-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Abbildungssysteme. Im einzelnen betrifft
die vorliegende Erfindung Systeme zur Korrektur von Bild-Ungleichförmigkeiten
in Bildern, die von Fokalebenenanordnungen von Infrarot-Abbildungssystemen
erhalten werden.
-
Beschreibung
des zugehörigen
Standes der Technik
-
Infrarot-Abbildungssysteme
werden in einer Vielfalt von anspruchsvollen Anwendungen verwendet,
welche von Nachtsichtsystemen zu Zielerfassungssystemen reichen.
Solche Anwendungen erfordern oft eine sehr detaillierte und genaue
Information.
-
Infrarot-Abbildungssysteme
enthalten Fokalebenenanordnungen zur Erfassung thermischer Energie,
sowie elektronische Einrichtungen zur Verarbeitung der resultierenden
thermischen Muster. Fokalebenenanordnungen enthalten typischerweise tausende
von Infrarot-Photonendetektoren. Nicht sämtliche Detektoren haben dieselbe
Empfindlichkeit gegenüber
der einfallenden thermischen Energie. Dies hat zum Ergebnis, daß ein unkompensiertes Bild
von einer Fokalebenenanordnung ein festes Störungsmuster aufweist, welches
sich als Unterschiede der Pixelintensität manifestiert, selbst wenn
eine gleichförmige
Szenerie betrachtet wird.
-
Eine
Vielfalt von Systemen und Verfahren zur Korrektur von Ungleichförmigkeiten
in Bildern von Fokalebenenanordnungen einschließlich Korrektursystemen auf
Quellenbasis und Szeneriebasis, existiert bereits. Systeme auf Quellenbasis
bringen statische Korrektureffizienten auf Detektorsignale zur Einwirkung.
Die Koeffizienten wer den in einem Kalibrierungsprozeß oder Eichprozeß bestimmt,
bei welchem die Fokalebenenanordnung unterschiedlichen einfallenden
Strahlungsflußniveaus
ausgesetzt wird. Aufgrund von Nichtlinearitäten im Ansprechen der Detektoren
treten jedoch Störungen
mit festem Muster auf, wenn die Fokalebenenanordnung Strahlungsflußpegeln
ausgesetzt wird, die von denjenigen verschieden sind, die bei dem
Kalibrierungsprozeß verwendet
wurden. Zusätzliche
Störungen
mit festem Muster resultieren auf einem Alterungsprozeß der Detektoren
und Änderungen
in der Betriebsumgebung der Fokalebenenanordnung.
-
Zur
Verminderung solcher Störung
mit festem Muster wurden sich anpassende, auf der Szenerie basierende
Ungleichförmigkeits-Korrektursysteme
entwickelt. Diese Systeme aktualisieren fortwährend Korrekturkoeffizienten,
wie dies durch sich ändernde
Bedingungen erforderlich ist. Solche auf der Szenerie basierende
Systeme verwenden Information von der Szenerie, welche abgebildet
wird, um die Korrekturkoeffizienten zu bestimmen. Koeffizienten erster
Ordnung, welche durch Eichung auf Quellenbasis ermittelt werden,
werden oft zusätzlich
zu Koeffizienten zweiter Ordnung verwendet, die auf Szeneriebasis
beruhen.
-
Systeme
auf Szeneriebasis erfordern typischerweise eine Bewegung in Sichtlinienrichtung,
um eine Störung
mit festem Muster von Details der abzubildenden Szenerie zu unterscheiden.
Da eine Störung
mit festem Muster am selben Ort bleibt, wenn sich die Szenerie bewegt,
ist die Störung
von sich bewegenden Details der Szenerie unterscheidbar. Wenn eine
Bewegung in Sichtlinienrichtung nicht vorhanden ist, kann ein System
auf Szeneriebasis Szeneriedetails mit Störungen mit festem Muster verwechseln,
was in einer Bildverschlechterung resultiert. Dies begrenzt die
Anwendbarkeit von solchen Systemen auf Szeneriebasis auf Anwendungsfälle, in denen
sich die Szenerie stets bewegt, beispielsweise Anwendungen in mit
hoher Geschwindigkeit fliegenden Raketen und Flugzeugen.
