DE3535753C1

DE3535753C1 - Signalprozessor

Info

Publication number: DE3535753C1
Application number: DE3535753A
Authority: DE
Inventors: Heard James L; Berwin Ted W; Andrews Roland L; Scanlan Larry A
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1991-10-10
Anticipated expiration: 2005-10-08
Also published as: FR2668007A1; NO174127B; CA1297181C; SE469253B; NO174127C; SE8504832D0; FR2668007B1; NO853817L; AU609026B1; US5083204A; GB2240229A; SE8504832L; GB2240229B

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Signalprozessoren für die Verwendung zum Bearbeiten von Videodaten und ähnlichem und speziell Signalprozessoren für die Verwendung mit Multisensorbildsystemen, wie z. B. Vorwärtssicht-Infrarotbildsystemen oder ähnlichem, die elektronisch verstärkte und aufgebesserte Videobilder schaffen, die auf einem Videomonitor dargestellt werden.

Herkömmliche Vorwärtssicht-Infrarotsensorsysteme (forward looking infrared sensor systems=FLIR) und ähnliches werden als Nachtsichtsysteme in Flugzeugen, Panzern, Schiffen und anderen Militärfahrzeugen eingesetzt. Herkömmliche FLIR-Systeme umfassen beispielsweise ein Sensorsystem, einen Signalprozessor und eine Videoanzeigeeinheit. Der Sensor umfaßt eine große Zahl von Detektoren, deren Ausgangssignale gemultiplext und dem Signalprozessor zugeführt werden. Der Signalprozessor entmultiplext, verbessert und wandelt die Sensorsignale elektronisch in Videosignale um, die zu der Videoanzeigeeinheit kompatibel sind und führt die verbesserten Videosignale der Anzeige zu, so daß sie von dem Fahrzeugführer betrachtet werden können. Obwohl alle FLIR-Systeme Signalprozessoren beinhalten, variiert deren Kompliziertheit und Bildverbesserungsqualitäten stark von System zu System. Beispielsweise weisen bekannte Systeme typischerweise Empfindlichkeitsausgleichsschaltkreise, Schaltkreise zur automatischen Verstärkungsregelung und Videoverdichtungssschaltkreise (video compacting circuitry) auf. Diese bekannten Systeme verwenden jedoch analoge Schaltkreise, um die Verstärkungsregelung und die Videoverdichtung zu bewirken und weisen manuell zu betätigende Potentiometer auf, um den Empfindlichkeitsausgleich zu bewirken. Die Verwendung von manuell kalibrierten, analogen Systemen in bekannten FLIR-Signalprozessoren und ähnlichem führt zu nicht optimalen Leistungen dieser Systeme.

Obwohl allgemein auf starrende Brennebenendetektorfeldanordnungen (staring focal plane detector arrays) gerichtet, werden in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Reference-free non uniformity compensation for IR- imaging arrays", SPIE, Band 252, smart sensors II, 1980, Seiten 10 bis 17, herkömmliche Probleme beim Verarbeiten von Infrarotsignalen diskutiert und ein referenzfreies Kompensationsschema beschrieben, um einen automatischen Empfindlichkeitsausgleich zu ermöglichen. Das in diesem Schriftstück beschriebene Kompensationsschema verwendet Bildszenenstatistik, um ein Signal abzuleiten, das zum Inkrementieren einer Temperaturkompensation geeignet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, derartige Probleme zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Signalprozessor geschaffen, der zusammen mit einem Bildsensorsystem, wie z. B. einem Vorwärtssicht-Infrarotsystem (FLIR) oder ähnlichem verwendet werden kann. Das FLIR-System besteht beispielsweise aus einer Mehrzahl von Sensoren oder Detektoren, die eine abzubildende Bildszene während eines ersten Teiles eines Abtastzyklus (dem aktiven Teil) abtasten und die eine interne Referenztemperaturquelle während eines zweiten Teils des Abtastzyklus (dem inaktiven Teil oder dem Rücklaufteil) abtasten. Der Signalprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt verbesserte Videoausgangssignale für eine Videoanzeige oder einen Monitor, die die Bildszene darstellen.

Der Signalprozessor weist einen an das Bildsensorsystem gekoppelten Eingabeprozessor auf, der die von der Vielzahl der Detektoren abgeleiteten analogen Signale verarbeitet. Der Eingabeprozessor ist derart ausgelegt, daß die analogen Signale während des aktiven Teiles des Abtastzyklus relativ zueinander auf der Basis von gespeicherten Daten, die durch einen vorbestimmten Kalibrierungsprozeß der Detektoransprechempfindlichkeit erhalten worden sind, normiert werden. Diese Normierungsfunktion gleicht die Verstärkungen der einzelnen Kanäle des Sensorsystems aus. Der Eingabeprozessor verarbeitet die analogen Signale auch dahingehend, daß die Gleichstrompegel von jedem der Sensorkanäle entsprechend den Gleichstromwerten regeneriert werden. Die der Referenztemperaturquelle während des inaktiven Teils des Abtastzyklus entsprechen. Diese Gleichstromrückspeicherfunktion bzw. Gleichstrompegelhaltung wird während des Kalibrierungsvorgangs und während des Betriebs des Systems durchgeführt. Der Eingabeprozessor verarbeitet die normierten und gleichstrommäßig regenerierten Signale, um daraus erste digitalisierte Ausgangssignale bereitzustellen.

Der Signalprozessor weist auch einen an den Eingabeprozessor angeschlossenen Abtastumwandler auf, der die digitalisierten ersten Ausgangssignale in einem Speicher ablegt und die gespeicherten digitalisierten Signale zu zweiten digitalisierten Ausgangssignalen weiterverarbeitet, die zu einem Videomonitor kompatibel sind. Der Abtastumwandler dient als ein Demultiplexer und als Interpolationsvorrichtung für den Signalprozessor. An den Abtastumwandler ist ein Ausgabeprozessor angeschlossen, der dazu verwendet wird die zweiten digitalisierten Ausgangssignale derart zu verarbeiten, daß eine softwaregesteuerte digitale Bildverbesserung mit ihnen möglich ist und der die verbesserten zweiten digitalisierten Ausgangssignale in von dem Videomonitor verarbeitbare analoge Videoausgangssignale umwandelt.

