NO149980B - Terskelvelgekrets - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en terskelvelgekrets for en behandlingsenhet for behandling av videosignaler fra en vinkel-f ølgeinnretning.

Bare videosignaler som overskrider en gitt terskelverdi fra en terskelvelgekrets velges for behandling i behandlingsenheten. Optimalt resultat oppnås da hvis terskel, nivået innstilles nært over svartnviået i videosignalene som tilføres.

En slik terskelvelgekrets er vanlig kjent og kan i mange tilfelle bestå av en manuelt innstillbar spenningsdeler. Videre kan den omfatte en manuelt styrt trinnvelger for å

velge terskelverdien fra et antall forskjellige spenningsnivåer.

En ulempe ved en slik terskelvelgekrets er at terskelvalget skjer manuelt, hvilket vanskeliggjør oppnåelse av optimalt resultat. Denne ulempe er særlig følbar når det opptrer skarpe sprang i det midlere styrkenivå av videosignaler'

som krever hurtig justering av terskelnivået.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveie-bringe en terskelvelgekrets av den innledningsvis nevnte art som eliminerer denne ulempe.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at en terskelvelgekrets av den innledningsvis nevnte art er forsynt med et antall videointegratorer, som blir matet med videosignaler og som hver er aktive over et respektivt terskelnivå, idet terskelnivåene reduseres sekvensmessig i størrelse mellom integratorne, og med et veienettverk forbundet med videointegratoren for valg og tilordning for behandlingsenheten av terskelen til videointegratoren, til hvilken utgangssignalet ikke overskrider en fast andel av utgangssignalet fra videointegratoren som arbeider med neste lavere terskelnivå.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-13.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene.

Fig. 1A-1D viser skjematisk fire fjernsynsbilder

fra standardiserte videosignaler av ett og samme objekt, men under anvendelse av forskjellige økende terskelverdier.

Fig. 2 viser et blokkskjema for et utførelseseksempel på en terskelvelgekrets ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et fjernsynsbilde sammensatt av kvantiserte videosignaler med kontrastgradasjon. Fig. 4 viser et koplingsskjema for en krets som an-vender standardiserte videosignaler fra en terskelvelgekrets, og frembringer styresignaler for å oppnå kvantiserte videosignaler for bildet på fig. 3. Fig. 1A-1D viser fire fjernsynsbilder fra standardiserte videosignaler av et fly i luften. Disse bilder skiller seg fra hverandre ved anvendelse av forskjellig terskelverdi for hvert bilde ved kvantisering av videosignalene. I en foretrukket utførelsesform av terskelvelgekretsen opprettholdes en konstant forskjellsfaktor mellom etter hverandre følgende terskelverdier. Det skal videre bemerkes at i foreliggende be-skrivelse anses et videosignal sterkere når det stammer fra en mørkere del av objektbildet. Da sterke videosignaler be-virker at tilhørende bildelinjesegmenter lyser opp, frembringes i virkeligheten et negativt bilde. Da mørke linjer anvendes for å vise bildelinjesegmenter på fig. 1A-1D på bildeskjermen, oppnås likevel at mørke partier på fjernsynsskjermen tilsvarer mørke partier i objektbildet. Et svakt videosignal som stammer fra et lyst parti i objektbildet, elimineres bare hvis amplituden av dette videosignal ligger under det valgte terskelnivå. F.eks. på fig. IA hvor det anvendes et lavt terskelnivå V^,

vil bare svake videosignaler fra meget lyse partier på himmelen over den diagonale konturlinje bli undertrykket. De resterende videosignaler tilføres i standardisert form til bildeskjermen. På fig. IA er det lite som gir inntrykk av et fly. Selv i punktet P nær midten av konturlinjen kan man skimte noe som senere vil vise seg å være halen på flyet. Derfor er et slikt bilde ikke egnet for å gi informasjon om dimensjoner og form av flyet.

