DE747155C - Verfahren zur tonwertrichtigen elektrischen UEbertragung von Bildern, bei dem eine Umkehr von negativen in positive oder von positiven in negative Bilder erfolgt - Google Patents

Description

• Verfahren zur tonwertrichtigen elektrischen übertragung von Bildern, bei dem eine Umkehr von negativen in positive oder von positiven in negative Bilder erfolgt Das '#Veber-Fechnersche Gesetz sagt aus, daß eine geornetrische Reihe von ReizenR eine aritlinietrische Reihe von EinpfindungenE auslöst, oder anders ausgedrückt, die Differenzen je zweier Empfinduff,-,eiiE,-E2 1)7w. E,-E" s.ind gleich, wenn das Verhältnis der zugehörigen Reize gleich ist, d. h.
• E, - F- E, E, R, R, R*2 R, lag'aritlimiert niall Gleichung (2), dann ergibt ,;ich log R, - log log R.9 -- log R4 (3) (las bedeutet, daß die Differenzen der Empfindungen gleich sind, wenn die Differenzen der Logarithmen der Reize gleich sind. Für die folgenden Betrachtungen sei für die fernsehmäßige oder bildtelegraphische Übertragung als Objekt ein Stufenkeil angenominen, von deni Lichtströrrie ausgesandt werden, deren Maßzahlen eine geornetrische Reihe bilden. Die Leuchtdichte der Felder dieses Gratikeils erscheint dein Auge in gleichmäßigen Intervallen (arithmetisch) abgestlift.
• In der folgenden Tah-tIle sind d- abgerundeten Zahlenwerte einer solchen Folgle zu-#;aniniengestellt. Die erste- Spalte gibt eine geonietrische Reilie von Lichtströnivii an, die zweite Spalte enthält die Traiisparenzwerte, wobei unter Transparenz das Verhältnis des durch eine absorbierende Schicht durchgelassenen Lichtstronisl züm auffallenden Lichtstroni verstanden wird (bei undurchsichtigen

  Gegenständen setzt man an Stelle von Trans-

  parenz die Bezeichnung Reinissionsvermö-

  #yen). Das umgekehrte Verhältnis ist die

  Opazität. Der dekadische Logarithmus der

  Opazität wird al-, Schwiärzung oder Dichte

  bezeichnet, d:,use ist in der dritten Spalte dur

  Tabelle eingetragen. Die Differenz zwei-er

  benachbarter Werte der Spalte 3

  ist ininier o.i. Ist aber die Differenz zwei-er

  I,orxaritliniün aufeinanderfol-ender Stufen

  11leich, wie in Gleichung (3), so ist nach Glei-

  chung (i) atich die Differenz der Empfindun-

  ,y-11 gl

  #117 # vich. währenid die Reize (Lichtströnie

  in Spalt,- i ) 1-inc -coinetrische Reihe bilden.

  Licht#Iroin Transparunz '-Schwärzung

  10 0,1 1,0

  13 0,13 0,9

  i (i o, 16 0, 8

  .20 o,2 0,7

  2 0,25 o,6

  '12

  f), 32 0,

  0,5 0,3

  011 0,##, 0,2

  So o,8 (), I

  100 1 0

  Zu-i Be"riti-, seien noch ein. geführt, da sie

  ini kurze und - fleilti"e Aus-

  in t'