Während des Betriebs wird das FLIR-System mit einem Signalprozessor gemäß der vorliegenden Erfindung zuerst kalibriert. Das FLIR-System kann beispielsweise 160 Detektorelemente aufweisen, deren Ausgangssignale vor deren Zuführung zu dem Signalprozessor gemultiplext werden. Die Detektoren sind typischerweise vertikal ausgerichtet und werden horizontal quer zu einer Bildszene abgetastet. Während des Kalibrierungsprozesses werden die Detektoren über eine gleichförmige Schwarzkörperstrahlungsquelle abgetastet. Jedes der Detektorelemente weist eine unterschiedliche Ansprechempfindlichkeit bzw. Verstärkungsfaktor auf und jedes hat während eines jeden Abtastzyklus unterschiedliche Gleichspannungspegelfehler. Die Sensoren werden während des aktiven Teiles des Abtastzyklus vor der gleichförmigen Temperaturquelle abgetastet und während eines Rücklaufteiles des Zyklus werden sie vor einer internen Referenztemperaturquelle abgetastet. Der Kalibrierungsprozeß wird für ungefähr 30 bis 40 Abtastzyklen durchgeführt.

Für alle Detektorkanäle werden Korrekturfaktoren für die Verstärkung automatisch während des Kalibrierungsprozesses errechnet. Die Korrekturfaktoren für die Verstärkung bzw. die Verstärkungskorrekturkonstanten sind für jeden Detektor festgelegt und ändern sich während des normalen Betriebs nicht. Die Verstärkungskorrekturkonstanten werden in einem nicht-flüchtigen Speicher in dem Eingabeprozessor gespeichert und werden durch das Einschalten des Systems wiedergewonnen. Die Gleichstromfehlerkorrekturfaktoren werden während eines jeden Abtastzyklus errechnet und den augenblicklich bearbeiteten Sensorsignalen zugefügt. Ein Mikroprozessor oder ähnliches wird zur Berechnung und zur Steuerung der Signalverarbeitung in dem Eingabeprozessor verwendet.

Die verstärkungsmäßig und gleichstrompegelmäßig korregierten Signale werden dann digitalisiert und in einem Abtastumwandlerspeicher gespeichert. Der Abtastumwandler umfaßt einen Interpollationsbereich, der die jedem Abtastzyklus zugehörigen digitalen Daten in ein Datenfeld umwandelt, welches mit dem Videomonitor kompatibel ist. Beispielsweise kann das Sensorsystem 160 Videobildzeilen umfassen, entsprechend der Tatsache, daß es 160 vertikal zugeordnete Detektoren hat, die in 480 durch den Videomonitor zu verarbeitende Bildzeilen umgewandelt werden müssen.

Der Ausgabeprozessor umfaßt eine in dem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Nachschlagetabelle (look-up table). Die Nachschlagetabelle weist eine gespeicherte Umwandlungskurve auf, anhand der die Bildverbesserungsfunktion durchgeführt wird. Die Nachschlagetabelle wird unter Verwendung von statistischen Berechnungen aufgrund eines Histogramms und eines im Mikroprozessor implementierten Histogrammausgleichsalgorithmus abgeleitet. Ein in dem Mikroprozessor implementiertes Softwaresteuerprogramm führt die Bildverbesserungsfunktionen durch, die die Bilder auf dem Videomonitor verbessern. Diese Funktionen wie automatische Pegelsteuerung, automatische Verstärkungssteuerung, Videobildverdichtung, Bildinversion und Gammakorrektur können implementiert werden. Der Ausgabeprozessor umfaßt auch einen Aperturkorrekturschaltkreis, durch den die horizontale Modulationsverstärkung (horizontal modulation transfer function=MTF) des Systems gesteigert wird, um die Frequenzantwort des Systems zu verbessern.

Die softwaregesteuerten digitalen Bildverbesserungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung einer relativ geringen Anzahl von Standard-IC's implementiert werden. Das System ermöglich eine anpassende Kalibrierung, dadurch daß die Verstärkungsfaktoren aller Sensorkanäle während des Kalibrierungsprozesses angeglichen werden und die Kalibrierungsfaktoren unbegrenzt zur Verwendung durch das System gespeichert werden. Die Temperatur der Referenztemperaturquelle muß für ordnungsgemäße Funktion des Systems nicht bekannt sein. Die Gleichstrompegel aller Detektoren des Systems werden automatisch auf die durch die Referenztemperaturquelle bestimmte Gleichstromreferenztemperatur eingestellt. Während der Kalibrierung oder während des Betriebs sind keinerlei manuelle Abstimmungen vorzunehmen.

Die Bildverbesserungsfunktionen werden durch eine Nachschlagetabelle anstelle des Berechnens mittels analoger Schaltkreise, wie dies bei herkömmlichen Signalprozessoren der Fall ist, zur Verfügung gestellt. Durch Verwendung von digitalen Bildverarbeitungssschaltkreisen und -techniken wird ein großer Dynamikbereich erreicht. Durch den Aperturkorrekturschaltkreis wird ein verbesserter Frequenzgang des Systems erreicht. Die Flexibilität und die Ausbaufähigkeit des Systems ist möglich und kann durch Änderung des Softwareprogramms durchgeführt werden.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Signalprozessors gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Eingabeprozessors für die Verwendung mit dem Signalprozessor nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Ausgabeprozessors für die Verwendung mit dem Signalprozessor nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Aperturkorrekturschaltkreises für die Verwendung mit dem Ausgabeprozessor von Fig. 3,

Fig. 5 ein Funktionsblockdiagramm des Signalprozessors nach Fig. 1, und

Fig. 6 einen Graphen eines typischen Histogramms überlagert mit einer repräsentativen Übertragungskurve die durch den Ausgabeprozessor der vorliegenden Erfindung implementiert wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Signalprozessors 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Signalprozessor ist zum Empfang analoger Eingangssignale ausgelegt, die aus einer Videosignalquelle abgeleitet sind, und führt die verarbeiteten Signale einem Videomonitor zu. Der Signalprozessor 20 wird anhand seiner Verwendung in einem Vorwärtssicht-IR-System (FLIR-System) beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch andere Bildsensoren, wie synthetische Aperturradarsystem (synthetic aperture radar systems) oder Standardvideosensoren den Signalprozessor 20 auch verwenden können, und daß sich die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung mit FLIR- Systemen beschränkt.

