Punktes verschafft. Wenn es sich statt um einen Punkt um ein Fahrzeug handelt, dessen mittlerer Durchmesser den zehnten Teil des mittleren Durchmessers des Bildschirmes des Fernsehmonitors beträgt, so wird eine gegebene Abmessung des Fahrzeuges zusätzlich um einen Wert gleich einem Zehntel des Durchmessers des Bildschirmes verformt, was vernachlässigbar ist.

Bislang wurde davon ausgegangen, daß der Bildspeicher 15 aus einem einzigen Rasterspeicher besteht. Ein vollständiges Bild auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors wird durch zweimaliges, ineinandergeschachteltes und aufeinanderfolgendes Auslesen dieses Bildspeichers erhalten. Dies führt zu einer Verdoppelung der Zeilen auf dem Bildschirm, wobei jede geradzahlige Zeile dieselbe Information wie die ihr zugeordnete ungeradzahlige Zeile enthält. Es ist möglich, eine Verdoppelung der Zeilen zu vermeiden, hierbei jedoch die Wiedergabe der Bilder in geradzahligen und ungeradzahligen ineinander verschachtelten Rastern beizubehalten und auf diese Weise die Auflösung des Bildes auf dem Fernsehmonitor zu verbessern. Hierzu mußt der Aufbau des Rasterspeichers geändert und der Aufwand für den Sequenzgeber erhöht werden. Eine derartige Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt.

Gemäß Fig. 2 besteht der Bildspeicher 25 aus zwei getrennten Speichern, einem Speicher 26 für die geradzahligen Raster und einem Speicher 27 für die ungeradzahligen Raster. Der Vielfacheingang jedes Rasterspeichers kann über den Kontakt eines Schalters 28 mit einer Vielfachleitung 29 verbunden werden. Die Vielfachleitung hat ebensoviele Leiter, wie jeder Rasterspeicher Eingänge hat und entspricht der Leitung 21 oder der Leitung 22 in Fig. 1. Die Vielfachausgänge der Speicher 26 und 27 mit derselben Anzahl von Leitern sind über einen Kontakt eines Schalters 31 mit einer Vielfachleitung 32 verbunden, die zu den Eingängen des D/A-Wandlers 11 (vergleiche Fig. 1) führt. In dem Zeilenspeicher 14 werden zweimal weniger Zeilen zur Erzeugung einer Zeile des wiederhergestellten Bildes akkumuliert, d. h. daß jede Zeile des Bildes durch Summierung von n/2 Abtastzeilen während einer Zeit gleich n/2Fl erhalten wird und daß die Anzahl der wiederhergestellten Zeilen am Ausgang des Speichers 14 verdoppelt ist, d. h. gleich 2 Fl/n ist. Die Kapazität des Zeilenspeichers 14 kann folglich im Verhältnis zu der Kapazität des in Fig. 1 dargestellten Zeilenspeichers verringert werden. In Fortführung des Zahlenbeispiels, das der Fig. 1 zugrundeliegt, werden 14 Eingangsleiter und 14 Ausgangsleiter sowei 14 Bit für jeden Speicherplatz benötigt. Die Anzahl der Speicherplätze in dem Zeilenspeicher 14 ist unverändert. Im Verhältnis zu dem Speicher 14 der Fig. 1 enthält der Speicher 25 zweimal mehr Speicherplätze, wobei jeder Speicherplatz ein Bit weniger enthält, d. h. beispielsweise 10 Bit anstelle von 11 Bit. Mittels eines zusätzlichen Sequenzgebers wird die Stellung des Kontaktes des Schalters 28 mit der Frequenz 2 Fl/n geändert, wobei die Umschaltung jedesmal während der Zeit der Summierung einer gegebenen Zeile im Zeilenspeicher 14 und außerhalb der Zeitintervalle erfolgt, während derer in den Bildspeicher 26 oder den Bildspeicher 27 eingeschrieben wird. Ansonsten ergeben sich für das Einschreiben in den Bildspeicher im Verhältnis zu der ersten Ausführungsform keine Unterschiede. Zum Auslesen des Speichers 25 wird der Kontakt des Schalters 31 mit der Frequenz Ft synchron mit der elektronischen Ablenkung des Fernsehmonitors geschaltet. Eine Zeilenfrequenz von 15625 Hz in Verbindung mit einem einzigen Infrarot-Detektor bedingt für die Zeilenabtastvorrichtung eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit, was wiederum die Synchronisierung problematisch macht und einen sehr schnellen und sehr empfindlichen Photodetektor erfordert. Um diesen technologischen Schwierigkeiten zu entgehen, wird für die Praxis bevorzugt, mehrere Zeilen des Gesichtsfeldes, beispielsweise 11 Zeilen, gleichzeitig zu analysieren. Hierzu wird die Anzahl der Detektoren in Rasterrichtung auf der Detektormatrix erhöht, im betrachteten Beispiel auf m = 11, was es gestattet, die Geschwindigkeit der Zeilenabtastvorrichtung um den Faktor 11 zu verringern, während die Rasterabtastbewegung unverändert bleibt. In diesem Fall erscheint das Signal auf mehreren Ausgangsleitungen (hier: 11 Leitungen) der Kamera 1. In bekannter Weise wird das Signal digitalisiert, gespeichert, sowie anschließend sequentiell ausgelesen, um es in serieller Form in dem elektronischen Verarbeitungsmodul verarbeiten zu können. Die Leitung 5 ist dann eine Vielfachleitung mit 11 Leitern und um die Zeichnung nicht zu kompliziert zu machen wird angenommen, daß die im vorhergehenden Abschnitt beschriebene Verarbeitung in der Digitalisierungsschaltung 6 in Fig. 1 durchgeführt wird. Bei der vorstehend beschriebenen Abtastung, die dem Normalbetrieb entspricht, ist die Aufeinanderfolge der Punkte der Zeile die jeweils ein Elementarfeld des Gesichtsfeldes repräsentieren und die Aufeinanderfolge der Zeilen am Ausgang der Digitalisierungsschaltung, die auch die serielle Umsetzung vornimmt unter dem Gesichtspunkt der Sequenzsteuerung, also des Taktes oder des zeitlichen Ablaufes identisch mit der Abfolge, die bei der zuerst beschriebenen Arbeitsweise erhalten wird. 11 beliebige, aufeinanderfolgende Zeilen des Bildes folgen in beiden Fällen in 704 µs, also mit 64 µs je Zeile, aufeinander, wobei die letztere Zeit in der folgenden Beschreibung stets als Zeilendauer bezeichnet und betrachtet wird. Einen kleinen Unterschied gibt es indessen beim Normalbetrieb in der Bildwiedergabe, uzw. in Form von Homogenitätsfehlern zwischen den Zeilen im Fall der Abtastung von 11 parallelen Detektoren. Diese Fehler treten in zwei verschiedenen Formen auf: Alle 22 Zeilen, also alle 11 Zeilen je Raster, tritt einer Zeilenstruktur oder Linierung auf, die auf eine nicht vollständige Synchronisierung bei der Raster- und der Zeilenabtastung zurückzuführen ist und die einer leichten Überlagerung entspricht; umgekehrt kann aber auch eine leichte Versetzung der zwei Gruppen von 11 aufeinanderfolgenden Zeilen sich bemerkbar machen. Ein weiterer Zeilenstruktur- oder Linierungseffekt erscheint innerhalb einer Gruppe von 22 bzw. 11 Zeilen selbst und ist darauf zurückzuführen, daß die verschiedenen Detektoren nie vollständig identisch in ihren Eigenschaften ist und daher im Verhältnis zu einem vorgegebenen Signal zu starke oder zu schwache Signale erzeugen.