  zulassün. Man 1)ez#-icliiio.t die

  (lunklun eines Positivs als Schat-

  ten, die hellen Steilen als Lichter. Iiii Nega-

  ti#- sind dcliielitsprechend die Schatten hell

  Linzl d:2 Lichtz-r

  F--s sich also, dafl) bl-iin übergan- v(:#ii

  -_L#n Schatten 7u den Lichtern die jeder ein-

  z,#iiiI-iii Scliw.-irziin-s,-;ttifc zii",2orcliieteil Stu-

  iuti der Transpareuz und des Lichtstroms

  allmählich immer "röl',-r werrlen. Die Unter-

  schiede lützt,#ii grofi##ii Stufen gegenüber

  Stufen sind dabei be-

  Da iiiiii die in der Pliotozelle sich er-

  Photospalillung und somit die -Span-

  .itill,2' 2011 #'z:i-stärlzer2iii-aii- sich gt,#",enül#er

  2n 71

  dum einfallenden Liclit-,tr(-)iii 1-)r(--)portioii#al

  so entspricht den logarithinisch sich

  >tu:. ..,erii,leii Stufen der Transparenz uni --1 des

  Lichtstroms viiie logaritlimische Folge von

  Spannungswerte.ii der Photozelle bzw. am

  Auch die Stufen dieser

  sind ebenso wie die

  Stiii#,-ii bei Transparenz und Lichtstrorn

  \-t)rsteliz#ii(le Tabelle). Ist nun die Ver-

  linuar. so #iitstelit am Ausgan-

  nieder vinc# lo,-aritliiiii#;clie Folge von Span-

  itting>v%-,crteii, die al-, Modulation auf den

  %cri,Jei bz#7,# auf den Wehneltzylinder eine,-,

  Braunschen Rohres -gegeben werflen.

  B.",i den CI)urtraguii-L-n, die von cinem

  el el

  P(-)siti-\- aus-ehen und wieder ein Positiv er-

  ,y-ben er"ibt s;ch mit,#r der Voraus-

  setzull- -eradliniger

  ristikun eine flern Original viitsprechen(le

  Gradatiun des Ernpfangsbildes. Dasselbe

  tritt ein, wenn nian voin Negativ zum N-ega-

  tiv üi)#.rtri"t. Wenn jedoch die Aufgalw ge-

  st;-llt ist. von einuni

  einpfangsseit1,- ein Posit-,*#-Iiii#ll züi erzeugen

  bz,w. um-ekehrt, darin er-abeu die bisher

  üblich,#n Übertragungsvcriahri#ii \-urf.,ilscliuii-

  ly1111 (lur Gradation im Bild. Diez hat seine

  Ursache darin, dafl) bei einer durch Umpo-

  lun- erfol-entlen Pil#cltiiiilzelir zwar Bild-

  schWarz ill #,x- i r (1,

  dald aber die Cfri3I.'je der eiiiz##liil#n Spannunegs-

  stufen sich hierbei nicht ändurt. Es würden

  also z. B. d,-ii rItinklun Scli,#%-;irziiiigssitifeil

  (Lichtern) (,es sunders,--itigen -"ZLgatl%-1)ildes

  ="Ordnet n vei -hältn'si-näl'i,# 1 kleinen Ab-

  stuftuig

  ' gen des Lichtstroms lin:,in Air im

  einpfängerseitigun Positi%-bild den hclIsten

  Stellun (Lichtern) zugeor(Inn sein. Da aber

  2111 dun 1wIleren Stellen zur Wahrnellinun,,

  eiii;jr Schwarztingsstufe viA größaurlur

  1-t (Siehe

  Tabe110), würden in (1-211 hellen StiAjull (lus

  E'nipfangsbildus weniger Abstufungen ei--

  t' 2n

  kennbar sein. Entsprechend

  ist es hei der dur Schatten dus

  N'#,#l-ativs, 'jjti (Ivi-en die sich

  großen Spannungstufell 1111 eilip-

  Positi%- Vil12 Ab-

  sttifung, in den Schatten zeigen wun lull. Bei

  der tl)ürtra"tin,# vom Nu-ativ zum PositIV

  wurden also die Schatt##ii wiedur-

  11e112ben, IU%*äiirvii,, die Lichtur iiiitvr#]r#iclt

  werden. Positiv-Negativ-Übertragung zeigt

  In Fallt

  wird die Gradat:,in 7'

  Die l-#'rfiii,itiii" b2ruht auf dur ui-stiiiali,#eii

  Erkenntnis (A.t-r oLun gL#schild(#i-Len Zusain-

  raphen- un11 fluniseh-

  mälli-en (:Thertragungen und bezweckt, durch

  eine Ausbildung uluktrischen

  Chürtragungskanals die #-orstehend ei-(«*)i-ter-

  tun Gradationsfehl##r züi bustiti-en.

  Die bei der Abtastung entstelltude l'og,-

  arithinische FolgL# von Spannung#4stufen niuM

  also zunächst linear und dann wieder in um-

  uel,zehrt-er Folge wie vorher logarithmisch ge-

  b

  macht w##r(len. Dies ergibt #lann vin## #-(")iiig(#

  Unikuhriiii- aller Spanntingsstufen sowie des

  V##rhältnissus zwischun Gradation und Span-

  Den früheren kl#Awn Span-

  nungIsstuten untsprüchen jutzt di(# großvii und

  Dell Schatten Positivs

  dert alsu nun die l#itiiii:ii Spanuungsstufen,

  Lichturit -lit Spanitungsstufen

  zugeordnet. Hierdurch wird dann ein voll-

  komnien richtiges Positivbild erzeugt. Die

  Herstellung der entgegengesetzt' logarith-

  mischen Abhän 'gigkeit kann bei der prakti-

  schen Ausführung in einer einzigen Ver-

  stärkerstufee erfolgen.