-
Um
diese charakteristischen Beschränkungen
bei frühen,
auf der Szenerie basierenden Ungleichförmigkeitskorrekturprozessen
zu überwinden, wurden
Lösungen
ent wickelt, welche eine ausreichende Szeneriebewegung sicherstellten.
Hierzu sei als Beispiel die europäische Patentanmeldung
EP 0600742 A1 genannt.
Die Lösungen
enthalten die Verwendung von komplizierten Elektronikschaltungen
und Steuerschaltungen zur Erzeugung der Szeneriebewegung durch Bewegen
des Bildes der Szenerie relativ zu der Fokalebenenanordnung oder durch
Dithern der Fokusierungsoptik. Es sind zusätzliche Schaltkreise für die Kompensierung
im resultierenden Bild für
die eingeführte
Szeneriebewegung notwendig. Eine solche Kompensation ist schwierig und
kann in bildlichen Artefakten resultieren, wenn bestimmte Szenendetails
sich relativ zur Szene selbst bewegen. Derartige Systeme sind teuer
und es existieren Zuverlässigkeitsprobleme
aufgrund von zusätzlichen
bewegenden Teilen.
-
Es
besteht somit ein Bedarf im Stande der Technik an einem kosteneffektiven,
zuverlässigen, auf
der Szenerie basierenden Ungleichförmigkeitskorrektursystem, welches
nicht Details der Szenerie verschlechtert, wenn die Szenerie stillstehend
ist. Es besteht weiterhin Bedarf an einem System, welches kontinuierlich
Ungleichförmigkeiten
der Fokalebenenanordnung entsprechend den Erfordernissen durch Änderung
der Bedingungen korrigiert.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Diesen
Bedarf im Stande der Technik befriedigt die vorliegende Erfindung,
welche einen Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor
zur Korrektur von Information schafft, welche von einer Szenerie über eine
Fokalebenenanordnung von Energiedetektoren empfangen wird, wobei
die Ungleichförmigkeit aus
einer Störung
der Fokalebenenanordnung mit festem Muster resultiert. Der Prozessor
enthält
folgendes:
einen Ungleichförmigkeitskorrekturmechanismus
mit einer szenenabhängigen
Ungleichförmigkeitskorrekturprozessoreinrichtung
zur Erzeugung von gegenwärtigen
Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücken, sowie
Mittel zum Anwenden der Ausdrücke
auf die Information, welche von der Szenerie her empfangen wird.
Der Prozessor ist gekennzeichnet durch
einen Bewegungsdetektierungsmechanismus
mit mindestens einem eine Szenenbewegung aufnehmenden Detektor und
einem Außenbewegungssignalgenerator
zur Feststellung, wenn sich die Szenerie bewegt und zur Lieferung
eines Bewegungssignales in Abhängigkeit
hiervon; und
einen Auslösemechanismus
zur selektiven Wirksamschaltung der szenenabhängigen Ungleichförmigkeitskorrekturprozessoreinrichtung,
wenn das Bewegungssignal anzeigt, daß sich die Szenerie bewegt.
-
In
einer beispielsweisen Ausführungsform
ist der erfindungsgemäße Prozessor
zur Verwendung mit einer zweidimensional blickenden Fokalebenenanordnung
von Detektoren ausgebildet und enthält eine auf der Szenerie basierende
Ungleichförmigkeitskorrekturschaltung
zur Erzeugung von gegenwärtigen,
auf der Szenerie basierenden Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücken und
zur Anwendung der Ausdrücke
auf Information, die von der Szenerie über die Fokalebenenanordnung
von Detektoren empfangen wurde. Ein Auslöseschaltkreis schaltet selektiv
die auf der Szenerie basierende Ungleichförmigkeitskorrekturschaltung
wirksam, um die gegenwärtigen,
auf der Szenerie basierenden Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücke in Abhängigkeit
von einem Bewegungssignal von einem Bewegungsdetektor zu aktualisieren.
Durch Verwendung der natürlichen
Szenenbewegung zum Auslösen
des Ungleichförmigkeitskorrektur-Aktualisierungsprozesses
werden Beschränkungen
von früheren
Ungleichförmigkeitskorrektursystemen
vermieden.
