DE3621755C1 - Method for extraction of a point target from a video signal, and a circuit arrangement for carrying out the method - Google Patents
Method for extraction of a point target from a video signal, and a circuit arrangement for carrying out the methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a circuit arrangement for carrying out the method.
Zur Erfassung von annähernd punktförmigen Zielobjekten und zur Unterschei dung dieser Zielobjekte von flächenförmigen Störzielen, beispielsweise Wolken, werden optronische Sensoren verwendet, an die Signalverarbeitungs schaltungsanordnungen zur Auswertung der von den Sensoren bereitgestellten Videosignale angeschlossen sind. Es ist bekannt, ein punktförmiges Ziel objekt, beispielsweise ein entferntes Flugobjekt, mittels Hochpaßfilte rung mit frequenzbandbegrenzenden Elementen (z. B. Differenziergliedern) von Störzielen zu lösen und sichtbar zu machen. Diese Verfahren sind von der Impulsform des Signals abhängig und haben häufig keine hohe Trenn schärfe zwischen kleinen Punktobjekten und nur wenig größeren Flächenob jekten.For the detection of almost point-shaped target objects and for differentiation extension of these target objects from flat disruptive targets, for example Clouds, optronic sensors are used to signal processing Circuit arrangements for evaluating the sensors Video signals are connected. It is known to be a point target object, for example a distant flying object, using high-pass filters tion with elements that limit the frequency band (e.g. differentiators) solve disruptive targets and make them visible. These procedures are from dependent on the pulse shape of the signal and often do not have a high separation sharpness between small point objects and only slightly larger surface objects projects.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die die Extraktion von Punktzielen aus einem Videosignal und somit z. B. die Er fassung von kleinen Flugzielen und deren Unterscheidung von größeren Stör zielen einwandfrei ermöglicht wird.The invention is based, a method and a task To create circuit arrangement of the type mentioned, by which the Extraction of point targets from a video signal and thus e.g. B. the he Detection of small destinations and their differentiation from larger sturgeon aim perfectly.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Verfahrens schritte des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing method steps of claim 1 solved.
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beansprucht.Embodiments of the method according to the invention are in the subclaims 2 to 4 claims.
Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 5 beschrieben.A circuit arrangement according to the invention for performing the method is described in claim 5.
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unter ansprüchen 6 bis 14 beansprucht.Embodiments of the circuit arrangement according to the invention are in the sub claims 6 to 14 claimed.
Ein Vorteil der Erfindung liegt in der Verringerung der Anforderungen an die digitale Signalverarbeitung des optronischen Sensors mit Hilfe von ana loger Signalvorverarbeitung. Der der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nachgeordnete digitale Prozessor zur weiteren Bildverarbeitung wird erheb lich entlastet. Von Vorteil ist auch, daß die Unterdrückungs-Trennschärfe der Impulsdauer eines Bildpunktes entspricht.An advantage of the invention is the reduction in requirements the digital signal processing of the optronic sensor with the help of ana loger signal preprocessing. The circuit arrangement according to the invention downstream digital processor for further image processing is raised relieved. It is also advantageous that the suppression selectivity corresponds to the pulse duration of a pixel.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing is an embodiment to explain the invention shown, namely shows
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Extraktion eines Punktobjektes aus einem Videosignal, und Fig. 1 shows a circuit arrangement for extracting a point object from a video signal, and
Fig. 2 ein Impulsdiagramm. Fig. 2 is a timing diagram.