Wenn man bei einer Simultananalyse mehrerer Zeilen des Gesichtsfeldes die Rasterabtastung in der Kamera verlangsamt, erhält man am Ausgang der Digitalisierungsschaltung 6 nicht mehr eine Folge von Zeilen, die einem gleichmäßigen Vorschub in Rasterrichtung beispielsweise im Bild von oben nach unten entspricht, wie dies bei der vorhergehenden Ausführungsform der Fall war, einerlei ob es sich nun um den normalen Betrieb oder um den Betrieb nach der Erfindung handelte. Stattdessen ergeben sich teilweise Überlappungen zwischen den Gruppen von 11 Zeilen. Um diesen Punkt zu verdeutlichen, wird zunächst angenommen, daß die Rasterabtastung im Verhältnis n = 1 verlangsamt ist. Für jede Abtastung von 11 Zeilen gleichzeitig schreitet dann das wiederherzustellende Bild um eine Zeile fort. Jede Zeile des wiederherzustellenden Bildes muß dabei das Ergebnis der Summierung von 11 Zeilen sein, die mit der Frequenz Fl/11 aufeinanderfolgen, so daß man in jeder Periode 11/Fl, die außerdem die Periodendauer der Erzielung der wiedergewonnenen Zeilen ist, die Ordnungszahl des Ausgangssignals der Gruppe von 11 Detektoren um 1 erhöhen muß, wobei dieses Ausgangssignal in digitaler, serieller Form am Ausgang der Schaltung 6 wieder auftritt. Man erhält auf diese Weise als Ergebnis, daß jeder der 11 Detektoren im selben Maße, also mit der selben Gewichtung, zur Bestimmung jedes Punktes des widerhergestellten Bildes beiträgt, was am Ende der Verarbeitung, d. h. auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors, eine vollständige Homogenität des Bildes gewährleistet, selbst mit Detektoren, die erhebliche Empfindlichkeitsunterschiede haben, dies wiederum ohne Nachteil für den Gewinn an Systemempfindlichkeit, der stets zufolge der Akkumulierung durch Summierung von n (bzw. n/2) Zeilen erhalten wird. Um zu dieser sehr vorteilhaften Betriebsart zu kommen, muß der Zeilenspeicher 14 in Fig. 1 eine Kapazität von mindestens ebensovielen Zeilen haben, wie Detektoren in Rasterrichtung vorgesehen sind, also 11 Zeilen in der Variante mit vorherigem Acquisitionsbetrieb zum Auffüllen des Bildspeichers, und mit derselben Kapazität, vermehrt um eine Zeile, also 12 Zeilen, in der Variante mit ständiger zyklischer Erneuerung des Bildes. Wie für die schon beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Summierung in dem Addierer 13 mit der Folge Fl/n und die am Ausgang erhaltenen Werte werden zyklisch für jede der 11 gespeicherten Zeilen durch den Sequenzgeber (Signal S von der Schaltung 10 in Fig. 1) übertragen. Der Sequenzgeber schaltet außerdem in jeder Periode n/Fl die Leitungen 21 bzw. 22 an denjenigen Ausgang den Zeilenspeichers 14 an, der in diesem Augenblick das Signal einer vollständig gespeicherten Zeile bereithält. Der Inhalt dieser Zeile wird vor dem Ende der folgenden Periode n/Fl an den Bildspeicher 15 übermittelt und diese Zeile gleichzeitig in dem Zeilenspeicher gelöscht. Dem mit integrierten Schaltungen vertrauten Fachmann ist die notwendige Synchronisierung auf der digitalen Ebene zwischen den Schaltungen 6, 13, 14 und 15 bekannt.