  'Wenn Photoelemente für den Zweck der

  Erfindung Verwendung finden sollten, befi

  denen der Photostrom nicht dauernd propor-

  tional dem einfallenden Lichtstrom ist, muß

  die resultitrende Verstärknerkurve in Anpas-

  sting an den Verlauf des Photostroms dieser

  gewählt werden.

  Zur Erreichung einer derartigen Umkeh-

  rung wird erfindungsgernäß eine Verstär-

  kungs- bzw. Schwächungsstufe benutzt, bei

  der sich die Verstärkung bzw. Schwächung

  init Ader zu verstärkenden Spannung ändert

  bzw. die Steilheit des V,-rstärlzer#yst.,1-ns mit

  wachsend zugeführter Spannung abnimmt.

  Es; wäre an sich prinzipiell hierfür jede

  der üblichen Röhren verwendbar, wenn man

  die Krümmung ihrer K.,-nnl.ini-e entsprechend

  ati#4iititzeli könnte. Bei den normalen Röhren

  ist aher die Krümmung der Kennlinie ent-

  w,-der nicht stark genug, so h11i den Exponen-

  t,alröhren, oder aber wenn,2ine starke Krüm-

  inung vorhanden is-t, ist die Aussteuerung

  über dieses Stück zu klein bzw. der Lauf

  der Kennlinie zu beiden Seiten der Krüm-

  niung zu stark unsymmetrisch.

  s wäre also erforderlich, Spczialrölireii

  fi . ir den angegebenen Zweck zu schaffen und

  züi verwenden, was mit beträchtlichen Ent-

  wicklungs- und Herstellungskosten verbun-

  den ist. Hier wird nun weiterhin erfindungs-

  "inäß vorgeschlagen, daß die Verstärkungs-

  bzw. Schwächungs,stufen a-,us mehreren par-

  allel geschalteten Verstärkerröhren besteht,

  von denen ein Teil eine Kennlinie mit kleiner

  Steilheit (kleine Verstärkung bzW. Schwä-

  chung), ein anderer 'feil eine Kennlinie mit

  ßer Steilheit (-roße V.,-rstärlzun- lizw.

  Schwächung) und schließlich ein Teil eine

  Kt:iinlinie init mittlerer Steilheit (mittlere

  Verstärkung bzw. Schwächung) aufweist.

  Hierbei wäre es dann noch möglich, daß der

  Teil der Röhren mit einer Kennlinic von

  mittlerer Steillieit eine große Krünimung der

  K,-rinlinie besitzt.

  Uin iiiiii den Charakter der restiltierenden

  Verstärktingskurve in weiten Grenzen nach

  Z,

  verlangten B,-dingtingqn ver,ändern zu k5ii-

  nen, ist eine Einrichtung zur wahlweisen

  Regeltin- des Verstärkungs- bzw. Schwä-

  chungsgrades der einzelnen Röhren vorge-

  selien. Auf diese Weise ist es möglich, die

  (ler Verstärktirigs- bzw. Schwächungsstufe

  zugeführte logarithmische Folge von Span-

  nungsstufen gracle in die umgekehrte log-

  aritlimisch,-- Folge #-on Spannungsstufen um-

  zuwandeln, so wie es für die Umkehrung

  notwendi 'g ist.

  Die Reglung des Verstärkungs- bzw.

  Schwächun.-.stgrades der Röhren mit verschie-

  r12ner Steilheit der Kennlinie kann auf ver-

  schiedene Weise erfolgen, z.B. durch eine

  Änderung des Anodenwiderstand,es mittels

  verst-,-llbarer Abgriffe. Weiterhin kann die

  negative Vorspannung des Gitters vc-ränder-

  lich gestaltet werden. Dies kann iür sich

  allein oder neben der Reglung des Anoden-

  widerstandes geschehen. Schließlich kann die

  Reglung auch noch durch Veränderun- der

  Scli,*rmgitt-crspannting vorgenommen werden.

  in den F, ig. i bis 3 ist die Erfindung in

  schematischer Weise erläutert, und zwar bei-

  spiel-,weise für die Bilduinkchr auf der

  Empfanuseite:

  In Fig, i# ist als Abszisse die Gitterspan-

  nun# E--, als Ordinate der Anodenstrom. Ia,

  aufgetragen. Die Kurve zeilgt, wie die Steil-

  heit des Verstärkersysttins init w . achsend zu-

  geführter Spannung abnimmt.