-
In
einer besonderen Ausführungsform
enthält
die Schaltung zur Ungleichförmigkeitskorrektur auf
Szeneriebasis weiter eine Filterschaltung zur Erzeugung von Zwischen-Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücken auf
Szeneriebasis in Abhängigkeit
von der Information der Szenerie. Die Zwischen-Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücke auf
Szeneriebasis sind dynamische Ausdrücke zweiter Ordnung, welche
die Änderung
von Szeneriebedingungen in Rechnung stellen.
-
In
der beispielsweisen Ausführungsform
enthält
die Schaltung zur Ungleichförmigkeitskorrektur auf
Szeneriebasis weiter eine Aktualisierungsschaltung zur Lieferung
und zur Speicherung der gegenwärtigen
Korrekturausdrücke.
Die gegenwärtigen Korrekturausdrücke werden
aus einer Kombination der Zwischen-Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücke auf
Szeneriebasis und der zuvor existierenden Korrekturausdrücke gewonnen,
welche in dem Speicher der Aktualisierungsschaltung gespeichert
wurden.
-
Der
Bewegungsdetektor enthält
eine Schaltung für
ein Eingangssignal entsprechend einer äußeren Bewegung und für eine Erfassung
einer Bewegung der Szenerie. Der Ausgang der Bewegungsdetektorschaltung
ist mit einem Eingang eines ODER-Gatters
verbunden, der als zweites Eingangssignal das Eingangssignal entsprechend
der äußeren Bewegung
erhält.
Der Ausgang des ODER-Gatters entspricht dem Bewegungssignal und
bildet einen Eingang zu der Auslöseschaltung.
Die Szenerie-Bewegungserfassungsschaltung enthält eine Schaltung zur Prüfung von
Pixeln und zum Zählen der
Anzahl von Pixel, welche von einem vorbestimmten Pixelwert um einen
vorbestimmten Schwellwert abweichen. Der zuvor bestimmte Pixelwert
ist der durchschnittliche Pixelwert eines bestimmten Pixels, welches
untersucht wird, in einer vorbestimmten Anzahl von Bilddatensätzen oder
Bildsätzen.
-
Die
Auslöseschaltung
enthält
ein Durchlaßgatter,
das das Bewegungssignal und die Zwischen-Korrekturausdrücke als
Eingänge
hat. Der Ausgang der Auslöseschaltung
ist mit der Aktualisierungsschaltung verbunden, welche gegenwärtige Korrekturausdrücke aus
den Zwischen-Korrekturausdrücken
auf Szeneriebasis und den zuvor existierenden Korrekturausdrücken errechnet,
wenn der Ausgang des Durchlaßgatters
durch das Bewegungssignal aktiviert wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein schematischer Schaltplan eines Abbildungssystemes, welches gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und einen Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor
auf Szeneriebasis aufweist.
-
2 ist
ein schematisches Schaltbild des Ungleichförmigkeitskorrekturprozessors
auf Szeneriebasis gemäß 1,
welcher einen Szeneriebewegungsdetektor enthält.
-
3 ist
ein schematisches Schaltbild des Szenerie-Bewegungsdetektors von 2.
-
BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Während die
vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf beispielsweise Ausführungsformen
für bestimmte
Anwendungen beschrieben ist, versteht es sich, daß die Erfindung
hierauf nicht beschränkt
ist. Fachleute auf diesem Gebiet, welche Zugang zu den hier gelehrten
Maßnahmen
haben, erkennen zusätzliche
Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen innerhalb des
Gedankens der Erfindung, sowie zusätzliche Gebiete, in denen die
vorliegende Erfindung von bedeutendem Nutzen ist.
-
1 ist
eine Schemaskizze eines Abbildungssystems, welches entsprechend
der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und einen Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor
auf Szeneriebasis aufweist. Das Abbildungssystem 10 enthält eine Fokalebenenanordnung 14 aus
Photonendetektoren, welche eintreffende Signale 16 elektromagnetischer Energie
detektieren und diese Signale 16 in einen ersten elektronischen
Videodatenstrom 18 umformen. Die Videodaten von dem ersten
Videodatenstrom 18 werden dann durch einen Vorderseiten-Signalprozessor 20 verarbeitet.