In Fig. 1 wird ein von einem zeichnerisch nicht dargestellten optronischen Sensor bereitgestelltes Videosignal 11 (vgl. Fig. 2) über eine Schwellen schaltung 1, die nur Amplituden eines vorgegebenen Signal-Rausch-Verhält nisses durchläßt und über ein Steuersignal 19 steuerbar ist, einem Eingang eines Operationsverstärkers 3 direkt und seinem zweiten Eingang über ein Verzögerungsglied 2 zugeführt. Das Videosignal 11 wird für die Dauer jedes Bildpunktes jeweils in ein unverzögertes und ein verzögertes Signal 12 bzw. 13 aufgeteilt. Die Formen dieser Signale bzw. der nachstehend beschriebenen Impulse sind mit den Bezugszeichen 11 bis 18 versehen und in Fig. 2 für Punkt- und Flächenziele dargestellt.In Fig. 1, a video signal 11 (cf. FIG. 2) provided by an optronic sensor, not shown in the drawing, is provided via a threshold circuit 1 , which only allows amplitudes of a predetermined signal-to-noise ratio and is controllable via a control signal 19 , one Input of an operational amplifier 3 directly and its second input via a delay element 2 . The video signal 11 is divided into an undelayed and a delayed signal 12 or 13 for the duration of each pixel. The shapes of these signals or the pulses described below are provided with the reference numerals 11 to 18 and are shown in FIG. 2 for point and area targets.
An den Ausgang des Operationsverstärkers 3 ist eine Weiche 4 angeschlossen, die aus einer in Durchlaßrichtung und einer in Sperrichtung geschalteten Diode D 1 bzw. D 2 besteht. Der in Durchlaßrichtung geschalteten Diode D 1 ist eine Verzögerungseinrichtung 5 nachgeordnet, deren Verzögerungszeit derjenigen des Verzögerungsgliedes 2 entspricht. Sowohl das Verzögerungs glied 2 als auch die Verzögerungseinrichtung 5 können als analoge Ladungs speicher-Schieberegister, beispielsweise in Halbleiter-CCD-Technologie, aus gebildet sein, die mit einer der vorgegebenen Verzögerungszeit τ ent sprechenden Taktfrequenz gesteuert werden.A crossover 4 is connected to the output of the operational amplifier 3 and consists of a diode D 1 and D 2 switched in the forward direction and a reverse direction. The diode D 1 connected in the forward direction is followed by a delay device 5 , the delay time of which corresponds to that of the delay element 2 . Both the delay element 2 and the delay device 5 can be formed as an analog charge storage shift register, for example in semiconductor CCD technology, which are controlled with a clock frequency corresponding to the predetermined delay time τ .
Der in Sperrichtung geschalteten Diode D 2 und der Verzögerungseinrichtung 5 ist eine Koinzidenzschaltung 6 nachgeordnet, an deren Ausgang ein über das Erkennen von Punkt- bzw. Flächenzielen aussagendes Ausgangssignal abgreif bar ist.The reverse-connected diode D 2 and the delay device 5 is followed by a coincidence circuit 6 , at the output of which an output signal indicative of the detection of point or area targets can be tapped.
Die oben erwähnte Schwellenschaltung 1 kann durch den Operationsver stärker 3 nachgeordnete Schwellenschaltungen ersetzt werden.The above-mentioned threshold circuit 1 can be replaced by the Operationsver 3 subordinate threshold circuits.
Es ist in vorteilhafter Weise möglich, alle verwendeten Bauelemente 1 bis 6 in einem IR-Detektor zu integrieren.It is advantageously possible to integrate all of the components 1 to 6 used in one IR detector.