Die Arbeitsweise der im vorstehenden Absatz beschriebenen Ausführungsform der Erfindung könnte vereinfacht werden, wenn das am Ausgang der Kamera 1 parallel vorliegende Analogsignal in dem elektronischen Verarbeitungsmodul 2 weiterhin parallel verarbeitet wird. Für den Normalbetrieb des Systems ist es jedoch zweckmäßig, das von der Kamera stammende Signal am Ausgang in serieller Form digital zur Verfügung zu stellen. Des weiteren dient die Wahl von n = 11 vor allem dazu, die diskutierte Ausführungsform besser zu verdeutlichen. Dieser niedrige Wert von n führt nämlich lediglich zu einem Empfindlichkeitsgewinn des Systems von 1,65, was im allgemeinen für die beabsichtigten Anwendungen unzureichend ist. Vorzugsweise wird daher für n ein ganzzahliger Wert gewählt, der größer als die Zahl m der Detektoren in Rasterrichtung ist. Mit Vorteil ist die Zahl n ein Vielfaches r von m, was die Organisation des Zeilenspeichers 14 und seine Benutzung mittels des Sequenzgebers 10 vereinfacht. Der Einschreibebetrieb und der Auslesebetrieb des Speichers 14 erfolgt dann gemäß einer Kombination der verschiedenen zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung. Beispielsweise wählt man:

n = 32 × 11 = 352

wobei dann jeder der 11 Detektoren einen Betrag von 32 aufeinanderfolgenden Zeilenabtastungen (r = 32) zu der für eine Zeile des wiedergewonnenen Bildes notwendigen Information leistet. Dies bedeutet einen Empfindlichkeitsgewinn von:

und entspricht einer Akkumulationszeit je Zeile von:

352 × 0,064 × 11 = 247,5 ms.

Dies ist die gleiche Zeit, die für die Akkumulation von 11 aufeinanderfolgenden Zeilen notwendig ist. Das Bild kann sich daher nach Ablauf einer Zeit gleich derjenigen einer Rasterabtastung in der Kamera wiederholen, nämlich

Bei einer weiteren, nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung entfällt der Zeilenspeicher 14 der Fig. 1 zufolge der Benutzung eines einzigen Speichers, der unter Verwendung geeigneter Adressierschaltungen nacheinander als Zeilenspeicher und als Bildspeicher dient. Dieser Speicher kann sich aus zwei Rasterspeichern zusammensetzen, von denen der eine für die geradzahligen Raster, der andere für die ungeradzahligen Raster bestimmt ist. Nachfolgend wird jedoch nur ein einziger Rasterspeicher beschrieben, was zu einer Verdopplung der Zeilen auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors führt. Für den Fachmann bedeutet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsform nach Fig. 3 an die Verwendung von zwei Speichern, nämlich einen für die geradzahligen und einen für die ungeradzahligen Raster, anzupassen. Das Hauptaugenmerk bei der Entwicklung der Ausführungsform nach der Fig. 3, die ausführlicher dargestellt ist als die vorhergehenden, lag darauf, mit möglichst wenig Speicherkapazität auszukommen, was einige Besonderheiten der Schaltung bedingt, die zwar bisher noch nicht erwähnt wurden, jedoch mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kompatibel sind. Die Doppelverwendung des Speichers beschränkt die Ausführungsform nach Fig. 3 auf die Betriebsart, die mit vorheriger Acquisitionsphase arbeitet. In Fig. 3 ist nur derjenige Teil des elektronischen Verarbeitungsmoduls dargestellt, der sich unmittelbar auf die Erfindung bezieht, d. h. ein Signalverarbeitungskanal analog zu demjenigen zwischen den Schaltungen 6 und 11 in Fig. 1. Die Analyse in der Kamera wird mit 11 Zeilen gleichzeitig mit einer entsprechenden Detektormatrix angenommen und das Eingangssignal liegt in digitaler, serieller Form am Eingang des ersten Steuerkanals. Für die folgende Beschreibung sind die gleichen Werte wie im vorstehend angegebenen Beispiel angenommen, nämlich:

n = 32 × 11 = 352.

Die verschiedenen Schaltungsblöcke in Fig. 3 bedeuten von rechts nach links von oben nach unten:

35: D-Flipflop mit drei Ausgangszuständen
36: Binäraddierer
37: D-Flipflop mit drei Ausgangszuständen
38: Datenwahlschalter zwei Zeilen/eine Zeile, nicht invertierend (Multiplexer)
39: Binäraddierer
40: D-Flipflop getaktet durch die ansteigende Flanke des Taktes
41: Binäraddierer
42: Verstärkungssteuerschaltung
43, 44: Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM)
45: Inverter
46: Datenwahlschalter zwei Zeilen/eine Zeile, nicht invertierend (Multiplexer)
47: Sequenzgeber, bestehend aus einem Addierer und einem Zähler bis 11
48: NAND-Glied
51, 52, 53 und 54, 55, 56: Synchrone 4-Bit-Binärzähler
57: UND-Glied
58: Datenwahlschalter zwei Zeilen/eine Zeile, nicht invertierend (Multiplexer)
59: NAND-Glied
61: Synchrone 4-Bit-Binärzähler
63: D-Flipflop, getaktet durch die ansteigende Flanke des Taktes
64: ODER-Glied