Der Prozessor 20 bringt dann "globale" Versatzwerte und/oder Empfindlichkeitswerte
auf die Videodaten zur Anwendung, wobei diese Werte identisch für sämtliche
Detektoren (nicht dargestellt) in der Fokalebenenanordnung 14 sind. Ein
verarbeiteter Videodatenstrom 22 wird von dem Prozessor 20 ausgegeben
und bildet den Eingang zu einem Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24.
-
Der
Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24 führt die
Korrekturverarbeitung an Informationen aus, die in dem verarbeiteten
Videodatenstrom 22 enthalten sind. Die von dem Prozessor 24 ausgeführte Korrekturverarbeitung
trägt den
unterschiedlichen Ansprechcharakteristiken Rechnung, welche den einzelnen
Detektoren in der Fokalebenenanordnung 14 zu eigen sind.
Individuelle Offsetkorrekturausdrücke und Empfindlichkeitskorrekturausdrücke können auf
jedes Pixel (nicht dargestellt) zur Anwendung gebracht werden, um
das Detektoransprechen zu vergleichförmigen.
-
Ein
korrigierter Videodatenstrom 26, welcher von dem Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24 ausgegeben
wird, bildet den Eingang zu einem Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor
(SBNUC) 30 auf Szeneriebasis und einem rückwärtigen Signalprozessor 28.
Der rückwärtige Prozessor 28 führt eine endgültige Signalverarbeitung
durch, bevor die Videodaten, die in dem korrigierten Videodatenstrom 26 enthalten
sind, dargestellt werden. Für
die Erläuterungszwecke
wird ein Ausgang 29 von dem rückwärtigen Signalprozessor in eine
Video-Anzeigeeinrichtung 31 eingegeben, wo die Videodaten,
welche der elektromagnetischen Energie 16 entsprechen,
dargestellt werden.
-
Der
Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24 benützt vorbestimmte
statische Korrekturausdrücke 36,
welche in einer Speicherschaltung 34 gespeichert sind.
Die statischen Korrekturausdrücke
bezwecken, Ungleichförmigkeiten
erster Ordnung zu eliminieren, und werden in einem im Stande der Technik
bekannten Eichprozeß bestimmt,
welcher die Detektorempfindlichkeiten vergleichmäßigt, wenn die Fokalebenenanordnung 14 einer
elektromagnetischen Energie 16 ausgesetzt ist, welche einen gleichförmigen Strahlungseinstrom
hat.
-
Der
Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 30 auf
Szeneriebasis empfängt
den korrigierten Datenstrom 26 und liefert gegenwärtige Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücke 32 auf
Szeneriebasis an den Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24.
Die gegenwärtigen
Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücke 32 auf
Szeneriebasis werden nur aktualisiert, wenn die Szenerie (nicht
dargestellt) entsprechend der elektromagnetischen Energie 16 sich
bewegt. Ein Szeneriebewegungsdetektor (nicht dargestellt) und ein Steuersignal
entsprechend der äußeren Bewegung
(nicht gezeigt) dienen zur Aktivierung der dynamischen Wirkungsweise
des Ungleichförmigkeitsprozessors 30 auf
Szeneriebasis, wenn sich die Szenerie bewegt. Dies hindert den Prozessor 30 daran,
die Merkmale der Szenerie oder Details zu verschlechtern, wenn die
Szenerie sich nicht bewegt, wie dies bei herkömmlichen Ungleichförmigkeitskorrekturschaltungen
auf Szeneriebasis geschieht. Dies erhöht auch die Anwendbarkeit des
Systems 10 auf Anwendungsfälle, welche stationäre Szenerien
beinhalten, beispielsweise taktische Fahrzeug-Abbildungssysteme.