In dem vom Sensor bereitgestellten Videosignal sind Zielobjekte und Stör ziele in Form von Bildsignalen enthalten, wobei insbesondere ein ein Punkt ziel darstellendes Bildsignal gleich einem oder kleiner als ein Bildpunkt und ein ein Flächenziel darstellendes Bildsignal größer als oder gleich einem Bildpunkt gewählt wird. Das Videosignal 11 wird als unverzögertes Signal 12 bildpunktweise dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 3 zugeführt. Gleichzeitig wird aus dem Videosignal 11 für die Dauer jedes Bildpunktes ein verzögertes Signal 13 mit einer vorgegebenen Verzögerungszeit τ, die der Zeitdauer eines Bildpunktsignales entspricht, erzeugt. Das verzögerte Si gnal 13 wird dann an den negativen Eingang des Operationsverstärkers 3 gelegt, an dessen Ausgang eine aus einem positiven und einem nachfolgenden verzöger ten negativen Impuls 15 bzw. 16 bestehende Impulsfolge 14 erzeugt wird, deren Zeitdauer für Punktziele dem Zweifachen der Verzögerungszeit τ ent spricht und deren Zeitdauer für Flächenziele größer als das Zweifache der Verzögerungszeit τ ist. Jeder positive Impuls 15 einer Impulsfolge 14 wird von dem nachfolgenden negativen Impuls 16 getrennt und als verzögertes Signal 17 mit der vorgegebenen Verzögerungszeit τ an einen Eingang der Koinzidenzschaltung 6 gelegt. Jeder negative Impuls 16 einer Impulsfolge 14 wird einem zweiten Eingang der Koinzidenzschaltung 6 zugeführt, in der die verzögerten negativen und positiven Impulse 16 bzw. 17 einer Impuls folge 14 zeitlich miteinander verglichen werden. Am Ausgang der Koinzidenz schaltung 6 wird ein das Vorhandensein eines Punktzieles darstellendes Ausgangssignal 18 erzeugt, wenn die zeitliche Verschiebung zwischen einem negativen und positiven verzögerten Impuls 16, 17 gleich oder kleiner als die vorgegebene Verzögerungszeit t der Impulse 13, 17 ist. Es wird kein Ausgangssignal 18 erzeugt, wenn zwischen dem negativen und positiven ver zögerten Impuls 16, 17 eine zeitliche Verschiebung von mindestens dem Zweifachen der Verzögerungszeit τ auftritt.In the video signal provided by the sensor, target objects and interference targets are contained in the form of image signals, in particular an image signal representing a point target equal to or less than an image point and an image signal representing an area target greater than or equal to a pixel is selected. The video signal 11 is supplied as an instantaneous signal 12 pixel by pixel to the positive input of the operational amplifier 3 . At the same time, a delayed signal 13 with a predetermined delay time τ , which corresponds to the time duration of a pixel signal, is generated from the video signal 11 for the duration of each pixel. The delayed Si signal 13 is then connected to the negative input of the operational amplifier 3 , at the output of which a pulse sequence 14 is generated, consisting of a positive and a subsequent delayed negative pulse 15 or 16 , the duration of which for point targets is twice the delay time τ ent speaks and whose duration for area targets is greater than twice the delay time τ . Each positive pulse 15 of a pulse train 14 is separated from the subsequent negative pulse 16 and is applied as a delayed signal 17 with the predetermined delay time τ to an input of the coincidence circuit 6 . Each negative pulse 16 of a pulse train 14 is fed to a second input of the coincidence circuit 6 , in which the delayed negative and positive pulses 16 and 17 of a pulse train 14 are compared in time. At the output of the coincidence circuit 6 , an output signal 18 representing the presence of a point target is generated when the time shift between a negative and positive delayed pulse 16, 17 is equal to or less than the predetermined delay time t of the pulses 13, 17 . No output signal 18 is generated if a time shift of at least twice the delay time τ occurs between the negative and positive delayed pulses 16, 17 .
Die Bauelemente bzw. nur einzelne hiervon, wie z. B. nur die Verzögerungs glieder 2 und 5, können mit einem Infrarot-Detektor in monolithischer oder hybrider Bauweise zusammen integriert sein.The components or only some of them, such as. B. only the delay elements 2 and 5 can be integrated together with an infrared detector in a monolithic or hybrid design.