Die verschiedenen, vorstehend aufgelisteten Schaltungen sind, abgesehen von den Speichern 43 und 44, beispielsweise von der Firma Signetics erhältlich. Die Handelsbezeichnungen dieser integrierten Schaltungen lauten wie folgt:

- Flipflops 35 und 37: LS 374
- Addierer 36: zwei Schaltungen LS 283
- Wahlschalter 38: vier Schaltungen LS 157
- Addierer 39: vier Schaltungen LS 283
- Addierer 41: drei Schaltungen LS 283
- Speicher 43 und 44: Schaltung 2167 (15 Gehäuse zu jeweils 16 kBit) der Firma INTEL
- Wahlschalter 46: LS 157
- Sequenzgeber 47: LS 283 und ein Zähler LS 163 geschaltet zur zyklischen Zählung bis 11
- Zähler 51 bis 56: LS 163
- Wahlschalter 58: LS 157
- Zähler 61: drei Schaltungen LS 163, geschaltet für eine zyklische Zählung bis 352
- Flipflops 40, 63: LS 74.

Die von der Schaltung 6 zur Digitalisierung und seriellen Umsetzung in Fig. 1 gelieferten Daten stehen am Eingang 65 der Gesamtschaltung nach Fig. 3 in Form von 6 parallelen Bits auf 6 Leitern für jeden momentanen Analysepunkt des Bildes an. Die Information wird über das Flipflop 35, das diese Information um eine Taktperiode verzögert, an den Addierer 36 übertragen, der an einem zweiten Vielfacheingang die gleiche Parallelinformation unmittelbar erhält. Am Ausgang des Addierers 36 erscheint die Summe, die man auch als den Mittelwert der sich auf zwei aufeinanderfolgende Bildpunkte beziehenden Information am Eingang 65 ansehen kann. Die Taktperiode des Flipflops 35 ist die gleiche wie diejenige des Eintreffens der Bildpunktinformation am Eingang 65 und entspricht der Frequenz Fe von 15 MHz, die diejenige des Signals p am Eingang 66 ist.

Dieser Mittelwert wird an das Flipflop 37 übertragen, das die doppelte Aufgabe hat, das empfangene Datensignal wieder zu synchronisieren und an den Addierer 39 nur einen von zwei nacheinander erhaltenen Eingangswerten zu übertragen, was mit Hilfe eines Taktsignales über die Leitung 67 geschieht, das die halbe Frequenz desjenigen des Flipflops 35 hat. Die aus den Schaltungen 35, 36 und 37 bestehende Eingansstufe hat folglich die Aufgabe, die sich auf zwei aufeinanderfolgende Punkte beziehende Information in eine Summen- oder Mittelwertinformation dieser zwei Punkte umzuformen, was es gestattet, die Kapazität der Speicher 43 und 44 etwa auf die Hälfte zu verringern und weniger schnelle und daher weniger teurere Schaltungen im Anschluß an das Flipflop 37 zu verwenden. Nachdem die Speicher 43 und 44 gefüllt sind, was während der Acquisitionsphase geschieht, werden diese Speicher in einer solchen Abfolge ausgelesen, daß jeder Speicherplatz nacheinander zweimal gelesen wird, d. h. daß auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors eine Verdoppelung der Punkte auftritt, ebenso wie eine Verdoppelung der Zeilen, wie bereits beschrieben. Jeweils zwei gleiche, ein Paar bildende Punkte repräsentieren den Mittelwert von zwei aufeinanderfolgenden Punkten des wiederhergestellten Bildes, das nach den entsprechend der Fig. 1 und Fig. 2 ausgebildeten Ausführungsformen erhalten wird. Genau betrachtet, besteht das Bild auf dem Monitor aus einem Quadrupel (4er-Anordnung) von identischen Punkten, was jedoch nicht mit der Wirkung einer elektronischen Lupe zu verwechseln ist, die das Ergebnis einer Bildvergrößerung ist, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. Der erhaltene Effekt entspricht einer verringerten Bildauflösung zufolge einer Verringerung der Kapazität des Bildspeichers um drei Viertel.