-
Die
gegenwärtigen
Ungleichförmigkeitskorrekturausdrücke 32 auf
Szeneriebasis werden in nahezu Echtzeit durch den Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 30 auf
Szeneriebasis in Abhängigkeit von
einer sich ändernden
Szenenumgebung aktualisiert, wie sie über den korrigierten Videodatenstrom 26 mitgeteilt
wird. Die gegenwärtigen
Korrekturausdrücke 32 auf
Szeneriebasis ergänzen
die vorbestimmten statischen Korrekturausdrücke 36, welche in
der Speicherschaltung 34 gespeichert sind. Der Korrkekturprozessor 24 wendet
sowohl die statischen als auch die "dynamischen" Korrekturausdrücke auf Szeneriebasis auf den
verarbeiteten Videodatenstrom 22 an, um den korrigierten
Videodatenstrom 26 zu erzeugen, der dann zurück in den
Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 30 auf
Szeneriebasis für
weitere Korrektur und dergleichen eingespeist wird. Auf diese Weise
werden Störungen
mit festem Muster aufgrund von Unterschieden der Empfindlichkeit
der einzelnen Detektoren der Fokalebenenanordnung 14 minimal
gemacht. In einer alternativen Ausführungsform werde statische
Korrekturausdrücke
nicht verwendet. Vielmehr werden Korrekturausdrücke erster und höherer Ordnung
sämtlich
in Echtzeit bestimmt und auf den verarbeiteten Videodatenstrom 22 in
einem der Ungleichförmigkeitskorrekturprozessoren 24, 30 angewendet.
-
Die
Fokalebenenanordnung 14, der vordere Signalprozessor 20,
der Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24,
der hintere Signalprozessor 28, die Videonazeigeeinrichtung 31 und
der Speicher 34 sind herkömmliche Geräte und Baueinheiten. Der Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 30 auf
Szeneriebasis hat einen charakteristischen Aufbau, wie er in 2 gezeigt
ist.
-
2 ist
ein Schaltbild des Ungleichförmigkeitskorrekturprozessors
auf Szeneriebasis gemäß 1,
welcher einen Szenenbewegungsdetektor enthält. Der Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 30 auf
Szeneriebasis enthält
ein Ungleichförmigkeitskorrekturfilter
auf Szeneriebasis (SBNUC) 38 und einen Szenenbewegungsdetektor 40,
welche den korrigierten Videodatenstrom 26 aufnehmen. Das
Filter 38 ist ein herkömmliches
Ungleichförmigkeitskorrekturfilter
auf Szeneriebasis, der Zwischen-Korrekturausdrücke 42 auf Szeneriebasis
an einen Eingang eines UND-Gatters 44 liefert. Die Zwischen-Korrekturausdrücke 42 auf
Szeneriebasis tragen Änderungen der
Szenenbedingungen Rechnung. Der Fachmann erkennt, daß das UND-Gatter 44 durch
ein Durchlaßgatter
ersetzt werden kann, ohne daß von
dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.
-
Der
Szenenbewegungsdetektor 40 empfängt Informationen bezüglich der
Szenerie (nicht dargestellt) über
den Videodatenstrom 26 und stellt fest, ob die Szenerie
genügend
Bewegung aufweist, um es den Zwischen-Korrekturausdrücken 42 zu
ermöglichen,
die zuvor erzeugten Korrekturausdrücke 56 auf Szeneriebasis
zu aktualisieren. In der vorliegenden besonderen Ausführungsform
wird ein Szenenbewegungssignal 46, das von dem Detektor 40 ausgegeben
wird, in ein ODER-Gatter 48 eingespeist. Das ODER-Gatter 48 empfängt auch
als einen Eingang ein äußeres Bewegungs-Eingangssignal 52 von
einem auf die äußere Bewegung
ansprechenden Signalgenerator 51. Der auf die äußere Bewegung
ansprechende Generator 51 kann einen Zielsystemservokreis
in einem Raketensystem entsprechen.
-
Der
Fachmann erkennt, daß das
Signal 52 entsprechend der äußeren Bewegung und das ODER-Gatter 48 für die vorliegende
Erfindung nicht erforderlich sind:
-
Ein
Szenenbewegungsdetektor allein ist ausreichend. Die Darstellung
sowohl eines Szenenbewegungsdetektorkreises als auch eines Signales entsprechend
einer äußeren Bewegung
sollen die zwei möglichen
unabhängigen
Quellen für
ein zufriedenstel lendes Bewegungs-Auslösesignal demonstrieren. Abhängig von
den Besonderheiten der Anwendung kann die eine oder andere Signalquelle
allein annehmbar sein.