Der Signalprozessor 20 weist einen Eingabeprozessor 21 auf, dessen Eingänge zum Empfang von analogen Eingangssignalen ausgelegt sind, die von FLIR-Sensoren abgeleitet sind. Der Eingabeprozessor 21 führt einen automatischen Ansprechempfindlichkeitsausgleich und eine Gleichspannungsregenerierungsfunktion durch und wandelt die analogen Signale in digitale Signale um, die kompatibel zu einem digitalen Abtastumwandler 22 sind, der an dessen Ausgang angeschlossen ist.

Der digitale Abtastumwandler 22 ist um Demultiplexen der zugeführten Signale und zum Umwandeln dieser in zu dem Videomonitor kompatible Signale ausgelegt. Der Abtastumwandler 22 wandelt von einem vertikalen Detektorfeld, das horizontal abgetastet wird, abgeleitete Bilddaten in zu dem Standard-TV-Format kompatible Daten um, dem ein horizontales Feld, das vertikal abgetastet wird, zugrundeliegt. Der Abtastumwandler 22 führt eine orthogonale Drehung der Bilddaten auf zeitlicher Basis durch und bewirkt anschließend die Re-Formatierung der Bildszenendaten.

Der Abtastumwandler 22 hat einen Ausgang, an dem ein Ausgabeprozessor 23 angeschlossen ist. Der Ausgabeprozessor 23 wird derart zur Weiterverarbeitung der reformatierten Daten verwendet, daß eine softwaregesteuerte digitale Bildverbesserung durchführbar wird. Zusätzlich wandelt der Ausgabeprozessor 23 die verbesserten reformatierten Signale in analoge Videoausgangssignale um, die mit dem Videomonitor kompatibel sind.

Ein Zeitgeberschaltkreis 24 wird zur Steuerung des Taktes der Signale in dem Signalprozessor 20 und zum Synchronisieren des Durchschleusens der Daten aus der FLIR-Signalquelle zu dem Videomonitor verwendet. Ein Rechnerbaustein, wie ein Mikroprozessor 25 oder ähnliches, ist mit den Komponenten des Signalprozessors 20 verbunden, um dessen Datenverarbeitungsfunktionen zu steuern. Der Mikroprozessor 25 steuert die Verarbeitung der analogen Eingabedaten, um die Verstärkungsausgleichsfunktion in dem Eingabeprozessor 21 zu inplementieren und steuert die Berechnung des Algorithmus, durch den das Histogramm und die Übertragungsfunktion in der Nachschlagetabelle in dem Ausgabeprozessor 23 erzeugt wird. Ein tieferes Verständnis der Funktion des Mikroprozessors 25 wird sich aus den nachfolgenden Erläuterungen der detaillierten Figuren ergeben.

Fig. 2 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Ausführungsform des Eingabeprozessors 21. Dieser Teil des Signalprozessors 20 umfaßt einen Summierschaltkreis 31, dem als Eingangssignale die analogen Eingangssignale der FLIR-Signalquelle und analoge Signale zugeführt werden, die die Korrekturkonstanten für den automatischen Ansprechempfindlichkeitsausgleich und die Korrekturfaktoren für die Gleichspannungsregenerierung (DCR) darstellen. Die Signalausgabe des Summierschaltkreises 31 wird durch einen ersten A/D-Umwandler 32 (analog/digital- Umwandler) weiterverarbeitet und dann dem Abstammwandler 22 zugeführt.

Der automatische Ansprechempfindlichkeitsausgleich und die Gleichspannungsregenerierung sind bei der Signalverarbeitung allgemein bekannte Konzepte. Beispielhafte Schaltkreise zur automatischen Ansprechempfindlichkeitssteuerung sind von dem US-Patent Nr. 43 45 148 mit dem Titel "Automatic responsivity control für a CCD imager" bekannt dessen Inhaber der Anmelder der vorliegenden Erfindung ist. Eine detaillierte Diskussion dieses Konzepts erübrigt sich daher.

Der automatische Ansprechempfindlichkeitsausgleich (ARE) und die Gleichspannungsregenerierungsfaktoren (DCR) werden durch nachfolgende Schaltkreise erzeugt. Eine Referenzspannung bzw. eine Schwarzwertreferenzspannung (clamping voltage reference) wird durch einen Schaltkreis zur Gleichstrompegelhaltung (DCR clamp reference circuit) 33 erzeugt, der an den Ausgang des D/A-Umwandlers 32 angeschlossen ist. Der Schaltkreis zur Gleichstrompegelhaltung ist an einen Aufwärts-/Abwärtszähler 34 angeschlossen, dessen Ausgang zum Inkrementieren oder Dekrementieren des Gleichstrompegelfaktors dient. Der Mikroprozessor 25 ist mit einem RAM-Speicher 35, einem nicht-flüchtigen Speicher 39 und Registerschaltkreisen 36 bzw. 37 für den automatischen Ansprechempfindlichkeitsausgleich bzw. Schwarzwertpegelhaltung gekoppelt. Der Schaltkreis 37 für die Gleichstrompegelhaltung ist über einen ersten D/A-Umwandler 38 mit dem Summierschaltkreis 31 verbunden, während der Schaltkreis 36 für den automatischen Ansprechempfindlichkeitsausgleich über einen multiplizierenden D/A-Umwandler 39 mit dem Summierschaltkreis 31 verbunden ist.

Der Abtastumwandler 22 von Fig. 1 ist in keiner Figur in allen Details dargestellt. Digitale Abtastumwandler sind allgemein bekannt und die Konstruktion dieser Komponente des Signalprozessors 20 wird im Rahmen dieser Anmeldung nicht im Detail erläutert. Repräsentative Beispiele von Abtastumwandlern, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung angepaßt werden können, sind in dem US-Patent Nr. 39 47 826 mit dem Titel "Scan Converter", das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, beschrieben.