  In Fig. 2 stellen a die Keimlinien von Röh-

  ren mit holier Steilheit, b die Kennlinien von

  Röähren mit kleiner Steillicit tin,1 c die Kenn-

  linien von Röhrzni mit mittlerer Steilheit und

  großer Krümmung dar. Die Abszisse ist

  wieder die Gitterspannung Eg-, die Ordinate

  d-zr AnGrl#,-iistromI(i. Es ist nun durch die

  Rel-eleinrichtungen möglich, diese Kenn-

  linien nach 1),-id-en Koordinatünrichtungen zu

  ver>cllieb-,-n und so ein gegenseitigvs An-

  passen der Kennlinien li,-rI)#--iztif#ilireii, durch

  (las schließlich die -l-rfor(lerlicli-, resultier.,1#liLle

  Kennlini2 erreicht.wird.

  In FiL-1- 3 bezeichnet i die Röhre mit gro-

  ßer Steilheit d.-Ir Kennlinie, 2 die Röhre mit

  Mittlerer Steilheit der Kennlinie, 3 dic Röhre

  init kleiner Steilheit d,#r K.-milinie. Alle drei

  sind parallel geschaltet. 1111,#nodenstromkreis

  liegen die entsprechenden regell)ar(#il Anoden-

  #viclerstän(i,-4, 5 Und (-)- ini Kathodenkreis

  die, Widerständ,- 7, N 112d 9 zUr

  der n--c-ati#-1--n Vorspannting dLr Röliren mit

  (1,"ri Kondensatoren io, ii Und 12. Der

  i, der Braunschen Röhren 14

  ist übür eine Pt)tentioine-,er,2,ariclitiiii'#- (be-

  stehend aus Widerstan,' 1.# iid Battl-rie 16)

  an den Anodenkreis der Vt--rstärlz.#l-rröliren 1,

  2 und 3 angeschlossen. Di2 Schirnigitter 17

  Md, wie Üblich, an positiv,-s Potential

  ge,legt.

  Bei Ausbildung der entsprechenden Ver-

  stärkerkurven kann auch auf die charak-

  teristiselie Gradationskurve derFilineinulsion

  und auf eine mittlere RiMirencharakteristik

  Rücksicht noininen werden. Die Anord-

  nun- nach der Erfindun- erlaubt auch eine

  e#

  weitgehende Verände-run- der Spannungs-

  #tuten unter sich, um iiii voran" am negativen

  Bild die Gradation des Films mit auszu-

  1-1,#ichen.

  Els ist all sich für die A1)tastung voll spiel-

  furtigen Kinutihnen bc.iin Fernkinovorfahren

  hukarnt, K on t ra,#t t ei run,--ii f är

  !er zu üburtragellitk#n auft

  u1-1#trischein vorzunehmen, bz#i (It#iiuii

  die gerin- sind und die we-ti.i

  sich daraus ergeb- den zu geringen

  b 'n

  Unterschiede der Intensität d-es Photostroni,#

  zur Fernsenübertragung sind.

  Hierbei handelt es sich aber um ein,- ganz

  ander-2 Aufgabe als bei der Erfindung

  Die Verstärkerstufe mit den Röhren vur-

  schiedener Steilheit der I#,-eiinliiii#, kann an

  beliebiger Stelle der Sende- oder Ernpfangs-

  anlage angeordnet sein. Besonders z#vcclz-

  mäßig ist die Anordnung der Verstärkungs-

  b Z,

  bzw. Schwächungsstufe hinter der Jetztun

  I

  normalen Verstärkerstufe.

  Das Verfahren nach der Erfinduli- hat

  mannigfache Anwendungsgebiete, Das Zwi-

  - ZD

  schenfilmverfahren bei der Fernsehübertra-

  gung, wurde schon erwähnt.