På fig. IB hvor det anvendes et høyere terskelnivå Vg er videosignalenes styrke over det valgte terskelnivå. Foruten de lyse partier på fig. IA mangler bildet på fig. IB noe mindre lyse partier på objektbildet slik som skyer under konturlinjen på fig. IA. Bare nederst og til høyre på bildeskjermen er det fremdeles to mørke skyformasjoner Q og R. Formen av flyet kommer tydeligere frem og i tillegg til halen

P trer også høyre vinge S og den bakre haleflate T av flyet frem. Den andre side av flyet er imidlertid skjult av skyen

R.

På fig. 1C hvor det anvendes et enda høyere terskelnivå Vc er skybankene Q og R fullstendig borte, men dermed også de lysere partier av flyet slik at hoveddelen av halen og den bakre del av kroppen ikke lenger er synlig på skjermen.

På fig. ID anvendes et enda høyere terskelnivå F^ hvor bare de mørkeste partier av flyet er synlig. De resterende videosignaler fra flyet er eliminert som følge av manglende styrke.

Ved følgning av et fly med et fjernsynskamera for-søker man å holde flybildet i sentrum av skjermen så godt som mulig. Ved skyfri himmel er ikke terskelvalget så kritisk. Antallet videosignaler som er nødvendig for å oppnå et bilde

på skjermen er derfor upåvirket og sentrum av flyet forblir uendret på bildeskjermen.

Når et fly flyr i skyer opptrer en endret situasjon. Et riktig terskelvalg muliggjør å anvende det størst mulige antall videosignaler fra flyet med et minst mulig antall videosignaler fra skyene for å bestemme sentrum av flyet på bildeskjermen. En forklaring av problemet når det gjelder å finne et egnet terskelnivå såvel som løsningen skal angis nedenfor.

Som allerede nevnt er terskelnivået V a som resulterer i bildet på fig. IA mindre egnet for å oppnå informasjon om et objekt eller et fly på skjermen. Terskelnivåene Vg,V^ og Vj-, som gir bildene på fig. 1B,1C resp. ID, er bedre egnet for dette formål, idet terskelnivået V^ er noe å foretrekke fremfor de andre.

Det er også en hensikt med oppfinnelsen å tilveie-bringe en krets som muliggjør valg av det best egnede terskelnivå for optimal behandling av videosignalene fra et fjernsynskamera .

Prinsippet som danner grunnlag for en slik krets skal nedenfor beskrives under henvisning til fig. 1A-1D. Fjernsynsbildene som oppnås med terskelverdiene V^ - V^ anvendes for å danne et område for det gjengitte bilde, det såkalte videoareal. Det er da imidlertid mulig å sammenligne verdien av hvert videosignalareal med en fast andel av det tilgrensende videoareal som frembringes av det nest laveste terskelnivå.

For et foretrukket utførelseseksempel har den fastlagte andel en verdi på §. Som terskelverdi for en behandlingsenhet som er forbundet med den ovenfor nevnte krets, gjelder den høyeste terskelverdi et videoareal som ikke overskrider den fastlagte andel av videoarealet for det laveste terskelnivå som er valgt og antatt som sådant.

Det antas at forholdet mellom videoarealet for bildet på fig. ID og videoarealene for bildene på fig. 1A-1C forholder seg som 32: 12: 5: 3. Videoarealet for bildet på fig. ID er da større enn halvparten av videoarealet for bildet på fig. 1C. Det sistnevnte videoareal er mindre enn halvparten av videoarealet for bildet på fig. IB. Derfor må terskelnivået V^ velges og tilordnes en behandlingsenhet som er forbundet med terskelvelgekretsen. Et slikt valg skal fortrinnsvis foretas så ofte som mulig.

En terskelvelgekrets som er basert på ovenfor nevnte prinsipp er vist på fig. 2. Denne terskelvelgekrets omfatter et antall N videointegratorer 1.1 - l.N som mottar videosignaler via inngangene 2.1 - 2.N. På en andre inngang i hver videointegrator 2.i,hvor i er 1,...,N, mottas også terskelverdien V^. Disse terskelverdier V-^ - V^ kan utledes fra en spenningsdeler 3 i form av motstander R - R^. Verdiene av motstandene - R^ er valgt slik at de leverer de ønskede terskelnivåer V^ - V^.