Der Interpolationsbereich des Abtastumwandlers 22 weist einen hardwaremäßig implementierten Algorithmus auf, der beispielsweise das FLIR-Abtastzeilenformat (160 Zeilen pro Feld bzw. Teilbild) in ein TV-Videoabtastzeilenformat (240 Zeilen pro Feld bzw. Teilbild) umwandelt. Die spezielle Implementierung, die in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, umfaßt das Abbilden (mapping) von vier aufeinanderfolgenden IR-Abtastzeilen auf sechs TV-Abtastzeilen in einer vorbestimmten kombinatorischen Art und Weise. Der spezielle Algorithmus bildet vier IR-Abtastzeilen (A, 1/2A+1/2B, B, C, 1/2C+1/2D, D) ab.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Ausgabeprozessors 23 für die Verwendung in dem Signalprozessor nach Fig. 1. Der Ausgabeprozessor 23 umfaßt einen Histogrammerzeugungsschaltkreis 41 der einen Fensterschaltkreis 45, ein Gatter 42, einen Histogrammschaltkreis 43 und einen Imkrementzähler 44 aufweist. Der Histogrammerzeugungsschaltkreis 41 ist zur Verarbeitung digitalisierter Ausgangssignale ausgelegt, die von dem Abtastumwandler 22 empfangen werden und erzeugt ein Histogramm von der Anzahl des Auftretens von Signalen in den einzelnen des Infrarotdetektorintensitätsniveau für jedes Teilbild bzw. für jede Feldzeit. Der Mikroprozessor 25 ist mit den Histogrammerzeugungsschaltkreis 41 gekoppelt, um auf die Histogrammdaten zuzugreifen.

Histogrammausgleich ist bei der Technik der Signalverarbeitung allgemein bekannt und wird daher nachfolgend nicht im Detail beschrieben. Beispielhafte Histogrammausgleichstechniken gemäß dem Stand der Technik sind in dem US-Patent Nr. 39 79 555 mit dem Titel "Histogram equalization system for display improvement" und dem US- Patent Nr. 39 83 328 mit dem Titel "Raster display histogram equalization" beide von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung bekannt.

Der Mikroprozessor 25 verwendet die Histogrammdaten zur Erzeugung einer Nachschlagetabelle 46, die physikalisch in den RAM-Speicher abgespeichert wird. Die Histogrammdaten werden zur Umwandlung der digitalisierten reformatierten unverbesserten Signale, die von dem Abtastumwandler 22 empfangen werden, in verbesserte Bilddaten unter der Steuerung des Mikroprozessors 25 verwendet. Die Nachschlagetabelle 46 umfaßt Daten, die es dem Mikroprozessor 25 erlauben, verschiedene Bildverbesserungsfunktionen, darunter automatische Pegelkorrektur, automatische Verstärkungssteuerung, Polaritätsumkehr und Gammakorrektur, durchzuführen.

Der Ausgabeprozessor 23 weist auch einen D/A-Umwandler 47 auf, der Eingaben aus der Nachschlagetabelle 46 empfängt. Die Ausgabe des D/A-Umwandlers 47 umfaßt Videosignale, die kompatibel zu den Intensitätspegeln des Monitors sind. Die Ausgabe des D/A-Umwandlers ist über einen Aperturkorrekturschaltkreis 49 an einen Ausgangsverstärker 50 gekoppelt, der wiederum ausgangsseitig mit dem Videomonitor verbunden ist.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Aperturkorrekturschaltkreises 49 zur Verwendung in dem Ausgabeprozessor 23. Der Aperturkorrekturschaltkreis 49 ist zur Anhebung des Frequenzgangs des Systems und damit zur Verbesserung der Modulationsverstärkung bzw. Modulationsübertragungsfunktion (MTF) des Systems ausgelegt. Der Schaltkreis 49 verwendet ein Zeitverzögerungsglied 52 und ein variables Widerstandsnetzwerk 53, das einem Summierschaltkreis 54 Signale zuführt. Dieser Schaltkreis arbeitet als ein Kosinusfilter. Das Kombinieren von zeitverzögerten Signalen mit augenblicklich bearbeiteten Signalen hebt die Verstärkung über bestimmten Frequenzen an und verbessert den Frequenzgang des Systems.

Die Funktionsweise des Signalprozessors 20 gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun anhand von Fig. 5 beschrieben, in der ein funktionales Blockdiagramm des Signalprozessors 20 dargestellt ist. Das System wird zusammen mit seiner Verwendung in einem FLIR-Sensorsystem beschrieben. Der FLIR-Sensor umfaßt eine Vielzahl von Detektoren; für diese Erläuterung beispielsweise 160. Die Ausgangssignale der 160 Kanäle werden in dem FLIR-Sensorsystem vor der Zuführung zu dem Signalprozessor 20 gemultiplext.

Die gemultiplexten FLIR-Eingangssignale werden dann dem Summierschaltkreis 31 zugeführt. Die Ausgabe des Summierschaltkreises 31 wird durch den Schaltkreis 36 zum automatischen Ansprechempfindlichkeitsausgleich bearbeitet. Verstärkungsfaktoren werden aus dem nicht-flüchtigen Speicher 39 in den RAM-Speicher 35 eingelesen. Die gespeicherten Werte werden dann mit den Verstärkungsfaktoren multipliziert und in dem Summierkreis 31 den analogen FLIR-Signalen zuaddiert. Zusätzlich werden Gleichstrompegelfaktoren festgelegt und den FLIR-Signalen in dem Summierkreis 31 zuaddiert.

Die Ausgabe des Summierschaltkreises 31 umfaßt Signale, deren Gleichstrompegel regeneriert ist und die relativ zueinander normiert sind. Diese Signale werden dann in dem A/D-Umwandler 32 in digitale Daten umgewandelt und in dem Abtastumwandler 22 gespeichert. Der Abtastumwandler arbeitet derart, daß die digitalen Daten reformatiert und interpoliert werden, um die Anzahl der Abtastzeilen so einzustellen, daß sie kompatibel zu dem Videomonitor ist. Die Ausgabe des Abtastumwandlers 22 wird dann dem Ausgabeprozessor 23 zugeführt.

Der Ausgabeprozessor 23 verwendet des Histogrammerzeugungsschaltkreis 43 und den Mikroprozessor 25, um in dem RAM-Speicher die Nachschlagetabelle 46 zu erzeugen, die die Übertragungsfunktionen umfaßt, die das bearbeitete digitale Videobild aufbessern. Die Nachschlagetabelle enthält Multiplikationsfaktoren, die auf die digitalen Videodaten angewandt werden, um die automatische Verstärkungsregelung, automatische Pegelkorrektur, Polaritätsumkehr und Gammakorrektur durchzuführen. Die Signale aus der Nachschlagetabelle 46 umfassen verbesserte digitale Videosignale, die in dem D/A-Umwandler 47 in analoge Signale umgewandelt werden und dem Aperturkorrekturschaltkreis 49 zugeführt werden. Der Aperturkorrekturschaltkreis 49 hebt die Signalverstärkung bei vorbestimmten Frequenzen an. Die Aperturkorrektur kompensiert einen Modulationsverstärkungsabfall der durch eine unvollkommene Optik, durch Drift der Videomonitorauflösung und des Abtastens der Detektoren in dem FLIR-Sensor verursacht wird.