-
Das
der äußeren Bewegung
entsprechende Eingangssignal 52 kann eine Bewegungsinformation von
irgendeinem Betätigungsantrieb
(nicht dargestellt) liefern, welcher eine Bewegung der Fokalebenenanordnung
(siehe 1) steuert. Wenn eines oder beide der Eingangssignale 46, 52 zu
dem ODER-Gatter 48 signalisiert, bzw. signalisieren, daß eine ausreichende
Szenenbewegung vorhanden ist, dann liefert das ODER-Gatter 48 ein
Bewegungssteuersignal 50 an einen Eingang des UND-Gatters 44 mit
der Aussage, daß ausreichend
Szenenbewegung vorhanden ist, um es den Zwischen-Korrekturausdrücken 52 auf
Szenenbasis zu ermöglichen,
die zuvor erzeugten Korrekturausdrücke 56 auf Szenenbasis
zu aktualisieren.
-
In
dem vorliegenden spezifischen Ausführungsbeispiel entspricht ein
hoher Spannungszustand an dem Ausgang des ODER-Gatters 48 einem Bewegungssteuersignal 50 entsprechend
einer vorhandenen Bewegung. Wenn das Bewegungssteuersignal 50 hoch
ist, d. h., wenn eine ausreichende Szenenbewegung vorhanden ist,
dann entspricht ein Ausgang 53 des UND-Gatters 44 den
Aktualisierungen 42 des Zwischen-Korrekturausdruckes auf
Szeneriebasis, welche in das UND-Gatter 44 eingegeben werden.
Der Ausgang 53 repräsentiert
geschaltete Korrekturausdruck-Aktualisierungen auf Szeneriebasis.
-
Die
geschalteten Korrekturausdruck-Aktualisierungen 53 auf
Szeneriebasis werden in einem herkömmlichen Addierer 54 eingegeben,
dem auch als Eingang zuvor erzeugte Korrekturausdrücke 56 auf Szeneriebasis
eingegeben werden. Die zuvor erzeugten Korrekturausdrücke 56 auf
Szeneriebasis werden in einem herkömmlichen Speichergerät 58 gespeichert.
Der Ausgang von dem Addierer 54 repräsentiert die gegenwärtigen Korrekturausdrücke 32 auf
Szeneriebasis, welche eine Kombination der geschalteten Korrekturausdruck-Aktualisierungen 53 auf
Szeneriebasis und der zuvor erzeugten Korrekturausdrücke 56 auf
Szeneriebasis sind. Die gegenwärtigen
Korrektur ausdrücke 32 auf
Szeneriebasis werden in das Speichergerät 58 zur Speicherung
eingegeben, bis sie für
eine weitere Wiederholung gebraucht werden.
-
3 ist
eine Schemaskizze einer repräsentativen
Szenenbewegungs-Detektorschaltung 40, wie sie in 2 gezeigt
ist. Der Szenenbewegungsdetektor 40 enthält einen
Bilddatensatzintegrator 60 und einen herkömmlichen
Subtrahierer 62, welche als Eingang den gegenwärtigen Videodatenstrom 26 erhalten.
Der Bilddatensatzintegrator 60 errechnet einen laufenden
Bilddatensatz-Mittelwert 64 der gegenwärtigen und der vorausgehenden
Video-Bilddatensätze
aus der Information, welche durch den gegenwärtigen Videodatenstrom 26 geliefert
wird. Der laufende Bilddatensatz-Mittelwert 64 enthält Information
bezüglich
des mittleren Videopegels für
jedes Pixel in dem Video-Bilddatensatz
und bildet auch einen Eingang zu dem Subtrahierer 62. Der
Subtrahierer 62 errechnet eine Differenz 66 zwischen
den Videopegeln des laufenden Bilddatensatz-Mittelwertes 64 und
dem gegenwärtigen
Video-Bilddatensatz, wie er durch den Videodatenstrom 26 eingegeben
wird. Die Differenz 66 enthält eine Information bezüglich der Differenz
zwischen dem mittleren Videopegel und dem gegenwärtigen Videopegel für jedes
Pixel in dem gegenwärtigen
Video-Bilddatensatz. Die Differenz 66 wird dann in eine
herkömmliche
Absolutwert-Rechnerschaltung 68 eingegeben, welche den Absolutwert
der Differenz 66 an einen Video-Differenzvergleicher 72 mittels
eines Video-Differenzsignales 70 liefert. Die Absolutwert-Rechnerschaltung 68 errechnet
den Betrag der Differenz zwischen dem mittleren Videopegel und dem
gegenwärtigen
Videopegel für
jedes Pixel in dem gegenwärtigen
Video-Bilddatensatz.