Claims (14)
- a) das Videosignal (11) wird als unverzögertes Signal (12) bildpunktweise dem positiven Eingang eines Summiergliedes (3) zugeführt;
- b) aus dem Videosignal (11) wird gleichzeitig für die Dauer jedes Bild punktes (BP) ein verzögertes Signal (13) mit einer vorgegebenen Ver zögerungszeit (τ), die der Zeitdauer eines Bildpunktsignales ent spricht, erzeugt;
- c) das verzögerte Signal (13) wird an den negativen Eingang des Summier gliedes (3) gelegt, an dessen Ausgang eine aus einem positiven und einem nachfolgenden verzögerten negativen Impuls (15 bzw. 16) bestehende Im pulsfolge (14) erzeugt wird, deren Zeitdauer für Punktziele dem Zweifachen der Verzögerungszeit (τ) entspricht und deren Zeitdauer für Flächenziele größer als das Zweifache der Verzögerungszeit (τ) ist;
- d) jeder positive Impuls (15) einer Impulsfolge (14) wird von dem nachfol genden negativen Impuls (16) getrennt und als verzögertes Signal (17) mit der vorgegebenen Verzögerungszeit (τ) an einen Eingang einer Ko inzidenzschaltung (6) gelegt;
- e) jeder negative Impuls (16) einer Impulsfolge (14) wird einem zweiten Eingang der Koinzidenzschaltung (6) zugeführt, in der die verzögerten negativen und positiven Impulse (16 bzw. 17) einer Impulsfolge (14) zeitlich miteinander verglichen werden; und
- f) an dem Ausgang der Koinzidenzschaltung (6) wird ein das Vorhandensein eines Punktzieles darstellendes Ausgangssignal (18) erzeugt, wenn die zeitliche Verschiebung zwischen einem negativen und positiven verzöger ten Impuls (16, 17 ) gleich oder kleiner als die vorgegebene Verzögerungs zeit (τ) der Impulse (13, 17) ist, oder es wird kein Ausgangssignal (18) an dem Ausgang der Koinzidenzschaltung (6) erzeugt, wenn zwischen dem negativen und positiven verzögerten Impuls (16, 17) eine zeitliche Verschiebung von mindestens dem Zweifachen der Verzögerungszeit (2τ) auftritt.
- a) the video signal ( 11 ) is fed as an instantaneous signal ( 12 ) pixel by pixel to the positive input of a summing element ( 3 );
- b) from the video signal ( 11 ) for the duration of each picture point (BP), a delayed signal ( 13 ) with a predetermined delay time (τ) corresponding to the duration of a picture element signal is generated;
- c) the delayed signal ( 13 ) is placed at the negative input of the summing element ( 3 ), at the output of which a pulse sequence ( 14 ) consisting of a positive and a subsequent delayed negative pulse ( 15 or 16 ) is generated, the The time for point targets is twice the delay time (τ) and the time for area targets is greater than twice the delay time (τ) ;
- d) each positive pulse ( 15 ) of a pulse train ( 14 ) is separated from the following negative pulse ( 16 ) and as a delayed signal ( 17 ) with the predetermined delay time (τ) to an input of a coincidence circuit ( 6 );
- e) each negative pulse ( 16 ) of a pulse train ( 14 ) is fed to a second input of the coincidence circuit ( 6 ), in which the delayed negative and positive pulses ( 16 and 17 ) of a pulse train ( 14 ) are compared in time; and
- f) at the output of the coincidence circuit ( 6 ) an output signal ( 18 ) representing the presence of a point target is generated if the time shift between a negative and positive delayed pulse ( 16, 17 ) is equal to or less than the predetermined delay time (τ ) of the pulses ( 13, 17 ), or no output signal ( 18 ) is generated at the output of the coincidence circuit ( 6 ) if there is a temporal shift of at least twice the delay time between the negative and positive delayed pulse ( 16, 17 ) (2 τ) occurs.
Priority Applications (2)
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DE19863621755 DE3621755C1 (en) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | Method for extraction of a point target from a video signal, and a circuit arrangement for carrying out the method |
DE19873718098 DE3718098A1 (en) | 1986-06-28 | 1987-05-29 | Method for extracting a point target from a video signal and circuit arrangement for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3621755C1 true DE3621755C1 (en) | 1987-09-24 |
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ID=6303949
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1986
- 1986-06-28 DE DE19863621755 patent/DE3621755C1/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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