Nachfolgend wird eine allgemeine Beschreibung eines Signalprozessors gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben, der als Bauteil in einem Vorwärtssicht-IR-System (FLIR) verwendet wird. Der Signalprozessor wird nicht anhand einer bestimmten Figur beschrieben. Der Signalprozessor verarbeitet acht parallele Kanäle, die 20 gemultiplexte Signale umfassen, um die Bildreformatierung und Videobearbeitung durchzuführen, und um 160 parallele Infrarotdetektorausgänge in standardgemäße 525 Zeilen TV-Videoausgänge, von denen 480 Zeilen angezeigt werden, umzuwandeln.

Die acht parallelen gemultiplexten Infrarotvideokanaleingänge umfassen pro Kanal 20 Detektoren. Die Eingangssignale jedes dieser 20 Kanäle werden einer Gleichstrompegelhaltung bzw. Schwarzwertkonstanthaltung unterworfen, bezüglich ihrer Ansprechempfindlichkeit korrigiert und anhand eines 9-Bit-Intensitätspegels in acht Eingabeprozessorschaltkreisen digitalisiert. Das digitale Infrarotvideo wird durch eine orthogonale Translation reformatiert und in dem Speicher des Abtastumwandlers gespeichert. Das Bild wird in TV-Koordinaten mit 320 Zeilen mit 752 Abtastpunkten pro Zeile gespeichert. Der Speicher des Abtastumwandlers umaßt 64 K-RAM-IC's und speichert jedes Teil- bzw. Einzelbild in 36 IC's. Das gespeicherte IR- Bild wird parallel vierzeilig ausgelesen und interpoliert, um die sechs TV-Zeilen eines Videomonitors zu erzeugen. Das interpolierte Video wird in dem Histgrammspeicher abgetastet, der die Häufigkeit des Auftretens jedes der 512 (9-Bit) Intensitätspegel speichert. Das Histogramm wird bearbeitet, um die automatische Pegel- und Verstärkungsübersetzung für die Videoanzeigeeinheit zu erzeugen. Die Pegel- und Verstärkungsregelungsfunktionen sind durch die RAM-Nachschlagetabelle implementiert, die jeden IR-Intensitätspegel in einen Videomonitorintensitätspegel umsetzt. Gammazahlen der Anzeige und Bildinversionskorrekturfaktoren werden ebenfalls in der Nachschlagetabelle gespeichert. Die Ausgabe der Nachschlagetabelle wird in ein analoges Signal umgewandelt, durch Kosinusfiltertechniken aperturkorrigiert und dann dem Videomonitor zur Darstellung zugeführt.

Die Hauptfunktionen, die die Videoausgabe beeinflussen, sind der automatische Ansprechempfindlichkeitsausgleich (ARE), Gleichstrompegelhaltung bzw. Schwarzwertkonstanthaltung (DCR), Interpolation, automatische Pegelkorrektur (ALC), automatische Verstärkungskorrektur (AGC), Gammakorrektur und Aperturanhebung. Der automatische Ansprechempfindlichkeitsausgleich und die Gleichstrompegelhaltung werden parallel in jedem der acht gemultiplexten Infrarotvideokanäle durchgeführt. ARE-Werte werden beim Einschalten des Systems aus dem nicht-flüchtigen Speicher in den RAM-Speicher geladen. Die Gleichstrompegelhaltung wird kontinuierlich durchgeführt, um automatisch die thermischen Einflüsse aus der Umgebung für jeden Detektor des Infrarotsenders zu kompensieren.

Werte für den automatischen Ansprechempfindlichkeitsausgleich werden durch den Kalibrierungsvorgang erzeugt und erneuert. Sowohl die Gleichstrompegelhaltung als auch die Kalibrierung der Ansprechempfindlichkeit basieren auf dem Abtasten einer gleichförmigen Referenztemperaturquelle während der inaktiven Abtastzeit bzw. Rückholzeit durch das Detektorfeld. Die Verweilzeit (dwell time) dieser Quelle ist relativ kurz (ungefähr 300 Mikrosekunden), ermöglicht aber genügend Abtastpunkte (32), um jeglichen Gleichspannungsabfall und thermische Änderung der Bildszene für jede Abtastperiode zu korrigieren.

Während der normalen Betriebsweise wird jedes dem Signalprozessor zugeführte analoge Infrarotdetektorsignal durch Addieren eines Gleichspannungshalteterms und durch Multiplizieren mit einem Ansprechempfindlichkeitskorrekturtherm kompensiert, um dem D/A-Umwandler eine Spannung zuzuführen. Die diese Beziehung definierende Gleichung ist

e₀ = (2,5 + e₁ - DCR)/(1 + ARE).

Die 2,5-Volt-Konstante zentriert das dem A/D-Umwandler zugeführte Ausgangssignal.

Die Gleichung
e_i = GK T + L,

wobei G die Kanalverstärkung, K der Ansprechempfindlichkeitsfaktor, T die vom Detektor erfaßte Temperaturdifferenz und L eine Pegelabweichung ist, die elektronisch realisiert ist, bedeutet, daß jede Detektorausgabe normiert ist, wenn ARE gleich K-1 ist. Diese ARE-Werte werden in dem anfänglichen Kalibrierungsprozeß errechnet und in den nicht-flüchtigen Speicher gespeichert. Andere relevante Gleichungen sind:

ARE = K_i - 1,
DCR = V₀ + GK T_si + L_i - V_DCR (1 + ARE), und
e₀ = V_DCR + G (T_si - T_i).