Ved en foretrukket utførelse av terskelvelgekretsen omfatter videointegratoren l.i en kombinasjon av en sammenligningskrets 4.i og forbundet med denne en integrator 5.i. I sammenligningskretsen 4.i sammenlignes de tilførte videosignaler med den tilsvarende terskelverdi V^. I tilfelle video-signalet overskrider terskelverdien, en såkalt standardpuls som er standardisert.i amplitude, leveres til integratoren 5-i. Avleveringen av slike standardpulser til integratoren 5«i resulterer i en utgangsspenning som er et mål for størrelsen av videoarealet som bestemmes av standardpulsene. Utgangssignalene fra hver av videointegratorene tilføres deretter et veienettverk 6 som velger videointegratoren som. arbeider med det høyest mulige terskelnivå, hvor utgangsspenningen som representerer videoarealet ikke overskrider en fastlagt andel (halvparten i dette tilfellet) av utgangsspenningen fra videointegratoren som arbeider med det nest laveste terskelnivå.

Ved den foretrukne utførelse omfatter veienettverket 6 et antall spenningsdelere 7.2 - 7.N, et antall sammenligningskretser 8.1 - 8.N-1 og en prioritetvelgekrets 9. Sammenligningskretsen 8.k hvor k=l,...,N-l, mottar både utgangssignalet fra den tilhørende videointegrator l.k og den ovenfor nevnte fastlagte andel av utgangsspenningen fra integratoren l.k+1, som leveres fra spenningsdeleren 7.k+l.

Ved den foretrukne utførelse av terskelvelgekretsen 'er de to motstander i spenningsdeleren 7.k+l av samme verdi.

Utgangsspenningen fra videointegratoren l.k og den uttatte spenning fra spenningsdeleren 7«k+l tilføres sammenligningskretsen 8.k som leverer et logisk riktig signal bare hvis utgangsspenningen fra videointegratoren l.k ikke overskrider den uttatte spenning fra spenningsdeleren 7.k+l. Da bare N-l spenningssammenligninger kan foretas, er antallet sammenligningskretser lik N-l.

Prioritetsvelgekretsen 9 som er forbundet med sammenligningskretsene 8.1-8.N-l, gransker de logiske utgangs-signaler fra sammenligningskretsene i tur og orden begynnende med utgangsspenningen fra sammenligningskretsen 8.1.

En foretrukket utførelse av en slik prioritetsvelge-krets 9 oppnås ved hjelp av logiske lagringselementer 10.1-10.N-l som f.eks. flip-flop-kretser. Prioritetsvelgekretsen 9 inneholder et antall utganger Sannhetstabellen for utgangen er gitt ved det bolske logiske uttrykk:

hvor D. og D representerer utgangssignalene fra sammenligningskretsene 8.k og 8.x. Prioritetsvelgekretsen 9 muliggjør valg av videointegrator med den høyest mulige terskelverdi av. hvilke videointegratorer utgangsspenningen ikke overskrider den fastlagte andel av utgangsspenningen fra den nest høyeste videointegrator som arbeider med den nest laveste terskelverdi. Det tilhørende terskelnivå er da også valgt slik at videosignalene behandles under en etterfølgende periode T. Videre startes et nytt valg for å oppnå en ny terskelverdi for den etterfølgende periode T. Denne periode kan f.eks. omfatte en fullstendig bildeperiode, dvs. varigheten av et enKelt fjernsynsbilde .