  Auf dem Tonfilmgebiet ist es denkbar, die

  BeschaffenheitaufgenoliiinenerNegativedurch

  (las Verfahren der elektrischün Bildumkehr

  daraufhin zu untersuchen, ob die Herstellung

  von Positwen davon überhaupt zweckmäßig

  erscheint.

  Bei der Bildtelegraphie ist eine elektrische

  ZD

  Umkehr gleichfalls not-wendig, wenn direkt

  vom Negativ gesendtt werden soll. Besondvi:s

  ist hier an die Übermittlun g von Einzelbil-

  dern gedacht, bei denen es auf die deutliche

  Erkennbarkeit bestimmte#r Einzelheiten des

  Bildes für eine sorgfältige und ausreichende

  Beobachtung ankommt. Für solche Bild-er

  würde jede! Verzerrung der Gradation den

  ,ganzen Zweck der Übertragung hinfällig

  machen. Hierfür schafft das Verfahren nach

  der Erfindung die Gewähr unbedingter Rich-

  tigizeit der Gradation und Bildeinzelheiten.

  Derarti-e Bildübertra-un-en werden

  gebenenfalls beim Photographieren vom

  Flugzeu- aus- mit dralitioser Weitersendun-

  der Negative für Zwecke der Geländeaus-

  wertung in kartographischer Hinsicht vorge-

  z# zn

  nominen. Ferner ist besmiders für Luftfahrt

  und Schiffahrt die feriisehmäßi,-e übertra-

  gung von Standortsangaberl, Wetterkarten,

  Wegrouten, Befehlsplänen iLi. dgl. denkbar -, wo

  die richtige Urnkehrung der Ausgangsbilder

  eine wesentliche Rolle spielte

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur tonwertrichtig en eiel,- triSchun Übertra-un- von Bildern, bei #> b L'tiil-z#!lir von lie,#lIati#-en iii 1)(j>i- 1--r vun poSitiv,#n in "!afliii-cii (1a11) die v,)ii (I:ni Sundebild al)#gl-leitutun, in L-iiici- Al)li«-Iiii--i-I#eit von der Z:, lb Scilwärzung des SendebildeS >-LcliL#iiilv#i Photozellenspannungen auf eicktris,#lwin WegL in eine ent-v-unguSetzt lo-arith- I b Z5 b mische Abhängigkeit -ebracht wcr(Icii, so #-lafli auf rler Empfangssuite ein in #eilleil 1-11-Ili"",lzeit-#sttifen richtiges Bild untstelit. 2 erfahren nach Anspruch i, (ladtircii kunnzt-ichnet daß eine in Abhängigkeit %-Liii du-r zu verstärkenden Spannung wirk- saine V.urstärkungs- bzw. Schwächungs- ,tuie benutzt wird, di-'- aus inehrL#ren parallel -,#,-selialtvten Verstärkerr(-)hren be- steht, voll denen ein Teil eine Kennlinie von kleiner Ste - ilheit (geringe #-erstär- x#III1U bzw. Schwächung), #":iii anden#l-Tell eine l##-eniiliiii2 voll hoher Steilhelt (große \-L#-s'Lärl,zun- bzw. und schließlich ein Teil eine Kennlilile VOll mittlerer Steilheit (mittlere Verstärkung bzw. Schwächung) aufweist. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gl--kennzeichnet, daß der Teil der Rölireii mit-einer Kennlinie mittlerer Steillieit eine große k-rüml-niiii- der Kennliiiie 1. z# besitzt. 4. Verfahren nach Anspruch2 1-",(1 3, dadurch gekennzeichnet, daß die resilltie- rende K--ennlinie der -#'erstärlz#,#r-#tufu init Röhren verschiedener Steilhult durch wahlweise Regelung des bzw. Schwächungsgrades der einzeInun Röhren, Änderung des des und Änd--rung einer nung, erzielt wird. 23 Zur Ab-renzung des stande-, vom Stand der Tccliii-*k Ertviltin-#gsverfahren fol ,e nilt - in Betracht gezogen worfluv: rIL#utsche. Patentschrift .1(;(-> 712: britische Patentschriftun 417 ) 1 2, 42o o65, 435 639; ()st"rr-cichiseli-ePateiit";elirift. . 1-12 477; ,Fei-iisLlieii und Tonfiliii#, 1930, S. Fischer und Lichte, Tonfilm, 1931, S- 93/91 und ioo.