Das impulsförmige Signal A am Einang 68 löst die Signalverarbeitung aus, die mit einer Acquisitionsphase des Bildes beginnt, während derer der Bildspeicher 43, 44 gleichzeitig als Zeilenspeicher benutzt wird. Die Sequenz der Rechenschleife (Addierschleife), bestehend aus den Speichern 43, 44 und dem Addierer 39, also der taktrichtige Funktionsablauf, wird sichergestellt durch Schreibadressierung und Leseadressierung mittels der Zähler 51, 52 und 53 zur Adressierung der Punkte und der Zähler 54, 55, 56 zuzüglich des Sequenzgebers 47 für die Adressierung der Zeilen. Hierzu erhalten zunächst die Zähler 51, 52, 53 an ihrem Takt des Signal P mit der Frequenz Fe von 15 Mhz und an ihrem Ladeeingang CH das Signal L vom Eingang 69 mit der Frequenz Fl von 15625 Hz (Periode Tl von 64 µs). Dieses Signal ist durch das Taktsignal der Punkte über das D-Flipflop 63 und das ODER-Glied 64, die in bekannter Weise wie in der Fig. 3 angegeben miteinander verbunden sind, synchronisiert. Durch zuvor hergestellte interne Verbindungen der Zähler 51, 52 und 53 bewirkt der Eingang CH außerdem noch die Begrenzung der Zahl der je Bildzeile zu zählenden Punkte, auf beispielsweise 256, was unter Berücksichtigung der Verdoppelung der Punkte einer Zeile ergibt, die auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors auf zwei Drittel ihrer Maximallänge verkürzt ist. Zur Zählung der Adressen der Punkte am Ausgang des Zähler 51 bis 53 dienen 8 Bit auf einer Vielfachleitung 71. Diese Bit werden von der zweiten bis zur neunten Stelle gezählt, so daß das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit für die Adressierung eine Inversionsfrequenz von Fe/2 hat, was der Berücksichtigung nur jedes zweiten Punktes entspricht. Das Bit mit der Wertigkeit 1 auf einer Ausgangsleitung 72 wird für die Schreib-/Lesesteuerung E des Speichers 43, 44 und zur Erzeugung des Taktsignales für das D-Flipflop 37 verwendet. Hierzu ist der Leiter 72 mit einem Eingang des Wahlschalters 46 verbunden, der während der Acquisitionsphase (Signal FIN A im Zustand 1) angewählt ist. Das Signal auf dem Leiter 72 wird dann über das NAND-Glied 59 auf den Leiter 67 übertragen. Das NAND-Glied 59 arbeitet während der Acquisitionsphase als Inverter, weil seine zwei anderen Eingänge sich im Zustand 1 befinden. Die Eingänge E der Speicher werden zum Einschreiben aktiviert, wenn sie sich auf dem logischen Zustand 0 befinden, was durch die gewählte Bezeichnung E ausgedrückt werden soll, während E der umgekehrten Aktivierung, d. h. dem Auslesen entsprechen soll. Dieselbe Bezeichnung oder Notation gilt für das Signal FIN A. Zwei der drei Bit mit der höchsten Wertigkeit am Ausgang des Zählers 53 werden für einen Logikpegel zur Markierung des Beginns und des Endes der Punktzählung während jeder Zeilenperiode ausgewertet. Der Zustand 1 oder 0 dieser zwei Bit hängt von der Zählung und vom Einfluß zufolge der Aktivierung des Einganges CH des Zählers ab. Das Einschreiben in den Speicher ist während eines Zeitintervalls in jeder Periode Tl = 512 Te gestattet, worin Te die Periode des Auftretens der Punkte ist. Das gestattete Zeitintervall ist dasjenige, während dessen mindestens eines der zwei Bit den Zustand 0 hat. Außerhalb dieses Zeitintervalls haben die zwei Bit beide den Zustand 1. Hierzu werden die zwei in Rede stehenden Bit über das NAND-Glied 48 einem weiteren Eingang des NAND-Gliedes 49 zugeführt. Die Zeilenspeicher 54, 55, 56 erhalten an ihrem Takteingang ein Signal HL, das von dem Signal L nach Verarbeitung mittels des Schaltungen 61 und 58 abgeleitet wurde. Während der Acquisitionsphase hat das Signal FIN A den Zustand 1. Das Ausgangssignal mit der Frequenz Fl/352 des Zählers 61 ist durch die Schaltung 58 als Signal HL angewählt. Der Zähler 61 erhält das Signal L an seinem Takteingang und ist so programmiert, daß er alle 352 Tl einen Impuls abgibt. In analoger Weise wie zuvor für die Punktezähler beschrieben, werden die sogenannten Zeilenzähler 54 und 55 durch ein Signal INIT an ihrem Eingang CH freigegeben, das für die Acquisitionsphase gleich dem Signal A ist, das über das UND-Glied 57 übertragen wird, dessen anderer Eingang über die Schaltung 58 auf dem Zustand 1 gehalten wird. Wie für die Punkte der Zeile, dienen die Eingänge CH der Zähler 54 und 55, sofern sie aktiviert sind, zur Zentrierung einer verminderten Anzahl von Zeilen, vorliegend von 128 Zeilen, also der Hälfte eines Rasters, innerhalb des analysierten Rasters. Hierzu sind die 8 Ausgangsleiter der Zähler 54 und 55 mit dem im Inneren des Sequenzgebers 47 vorgesehenen Addierer 73 verbunden. Der Übergang des Bits mit der niedrigsten Wertigkeit am Ausgang des Zählers 56 vom Zustand 1 in den Zustand 0 am Ende eines vollständigen Zählzyklus der Zähler 54 und 55 markiert das Ende der Acquisitionsphase (Übergang von FIN A in den aktiven Zustand 0). Die 4 Ausgänge der 11er-Zähler 74 innerhalb des Sequenzgebers sind außerdem mit 4 Eingängen des Addierers 73 verbunden. Der Zähler 74 erhält an seinem Takteingang das Signal L (nicht dargestellt), so daß die Bit-Konfiguration für die Adressierung der Zeilen am Ausgang des Addierers 73 in jede Periode Tl um 1 erhöht wird, beim Zyklus von 11 aufeinanderfolgenden Einheiten und einer Rückkehr zu der Bit-Konfiguration am Ausgang der Zähler 54 und 55 entsprechend einer Periode von 11 Tl. Jedesmal wenn 32 aufeinanderfolgende Zyklen in dem Zähler 74 abgelaufen sind, wird die zuletzt genannte Bit-Konfiguration um eine Einheit erhöht. Man erreicht auf diese Weise beim Auslesen des Speichers ein identisches Ineinandergreifen der Zeilen, wie es am Eingang 65 infolge der internen Abtastung der Kamera besteht. Dies gestattet es, jede Zeile am Eingang 65 mit der entsprechenden Zeile des Speichers 43, 44 zusammenfallen zu lassen, die denselben Teil des an den zwei Vielfach-Eingängen des Addierers 39 analysierten Gesichtsfeldes repräsentiert. Nach 32 nacheinander in der Folge 11 Fl in der vorstehend angegebenen Weise durchgeführten Summierungen ist jede Zeile vollständig und als solche in dem Speicher 43, 44 als Speicherzeile des Bildes aufbewahrt. Während der Acquisitionsphase muß für jede neue Speicherzeile sichergestellt sein, daß die Information am zweiten Eingang 75 des Addierers 39 log. 0 ist. Hierzu werden die aus dem Speicher stammenden Daten über eine Leitung 76 dem Eingang 75 über den Wahlschalter 38 zugeführt, dessen Schaltsteuereingang über einen Leiter 77 ein logisches Signal von dem D-Flipflop 40 erhält. Dieses D-Flipflop 40 wird durch eine ansteigende Flanke von HL auf 1 und durch eine abfallende Flanke von Fl auf 0 gesetzt. Es liefert über den Leiter 77 den genannten Logikpegel. Zu Beginn jeder Periode des Signals HL und während einer Zeit gleich einer halben Periode des Signals Fl sind die Signale auf der Vielfachleitung 78, bestehend aus 15 mit Masse verbundenen Leitern, angewählt. Außerhalb dieser Zeitintervalle sind die Signale auf der Leitung 76 angewählt. Der Speicher ist aus technologischen Gründen in zwei Teilen dargestellt, weil zwei Sätze integrierter Schaltungen notwendig sind, um die erforderliche Speicherkapazität zu erhalten, die 128 × 256 × 15 Bit beträgt. Sobald die Hälfte der Anzahl möglicher Adressen erreicht ist, ändert der Leiter 79 mit der höchsten Wertigkeit für die Adressierung der Zeilen des Speichers 44 den logischen Zustand, was bewirkt, daß die logischen Zustände an den Steuereingängen der Speicherschaltungen 43 und 44 über den Inverter 45 invertiert werden. Der Speicher 43 wird mithin blockiert und der Speicher 44 aktiviert. Nach dem Einschreiben aller Zeiten in den Bildspeicher wird das Signal FIN A aktiv, indem es von dem logischen Zustand 1 in den logischen Zustand 0 übergeht, was das Ende der Acquisitionsphase und den Beginn der Lesephase auf dem Fernsehmonitor markiert.