Die DCR-Werte werden für jedes abgetastete Feld bzw. Teilbild erneuert. Wenn das Detektorfeld bezüglich der thermischen Referenzquelle abgetastet wird, wird die Ausgabe des A/D-Umwandlers mit 1,5 Volt verglichen, die einer erwarteten Referenztemperatur von 20°C über Umgebungstemperatur und einer Empfindlichkeit von 0,075 V/°C entsprechen. Wenn jeder Detektor mittels eines Multiplexverfahrens dem Eingabeprozessor zugeführt wird, wird der zugehörige DCR-Korrekturterm aus dem Speicher ausgelesen und zur Detektorspannung hinzuaddiert. Der DCR-Term wird auch zum Voreinstellen des Aufwärts/Abwärts- Zählers verwendet. Der Spannungsvergleicher bzw. die Spannungsreferenzquelle schaltet den Zähler in Abhängigkeit von dem am A/D-Umwandler anliegenden Eingangssignal entweder aufwärts oder abwärts.

Falls das FLIR-Detektoreingangssignal plus der alte DCR- Korrekturterm niedrig ist, wird der Zähler auf Aufwärtszählen geschaltet, bis die Eingabe plus die DCR-Korrektur gleich (normiert) 1,5 Volt ist. Falls das FLIR-Detektoreingangssignal plus der alte Term hoch ist, wird der Zähler auf Abwärtszählen geschaltet, bis die Eingabe normiert ist. Durch Zuführen verschiedener Abtastpunkte zu dem Eingang des Zählers wird Rauschen auf ±1 des geringwertigsten Bits (LSB) des DCR-Terms ausgemittelt. Die DCR-Korrektur ist ±2 Volt bei einer 8-Bit-Quantisierung bzw. Digitalisierung, entsprechend einer DCR-Korrektur von ±16 mVolt oder ±0,3% des Eingangsdynamikbereichs des A/D-Umwandlers. Die neue DCR-Korrektur wird abgespeichert und wird zur Korrektur der nächsten aktiven Abtastung durch das FLIR-System verwendet.

Die Anfangskalibrierung der ARE-Werte wird während des Kalibriermodus durchgeführt. In diesem Modus "schaut" das abtastende FLIR-Feld auf ein Ziel mit gleichförmiger Temperatur. Das FLIR-System tastet daher eine gleichförmige Quellentemperatur während der aktiven Abtastzeit ab und tastet die thermische Referenzquelle während des inaktiven bzw. Rückholteils der Abtastung ab. Wenn alle Detektoren den gleichen Temperaturunterschied zwischen dem aktiven Gesichtsfeld und der thermischen Referenz "sehen", werden die einzigen Unterschiede in den Ausgangssignalen durch Unterschiede in der Ansprechempfindlichkeit der Detektoren erzeugt.

Zu Beginn werden die AER-Werte auf Null gesetzt und die DCR-Abweichung, die für gleichförmige Ausgangssignale benötigt wird, wird erzeugt. Die mittlere Temperatur der Kalibrierungsszene bzw. des Kalibrierungsbildes wird dann aus acht aufeinanderfolgenden Histogrammen errechnet. Diese mittlere Bildszenentemperatur wird dann als die Komperatorreferenzspannung zur Festlegung der ARE- Werte verwendet. Diese selbstanpassende Komperatorreferenz erlaubt die Kalibrierung des Detektorfelds mit unterschiedlichen Kalibrierungsbildszenen, wie Himmel, Boden oder einem Testziel oder ähnlichem. Die ARE-Werte werden in gleicher Weise wie die DCR-Terme erzeugt, wobei der Komperator zur Ansteuerung des Aufwärts/Abwärts-Zählers zur Korrektur der ARE-Werte verwendet wird. Die Erzeugung der ARE- und DCR-Werte ist ein iterativer Prozeß. Die ARE-Werte verschieben die DCR-Werte, die wiederum die ARE-Werte anpassen. Dieser Prozeß ist konvergent und nach einigen Bildern bzw. abgetasteten Feldern sind die ARE- und DCR-Terme stabil.

Um die Rauschempfindlichkeit der ARE-Terme weiter zu vermindern, stellen die aktuell gespeicherten ARE-Werte den Durchschnitt von 32 aufeinanderfolgenden ARE-Korrekturen dar. Da die DCR- bzw. ARE-Kalibrierung eine geschlossene Schleife um den A/D-Umwandler darstellt, werden auch jegliche Verarbeitungsunterschiede von Kanal zu Kanal automatisch kompensiert, wobei die gleiche digitale Ausgabe für jeden Detektor bei gleichem eingegebenen Temperaturunterschied vorsehen wird.

Die ARE-Kompensation weist einen Multiplikationsfaktor von 1±0,5 bei einer 8-Bit-Quantisierung für eine Genauigkeit von ±0,21% am A/D-Umwandler Eingang auf.

Die Interpolation zwischen IR-Abtastzeilen zu TV-Zeilen erfordert das Abbilden von 320 IR-Zeilen auf eine 525- Zeilen-TV-Anzeige, von der 480 verwendet werden. Der Interpolationsalgorithmus bildet vier aufeinanderfolgende IR-Abtastzeilen auf sechs TV-Zeilen ab. Die Interpolation wird auf einer IR/TV-Feldbasis bzw. -Bildbasis durchgeführt, um das Aufbrechen von Bildern (image break-up) zu vermeiden, das Auftreten würde, wenn das gesamte IR/TV- Bild (zwei Teilbilder bzw. -felder) interpoliert werden würde. Diese Einzelteilbildinterpolation, die zwar das durch die Bild- oder Sensorbewegung verursachte Bildaufbrechen (image break-up) vermeidet, führt zu einer Auflösungsverringerung in vertiklaler Richtung. Bei dynamischem Gesichtsfeld, beispielsweise im Tiefflug, ist jedoch die resultierende Bildqualität bei dieser Form der Teilbildinterpolation besser.

Automatische Verstärkungs- und Pegelanpassung wird durch Erstellen eines Histogramms der Bildszenenintensitäten erreicht, wodurch sowohl minimale und maximale Intensitäten aus einem 7,5×10-Grad-Fenster in der unteren Mitte des Gesichtsfeldes oder von dem gesamten Bild bestimmt werden. Das Gesichtsfeld bzw. der Blickwinkel wird durch Verwendung von Gatterschaltkreisen ausgewählt. Die Verstärkung und der Pegel werden dann so eingestellt, daß nur Videointensitäten angezeigt werden, die Gegebenheiten des Terrains darstellen.