Denne foretrukne utførelse har ingen ekstra sammenligningskrets for å behandle videosignalene som overskrider det valgte terskelnivå slik som sammenligningskretsen i videointegratoren, blant hvilke terskelnivåer er også det valgte nivå som allerede leverer de ønskede standardiserte videosignaler. En fordelaktig utførelse av en terskelvelgekrets oppnås derfor hvis kretsen er forsynt med et antall portkretser 11.1-11.N-l og en ELLER-portkrets 12 som er forbundet med disse portkretser. Portkretsehe 11.1 - 11.N-l tilføres utgangssignalene fra de tilhørende samrnenligningskretsér 4.1-4.N-l. Ved å styre hver portkrets 11.k med det tilsvarende utgangssignal Q, fra prioritetsvelgekretsen 9, vil bare de standardiserte videosignaler fra sammenligningskretsen i den valgte videointegrator opptre på utgangen av ELLER-portkretsen 12.

I stedet for spenningsdeleren 3 som kan levere et stort antall terskelnivåer fra lavt til høyt, er det også mulig å anvende en spenningsdeler for et begrenset spenningsområde innenfor hvilket terskelverdien som velges kan ventes avgitt.

Por å oppnå en slik konstruksjon av en spenningsdeler 3, kan det anvendes en toppverdidetektor 13 og en middelverdidetektor 14. Toppverdidetektoren 13 detekterer toppverdier av videosignalene som leveres i løpet av en periode T og ved slutten av denne periode leveres en spenning V^ som representerer toppverdien for anvendelse i en emitterfølger 15. På den annen side vil middelverdidetektoren 14 detektere middelverdien av de mottatte videosignaler og ved slutten av perioden T avgi en spenning Vg som representerer middelverdien for anvendelse i en emitterfølger 16. Utgangssignalene fra emitterfølgerne 15 og 16 er forbundet med spenningsdeleren 3 som påtrykkes spennings-differensen V^-Vg.

Det er fordelaktig å innføre en motstand R mellom emitterfølgeren 16 og motstanden R^ i spenningsdeleren 3. Motstanden R skal være større enn hver av motstandene R,-R., i

^ IN

spenningsdeleren 3. Dette vil hindre at det ved hurtig endringer av styrken av signalet, opptrer større grad av støy-signaler, forvirringssignaler og andre svake videosignaler enn de som vanlig bidrar til videoarealene som bestemmes av videointegratoren, fordi terskelnivået i videointegratorene ikke vil variere samtidig med endringen av styrken. I et slikt tilfelle kan terskelvalget svelges med det resultat at f.eks. sentreringen av fjernsynsbildet blir uriktig.

Anvendelse av en såkalt spenningskombinasjonskrets

17 gjør det mulig å utlede et styresignal C med lysstyrkedata for fjernsynsbildet fra standardiserte videosignaler som opptrer samtidig på utgangen av flere videointegratorer. Slike styresignaler kan anvendes for å frembringe et digitalisert video-bilde som vist på fig. 3- I stedet for kretsene hvor summen eller annen kombinasjon av samtidig opptredende standardiserte videosignaler fra flere videointegratorer danner et styresignal som bestemmer gjengivelsens lysstyrke, finnes det også kretser av en type som gjør amplituden av utgangssignalet avhengig av det standardiserte videosignal fra det høyest mulige terskelnivå, dvs. fra videointegratoren med den lavest mulige indeks.

Et eksmpel på den sistnevnte krets er vist på fig.-4. Denne krets omfatter et første antall dioder 17.1-17.N og et andre antall dioder 18.1-18.N hvis anoder i de to antall og med samme indeks er forbundet med hverandre.

Katodene i diodene 17.1-17.N er hver for seg forbundet med en forspenning Pj-P^ hvor P_L>P2> ... >PN, mens katoden i diodene 18.1-18.N er forbundet.med hverandre og forspent via en motstand R med en spenning Pq hvor Pq<P^. Lederne mellom anoden i to dioder med samme indeks 17.i, l8.i er forbundet med utgangen i sammenligningskretsen med tilsvarende indeks 4.i. Den felles katodeleder C for diodene 18.1-18.N påtrykkes en spenning som utledes fra forspenningen hvor indeksen tilsvarer indeksen for det høyest mulige terskelnivå som fremdeles leverer et standardisert videosignal.