Das Signal FIN A wirkt in mehrfacher Weise auf die Schaltung der Fig. 3 beim Übergang auf den logischen Zustand 0 ein. Zunächst einmal bewirkt das Vorhandensein einer log. 0 am Eingang des UND-Gliedes 59 an dessen Ausgang eine log. 1, wodurch die Speicher 43 und 44 zum ständigen Auslesen vorbereitet werden. Die Änderung des logischen Zustands am Steuereingang des Wahlschalters 46 bewirkt, daß die 7 ersten Ausgangsleiter der Zähler 54, 55 zur Zeilenadressierung des Speichers benutzt werden, anstelle der 7 Ausgangsleiter des Sequenzgebers 47. Gleichzeitig geht über den Wahlschalter 58 das Taktsignal HL für die Adressierung der Zeilen von der Frequenz Fl/352 auf die Frequenz Fl über, während das Signal INIT gleich dem Signal T mit der Rasterfrequenz Ft wird, das am Eingang 80 ansteht. Das Signal Ft wird an die Ladeeingänge der Zähler 54 und 55 übertragen und bewirkt von da an die Zentrierung der aufeinanderfolgenden Raster auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors in der gleichen Weise wie das Signal L die Zentrierung der Zeilen.

Analog zu der anhan der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform werden zum ständigen Auslesen des Speichers lediglich die 10 Bit mit der höchsten Wertigkeit von den insgesamt 15 Bit jedes Speicherplatzes verwendet, was durch die Vielfachleitung 81 in Fig. 3 symbolisiert wird. Die Abtrennung der 5 Bit mit der geringsten Wertigkeit ist aus folgenden Gründen gerechtfertigt: Das Rauschen wird 352mal aufaddiert. Sein Effektivwert erhöht sich im Verhältnis √ = 18,76, wenn eine Gauss'sche Verteilung des Rauschens angenommen wird. Der Effektivwert hat daher etwa 32 Pegel, also 5 Bit. Mithin verbleiben unter den 15 enthaltenen Bit 10 signifikante Bit. Tatsächlich kann der Fernsehmonitor nicht mehr als maximal 64 Pegel, also 6 Bit, sichtbar machen. Die Dynamik der Information selbst ist also erheblich größer als der Monitor anzeigen kann. Es ist eine Funktion erforderlich, die es ermöglicht, das Bild in Dynamikbereichen sichtbar zu machen, die der Benutzer wählen kann. Die Akkumulationszeit (Erneuerungszeit) des Bildes könnte als zu lang angesehen werden, was dazu führt, für bestimmte Anwendungen einen Wert von n zu wählen, der deutlich niedriger als derjenige liegt, der für das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 angenommen wurde. Beispielsweise stellt die Wahl von n = 55 (m = 11, r = 5) einen guten Kompromiß zwischen dem Empfindlichkeitsgewinn von 3,7, den Konstrastmöglichkeiten und der Bilderneuerungszeit von 0,9 s dar.