Der in dem Mikroprozessor implementierte Softwarealgorithmus arbeitet bezüglich der Maxima und Minima von Bild zu Bild als Tiefpaßfilter unter Verwendung folgender Beziehung:

M_i = K(I-M_i-1) + M_i-1,

wobei I das detektiere Maximum oder Minimum ist, M das Maximum oder Minimum, das für die nachfolgende Berechnung verwendet wird, M_i-1 das Maximum oder Minimum für das vorhergehende Vollbild und K ein Gewichtsfaktor ist.

Unter Verwendung der Maximum- und Minimumwerte nach der Filterung können die Verstärkungs- und Pegelwerte durch folgende Gleichung errechnet werden:

G = 2^N/(Max - Min)
L = (Max + Min)/2,

wobei G die Verstärkung, L der Pegel und N die Anzahl der Bits für den vollen Anzeigedynamikbereich ist.

Die Ausgangstransformation kann durch folgende Gleichungen errechnet werden:

X(I) = G(I-L) + (2^N/2 - 1)
X(I) < 0, X(I) = 0
X(I) < 2^N - 1, X(I) = 2^N - 1,

wobei X(I) der Ausgabewert für die Eingabe I ist, I die Eingabe für 0 bis 2^N-1 und N die Anzahl der Eingabebits ist.

Das digitale Videosignal aus der Interpolationsvorrichtung wird dem Histogrammspeicher zugeleitet. Entweder wird das gesamte Bildfeld oder das kleine Fenster bezüglich des alternativen bzw. Zweit-TV-Teilbild abgetastet. Jeder Intensitätspegel erhöht den Zählwert im Speicher für die jeweilige Intensität. Am Ende von einer IR-Teilbildzeit wird das Histogramm ausgelesen, um dem Mikroprozessor die Berechnung der Verstärkungs- und Pegelanpassung zu ermöglichen. Der Mikroprozessor führt auch eine Tiefpaßfilterung durch, um mehrere Vollbilddatensätze zu integrieren. Dann werden die Verstärkungs- und Pegeleinstellungen aus den gefilterten Daten berechnet.

Die Verstärkungs- und Pegelübertragungsfunktion wird durch die Nachschlagetabelle bereitgestellt, die durch den Mikroprozessor in das RAM geladen wird. Die Nachschlagetabelle (look-up table) wird dazu verwendet, jede 9-Bit digitale FLIR-Intensität in eine 8-Bit-Videoanzeigeintensität umzuwandeln. Die notwendigen Gammakorrekturfaktoren für die Anzeige und Bildpolaritätsfaktoren werden ebenfalls in der Nachschlagetabelle gespeichert. Nach der A/D-Umwandlung der Videosignale wird eine Aperturvergrößerung vorgenommen, um den durch die Optik, Anzeigeauflösung und Detektorabtastung verursachten MTV- Abfall zu kompensieren. Die Aperturkorrektur schafft eine Vergrößerung um 6 dB bei der Nyquistabtastfrequenz (0,.54 Zyklus/mrad, T=0,66 Mikrosekunden).

Der beschriebene neu und erfinderische Signalprozessor kann dazu verwendet werden, elektronisch verbesserte Videobilder zu schaffen. Die softwaregesteuerten und digitalen Bildverbesserungsqualitäten der vorliegenden Erfindung können durch eine vergleichsweise geringe Zahl von Standard IC's implementiert werden. Das System ermöglicht eine anpassende Kalibrierung und die Kalibrierungsfaktoren werden auf unbestimmte Zeit zur Verwendung durch das System gespeichert. Die Temperatur der Referenztemperaturquelle, die zur Kalibrierung des Systems benutzt wird, muß zur ordnungsgemäßen Funktion des Systems nicht bekannt sein. Die Gleichstrompegel aller Detektoren des Systems werden automatisch auf der durch die Referenztemperaturquelle definierten Gleichstromreferenztemperatur gehalten. Während der Kalibrierung oder während des Betriebs sind keinerlei manuelle Justierungen vorzunehmen.

Die Bildaufbesserungsfunktionen werden in einer Nachschlagetabelle (look-up table) anstelle des Berechnens durch analoge Schaltkreise, wie dies bei herkömmlichen Signalprozessen der Fall ist, bereitgestellt. Durch Verwendung digitaler Bildbearbeitungsschaltkreise und -techniken wird ein weiter Dynamikbereich erreicht. Ein verbesserter Frequenzgang des Systems wird durch den Aperturkorrekturschaltkreis erreicht. Die Flexibilität und Ausbaufähigkeit des Systems wird durch Änderung des implementierten Softwareprogramms ermöglicht.

Es versteht sich von selbst, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel lediglich der Illustrierung einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient. Selbstverständlich ergeben sich für den Durchschnittsfachmann eine Vielzahl von veränderten Ausführungsformen, die jedoch alle innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung liegen.

Claims

1. Signalprozessor zur Verwendung in einem Bildsensorsystem, das eine Vielzahl von Detektoren aufweist, die zum Abbilden einer Bildszene während eines ersten Teils eines Abtastzyklus abgetastet werden und während eines zweiten Teils des Abtastzyklus bezüglich einer Referenztemperaturquelle abgetastet werden, wobei der Signalprozessor Videoausgangssignale für einen Videomonitor bereitstellt, der die Bildszene darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalprozessor
einen Eingabeprozessor aufweist, der an das Bildsensorsystem angeschlossen ist, um die analogen aus jedem der Vielzahl der Detektoren abgeleiteten Signale zu bearbeiten, um die Verstärkungen dieser analogen Signale relativ zueinander während des ersten Teils des Abtastzyklus auf der Basis gespeicherter Korrektursignale auszugleichen, die durch einen vorbestimmten Kalibrierungsprozeß der Sensoransprechempfindlichkeit erzeugt worden sind, und zur Bearbeitung dieser analogen Signale, um die Gleichspannungspegel der von jedem der Detektoren abgeleiteten Signale Gleichspannungswerten anzugleichen, die sich auf die Referenztemperaturquelle während des zweiten Teils des Abtastzyklus beziehen und zur Bearbeitung der ausgeglichenen und gleichspannungsgehaltenen Signale, um digitalisierte erste Ausgangssignale aus dem Eingabeprozessor zu erhalten,
einen Abtastumwandler aufweist, der an den Eingabeprozessor gekoppelt ist zum Speichern der digitalisierten ersten Ausgabesignale und zum Bearbeiten der gespeicherten digitalsierten Signale, um zweite digitalisierte Ausgangssignale zu schaffen, die zu dem Videomonitor kompatibel sind, und
einen Ausgabeprozessor aufweist, der an den Abtastumwandler gekoppelt ist zum Bearbeiten der zweiten digitalisierten Ausgangssignale in einer Weise, die damit eine softwaregesteuerte digitalisierte Bildverbesserung ermöglicht und zum Umwandeln der verbesserten zweiten digitalisierten Ausgangssignale in analogen Videoausgangssignale, die kompatibel zu dem Videomonitor sind.