Claims (13)

1. Terskelvelgekrets for en behandlingsenhet for behandling av videosignaler tilveiebrakt fra en vinkelfølgeinnretning, karakterisert ved at terskelvalgkretsen er forsynt med et antall N videointegratorer (1.1-l.N) som blir matet med videosignaler og som hver er aktive over respektivt terskelnivå, idet•terskelnivåene sekvensmessig reduseres i stør-relse mellom integratorne (1.1-l.N) og med et veienettverk (6) forbundet med videointegratorne (1.1-l.N) for valg og tilordning for behandlingsenheten av terskelen til videointegratoren, til hvilken utgangssignalet ikke overskrider en fast andel av utgangssignalet fra- videointegratoren som arbeider med neste lavere terskelnivå.

2. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved at veiekretsen har N-l sammenligningskretser som er forbundet direkte med de første N-l videointegratorer og mates med den fastlagte andel av utgangssignalet fra videointegratoren med neste høyere nummer, og med en prioritetsvalgkrets forbundet med sammenligningskretsen, for valg av sammenligningskretsen med lavest nummer, idet utgangssignalet fra den relevante videointegratoren ikke overskrider den fastlagte andel av utgangssignalet som også tilføres sammenligningskretsen.

3. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved at hver videointegrator er utstyrt med en sammenligningskrets som tilføres videosignalene og som er aktiv over det relevante terskelnivå, og at sammenligningskretsen er forbundet med integratoren.

4. Enhet for behandling av videosignaler fra en vinkel-følgeinnretning med en terskelvelgekrets ifølge krav 3, karakterisert ved at behandlingsenheten er forsynt med N-l portkretser som hver er forbundet med de første N-l sammenligningskretser og styres av veiekretsen som aktiverer portkretsen som er forbundet med videointegratoren med valgt og godkjent terskelnivå.

5. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved at terskelvelgekretsen innbefatter en spenningsdeler som ligger mellom to potensialer, for utledning av terskelverdiene .

6. Krets ifølge krav 5, karakterisert ved at terskelvelgekretsen innbefatter en toppverdidetektor som tilføres videosignaler for generering av det største av de to potensialer.

7. Krets ifølge krav 5, karakterisert ved at terskelvelgekretsen innbefatter en middelverdidetektor som tilfører videosignalene, for frembringelse av det minste av de to potensialer.

8. Krets ifølge krav 7, hvor middelverdidetektoren arbeider som et integreringsnettverk, karakterisert ved at terskelvelgekretsen innbefatter en gradientstyreinn-retning for trinnvis å tilpasse videosignalene som tilføres middelverdidetektoren til videoportstørrelse.

9. Krets ifølge krav 5, karakterisert ved at spenningsdeleren innbefatter et antall like motstander.

10. Krets ifølge krav 9, karakterisert ved at spenningsdeleren innbefatter en motstand som er forbundet med det minste av de potensialer, og som er større enn de andre motstander.

11. Enhet for behandling av videosignaler fra en vinkel-følgeinnretning, med en terskelverdikrets ifølge krav 1, karakterisert ved at sammenligningsenheten er forsynt med en sammenligningskrets som er forbundet med veienettverket for sammenligning av videosignalene med terskelen valgt og tilordnet av veienettverket.

12. Enhet for behandling av videosignaler fra en vinkel-følgeinnretning innbefattende en terskelvelgekrets ifølge krav 1,karakterisert ved at behandlingsenheten er forsynt med en sentroidmålekrets som er aktiv over terskelnivået for behandlingsenheten.

13. Videomonitor for behandling av videosignaler fra en vinkelfølgeinnretning med en terskelvelgekrets ifølge krav 3,karakterisert ved at lysstyrekretsen i videomonitoren omfatter en spenningskombinasjonskrets som er forbudnet med sammenligningskretsen i videointegratorne.