Die Leitung 81 kann direkt mit dem D/A-Wandler (11 in Fig. 1) für die Wiedergabe auf dem Monitor verbunden werden. Es ist jedoch von Vorteil, den Überschuß an signifikativen Bit am Ausgang des Bildspeichers zu nutzen und vorzugsweise eine selbsttätige oder interaktive Dynamikregelung (Schwellwert/Helligkeit und Verstärkung/ Kontast) vorzusehen, die es dem Benutzer gestattet, diejenige Information zu betrachten, die ihn von den (10) signifikativen Bit interessiert. Eine interaktive Regelung kann über Helligkeits- und Kontraststeller gesteuert werden, von denen der erste die Hinzufügung einer Konstante bewirkt, die von der Stellung des Helligkeitsstellers abhängt und der zweite eine Multiplikation des Ergebnisses mit 1, 2, 4 oder 8 bewirkt. In Fig. 3 erfolgt die Helligkeitsregelung durch den Addierer 41, der an einem ersten Eingang die 10 Bit von der Leitung 81 und an einem zweiten Eingang 10 Bit von einem Vielfachleiter 82 erhält, der in nicht dargestellter, bekannter Weise von einem Helligkeitsregler gesteuert wird. Die 11 Ausgangsleiter des Addierers 41 sind mit der Verstärkungsregelschaltung 42 verbunden, die von einem nicht dargestellten Kontraststeller über eine Vielfachleitung 83 mit 4 Leitern gesteuert wird. Die Schaltung 42 kann ein Multiplizierer sein (z. B. MPY 12 AJ der US-Firma TRW) oder er kann beispielsweise aus einem Datenwahlschalter analog den Wahlschaltern 38, 46 oder 58 bestehen, der mit einer aus UND-Gliedern und ODER-Gliedern zusammengesetzten logischen Schaltung verbunden ist. Man erhält auf diese Weise vom Ausgang 84 der Schaltung 42 ein serielles Signal, bestehend aus 6 parallelen Bit, das nach D/A-Wandlung zur Wiedergabe mittels einer Schaltung 3 zur Sichtbarmachung des Bildes (Fig. 1) geeignet ist.

Für die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde gezeigt, daß eine Begrenzung der Kapazität des Bildspeichers, die aus Kostengründen notwendig sein kann, zu einer Verminderung der Bildgröße auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors führt. Diese Verminderung, die beispielsweise in Rasterrichtung bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 auf die Hälfte erfolgt, kann mit Vorteil in der Weise genutzt werden, daß die Amplitude der Rasterabtastung in der Kamera begrenzt wird, was in einfacher Weise parallel zur Verminderung der Abtastgeschwindigkeit möglich ist. Hierdurch gewinnt man im selben Verhältnis an Acquisitionszeit (oder Erneuerungszeit) für das verkleinerte Bild, ohne daß sich an den Leistungen der Schaltung etwas ändert, nämlich 2,87 s für n = 352 im Beispiel der Fig. 3 oder 0,45 s für n = 55 mit der gleichen Speicherkapazität. In bekannter und im übrigen mit der Verminderung der Amplitude der Rasterabtastung kompatibler Art und Weise ist es auch möglich, eine digitale elektronische Lupe mit dem Vergrößerungsfaktor 2 oder 4 für das gespeicherte Bild zu verwirklichen. Der Effekt der elektronischen Lupe mit dem Faktor 2 ist eine scheinbare Vergrößerung des Bildes auf dem Bildschirm des Monitors, die im Lesebereich ausschließlich durch Verdoppelung jedes Punktes der Zeile und jeder Zeile des Bildes, mithin eine Vergrößerung der Bildfläche auf dem Schirm um den Faktor 4 erhalten wird. Die kann beispielsweise durch Einfügung eines entsprechenden Schaltkreises 85 in Fig. 3 mit den notwendigen Synchronisierungen und Sequenzsteuerungen zwischen dem Ausgang 84 und dem D/Wandler (11 in Fig. 1) erreicht werden. Die Verdoppelung der Punkte sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung geht vorzugsweise einher mit einer räumlichen Filterung, die sowohl auf der digitalen als auch auf der analogen Ebene durch Verminderung der Durchlaßbandbreite des Datensignals auf die Hälfte (bzw. auf ein Viertel im Fall einer elektronischen Lupe mit 4facher Vergrößerung) erzielt werden, wobei man nur die niedrigen Frequenzen beibehält. Darüberhinaus ist das Infrarotthermographiesystem nach der Erfindung ganz besonders für die Beobachtung von Fahrzeugen geeignet. Hierzu kann mit Vorteil eine elektronische Nachführeinrichtung 86 (Fig. 3) hinzugefügt werden, die eine Aufrichtung des Bildes des Fahrzeuges bewirkt. Dieser Verfolgungs- oder Nachrühreffekt kann in bekannter Weise durch zeilenweise Korrelation des sichtbar zu machenden Bildes erhalten werden.

Das System nach der Erfindung ist nicht auf die maritime Überwachung mit stabilisierter Plattform beschränkt. Man kann auch an Land weit entfernte Objekte detektieren. Das System ist aber auch verwendbar beispielsweise zur Untersuchung der Verformung von Materialien durch deren thermische Topographie.