2. Signalprozessor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabeprozessor (21) eine A/D-Umwandlungsvorrichtung (32) zum Umwandeln des zugeführten analogen Signals in ein digitalisiertes erstes Ausgangssignal umfaßt,
einen Summierschaltkreis (31) zum Kombinieren des analogen Signals des Gleichstromspannungshaltesignals und des Verstärkungskorrektursignals und zum Zuführen des kombinierten Signals zu der Analog/Digital-Umwandlungsvorrichtung (32) aufweist und
eine Rechneranordnung aufweist, die an die Analog/ Digital-Umwandlungsvorrichtung (32) und den Summierschaltkreis (31) angeschlossen ist, zum Berechnen der Gleichspannungspegelkorrektursignale und zum Steuern des Kombinierens der analogen Signale, der Verstärkungskorrektursignale und der Gleichspannungkorrektursignale in einer bestimmten Art und Weise, um Signale zu schaffen, die durch die Analog/Digital- Umwandlungsvorrichtung (32) digitalisiert werden.

3. Signalprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechneranordnung einen
nicht-flüchtigen Speicher (21) zum Speichern der Verstärkungskorrekturkonstanten aufweist, die durch den Kalibrierungsprozeß abgeleitet worden sind,
eine erste Speichervorrichtung aufweist, die an den Summierschaltkreis (31) gekoppelt ist, um die Gleichspannungshaltesignale vor deren Zuführung zu den Summierschaltkreisen (31) zu speichern,
eine zweite Speichervorrichtung aufweist, die an den Summierschaltkreis (31) angeschlossen ist, um die Verstärkungskorrektursignale vor deren Zuführung zu dem Summierschaltkreis (31) zu speichern,
einen Rechnerbaustein aufweist, der an dem nicht- flüchtigen Speicher (21), an die ersten und zweiten Speichervorrichtungen und an die Analog/Digital-Umwandlungsvorrichtung (32) angeschlossen ist, um die Gleichspannungshaltesignale zu errechnen und diese in der ersten Speichervorrichtung abzuspeichern, zum Laden der Verstärkungskorrektursignale aus dem nicht-flüchtigen Speicher (21) in die zweite Speichervorrichtung und zum Steuern der Verarbeitung der analogen Signale und der Verstärkungskorrektursignale, um diese Signale in der Analog/Digital-Umwandlungsvorrichtung (32) zu kombinieren.

4. Signalprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichervorrichtung einen Schaltkreis (33) zur Gleichspannungshaltung bzw. Schwarzwertkonstanthaltung aufweist, der an die Analog/Digital-Umwandlungsvorrichtung angeschlossen ist und zur Bearbeitung der daraus abgeleiteten Signale dient, um feste Referenzspannungssignale zur Berechnung der Gleichspannungshaltesignale zu schaffen, und einen Zählerschaltkreis (34) zum Bearbeiten der Spannungreferenzsignale aufweist, um Imkrementier- und Dekrementiersignale für die erste Speichervorrichtung zu schaffen, die die Gleichspannungshaltesignale bezüglich der festen Referenzspannung während jedes Abtastzyklus anpaßt und normiert.

5. Signalprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Speichervorrichtung des weiteren eine erste und zweite Speichervorrichtung für wahlfreien Zugriff (RAM-Speicher),
und erste und zweite Analog/Digital-Umwandler aufweisen, die zwischen der ersten bzw. zweiten Speichervorrichtung für wahlfreien Zugriff gekoppelt sind, um die digitalen in den Speichern gespeicherten Signale in analoge durch den Analog/Digital-Umwandler umwandelbare Signale umzuwandeln.

6. Signalprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastumwandlungsvorrichtung (22)
einen Abtastumwandler zum Speichern der digitalisierten ersten Ausgangssigale und
eine Interpolationsvorrichtung aufweist, die an den Abtastumwandler angeschlossen ist, um die digitalisierten ersten Ausgangssignale in die zweiten digitalisierten Ausgangssignale umzuwandeln, die kompatibel zu dem Videomonitor sind.

7. Signalprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Ausgabeprozessor (23) mit
einer Erzeugungsvorrichtung für eine Nachschlagetabelle zum Berechnen und Speichern einer Nachschlagetabelle, die Bildaufbesserungs- bzw. Korrektursignale enthält,
einer an die Erzeugungsvorrichtung für eine Nachschlagetabelle angeschlossene Analog/Digital-Umwandlungsvorrichtung zum Umwandeln der aus der Abstammungswandlungsvorrichtung empfangenen Signale in analoge Videoausgangssignale, die zu dem Videomonitor kompatibel sind,
einer an die Analog/Digital-Umwandlungsvorrichtung angeschlossenen Aperturkorrekturvorrichtung (49) zum Bearbeiten der aus der Erzeugungsvorrichtung für eine Nachschlagetabelle abgeleiteten aufgebesserten Signale, um die Modulationsverstärkung des Systems zu verbessern, und
einer Recheneinheit, die an die Erzeugungsvorrichtung für eine Nachschlagetabelle angeschlossen ist und zum Berechnen der in der Nachschlagetabelle enthaltenen Signale dient.

8. Signalprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Erzeugungsvorrichtung für eine Nachschlagetabelle mit
einer Histogrammerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Histogramms der Anzahl des Auftretens der ersten Ausgangssignale bei jedem Intensitätspegel des Sensors,
einem Nachschlagtabellenspeicher zum Speichern der Bildaufbesserungssignale,
wobei die Recheneinheit die Bildverbesserungskorrektursignale unter Verwendung des Histogramms berechnet und die errechneten Signale in den Nachschlagetabellenspeicher abspeichert.