Claims

1. IR-Thermographiesystem, bestehend einerseits aus einer IR-Kamera, die eine Rasterabtastvorrichtung und eine Bildabtastvorrichtung zur punktweisen Analyse des Bildes eines Gesichtsfeldes aus aneinandergrenzenden Elementarfeldern und zur Projektion auf eine mindestens einen photoempfindlichen Detektor umfassende Detektormatrix zu je einem Detektor je Elementarfeld enthält, andererseits aus einem elektronischen Verarbeitungsmodul für das analoge Ausgangssignal der Kamera, der mindestens mit einer Digitalisierungsschaltung für das analoge Ausgangssignal und mindestens einem D/A-Wandler für das verarbeitete Signal versehen ist, zum dritten aus einer Schaltung zur Sichtbarmachung des Ausgangssignals des D/A-Wandlers auf einem Fernsehmonitor, dadurch gekennzeichnet, das das System Mittel enthält, um im Analysebetrieb mit fortschreitender zeilenweiser Akkumulation zu arbeiten und daß hierzu einerseits die Bewegung der Rasterabtastvorrichtung durch Steuermittel (17) im Verhältnis zu der bekannten normalen Analyse verlangsamt wird, derart, daß zwei beliebige, sich zeitlich folgende Zeilen des Bildes des Gesichtsfeldes, die auf den Detektor/die Detektoren projiziert werden, sich überlappen, wobei die räumliche Verschiebung zwischen diesen aufeinanderfolgenden Zeilen klein im Verhältnis zu der Abmessung eines Detektors in Rasterrichtung ist, derart, daß jedes Elementarfeld des Gesichtsfeldes n-mal nacheinander mit der Folge der Zeilenabtastung von dem Detektor analysiert wird, der dementsprechend am Ausgang der Kamera (1) n aufeinanderfolgende Analogsignale liefert, daß die n sich auf jedes Elementarfeld beziehende Signale nach Digitalisierung mittels eines Addierers (13) addiert und mittels einer Sequenzgeberschaltung (10) an einem vorgegebenen Platz in einen Bildspeicher (15) eingespeichert werden, der in dem Verarbeitungsmodul (2) enthalten ist, und daß das Bild des Gesichtsfeldes auf dem Fernsehmonitor (4) durch wiederholtes Auslesen des Bildspeichers (15) wieder hergestellt wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsmodul zwischen der Digitalisierungsschaltung (6) und dem D/A-Wandler einen Signalverarbeitungskanal enthält, der hintereinander eine Schleifenschaltung, bestehend aus dem Addierer (13) und einem mit einem ersten Teil des Sequenzgebers (17) versehenen Zeilenspeicher (14), und mindestens einen Rasterspeicher umfaßt, der Teil des Bildspeichers (15) ist und mit einem zweiten Teil des Sequenzgebers (17) verbunden ist, und daß wiederholte Auslesen des Bildspeichers (15) parallel zum Einschreiben in den Bildspeicher (15) erfolgt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Sichtbarmachung auf dem Fernsehmonitor in Form von ineinandergeschachtelten geradzahligen und ungeradzahligen Rastern erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildspeicher einen Speicher für geradzahlige Raster und getrennt davon einen Speicher für ungeradzahlige Raster umfaßt, und deren Schreibeingänge und deren Leseausgänge von einem dritten Teil des Sequenzgebers gesteuert werden, wobei die n Signale, die sich auf ein Elementarfeld beziehen, in zwei aufeinanderfolgenden Teilsummen zu n/2 Signalen je Teilsumme addiert werden und die am Ausgang des Zeilenspeichers gelieferten Ergebnisse der zwei Teilsummen jeweils an homologen Plätzen der Speicher für das geradzahlige bzw. für das ungeradzahlige Raster gespeichert werden.

4. System nach Anspruch 2 oder 3 zur gleichzeitigen Analyse mehrerer Zeilen des Gesichtsfeldes, zu welchen Zweck die Kamera eine Detektormatrix enthält, die in Rasterrichtung aus wenigstens einer Spalte mit einer ganzen Zahl von m Detektoren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenspeicher eine Kapazität von wenigstens m+1 Zeilen hat und außerdem einen vierten Teil des Sequenzgebers umfaßt, der dafür sorgt, daß sich in jedem Zeitpunkt an den zwei Eingängen des Addierers diejenigen Signale entsprechen, die dasselbe Elementarfeld des Gesichtsfeldes betreffen.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsmodul zur Analyse durch progressive zeilenweise Akkumulation aus folgenden Teilen besteht: Mindestens einem Addierer, einem Bildspeicher, der einen einzigen Rasterspeicher umfaßt, Schaltungen zur Zählung und Sequenzierung für die Adressierung zum Einschreiben und Auslesen des Bildspeichers während einer ersten, der sogenannten Acquisitionsphase, die während einer vollständigen Abtastung des Gesichtsfeldes mittels der Rasterabtastvorrichtung abläuft, wobei die Zählschaltungen nur zum Adressieren beim Auslesen des Bildspeichers während einer zweiten Phase des Sichtbarmachens, die der ersten Phase folgt, dienen, während derer der Bildspeicher zeilenweise mit der Zeilen- und der Rasterfrequenz des Fernsehmonitors ausgelesen wird.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsmodul zwischen der Digitalisierungsschaltung und dem Addierer Schaltungen zur Bildung der Summe von zwei beliebigen Signalen des Elementarfeldes enthält, die an den Addierer nur eine von zwei beliebigen aufeinanderfolgenden Summen übertragen.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsmodul zwischen dem Bildspeicher und dem D/A-Wandler Schaltungen zur Regelung der Helligkeit und des Kontrastes des sichtbarzumachenden Signals enthält.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Rasterabtastung durch die Rasterabtastvorrichtung vermindert ist.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer elektronischen Linse, dadurch gekennzeichnet, daß es Schaltungen zum Auslesen des Inhaltes des Bildspeichers zum Zwecke des Sichtbarmachens enthält, die auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors jeden Punkt der Zeile und jede Zeile vervielfachen.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, versehen mit einer elektronischen Zielverfolgungseinrichtung, die schaltungsmäßig unmittelbar vor der Schaltung zur Sichtbarmachung auf dem Fernsehmonitor angeschlossen ist.