-
Der
Video-Differenzvergleicher 72 hat einen zusätzlichen
Eingang 74 entsprechend einem vorbestimmten programmierbaren
Video-Schwellwert von einem Video-Differenz-Schwellwertgenerator 73.
Ein geeigneter Video-Schwellwert wird durch Experiment bestimmt
und dient zur Einstellung des Generators 73 oder wird mittels
eines speziellen Algorithmus bestimmt, der in dem Generator 73 läuft. Der
Schwellwert wird so eingestellt, daß vorübergehende Störungscharakteristiken
des Abbildungssystems und der Umgebung nicht dazu führen, daß statische
Pixels mißgestaltet
werden. Der Vergleicher 72 vergleicht die Video-Differenz 70 für jedes
Pixel mit dem programmierba ren Video-Schwellwert 74. Wenn
die Video-Differenz 70 den Schwellwert 74 übersteigt, dann
wird über
einen Vergleicherausgang 78 ein Zähler 76 eingeschaltet.
Wenn die Video-Differenz 70 kleiner als oder gleich groß wie der
Video-Schwellwert 74 ist, dann wird der Zähler 76 nicht in
Lauf gesetzt. Ein Zählereinschaltsignal
an dem Ausgang 78 des Vergleichers sagt aus, daß eine ausreichende
Szenenbewegung stattgefunden hat, um zu veranlassen, daß die Video-Differenz 70 eines
bestimmten Pixels den Schwellwert 74 übersteigt. Diese Szenenbewegung
kann jedoch nicht dazu ausreichend sein, um eine Aktivierung der
Szenenbewegungs-Detektorschaltung 40 von 2 erforderlich zu
machen.
-
Der
Zähler 76 erhält ein herkömmliches
Pixel-Taktsignal 80 von einem Pixel-Taktgeber 81 und ein Startsignal
des Video-Bilddatensatzsignales 82 von einem Video-Bilddatenzähler 83 als
zusätzliche Eingänge. Der
Video-Bilddatenzähler 83 verarbeitet den
Datenstrom 26 um festzustellen, wenn ein Video-Bilddatensatz
beginnt und ein anderer endet.
-
Wenn
der Start eines Video-Bilddatensatzes festgestellt wird, dann stellt
das Signal 82 einen Bewegungs-Pixelzählerstand, welcher in dem Zähler 76 gespeichert
ist, zurück.
Während
eines Video-Bilddatensatzes löst
der Pixel-Taktgeber 81 eine Erhöhung des Bewegungs-Pixelzählerstandes,
der in dem Speicher 76 gespeichert ist, für jedes
Pixel aus, welches eine Video-Differenz 70 aufweist, die
den Zähler 76 in
Lauf setzt. Ein Ausgang 84 des Zählers 76 entsprechend
dem Bewegungs-Pixelzählerstand
liefert einen Eingang zu einem Pixelzählungsvergleicher 86.
Der Fachmann erkennt, daß nicht
sämtliche
der Pixel in einem gegebenen Bilddatensatz durch den Zähler 76 gezählt werden
müssen.
-
Der
Pixel-Zählungsvergleicher 86 erhält einen
zusätzlichen
Eingang 86 entsprechend einem vorbestimmten, programmierbaren
Pixelzählungs-Schwellwert
von einem Pixelzählungs-Schwellwertgenerator 87.
Ein geeigneter Pixelzählungs-Schwellwert
wird durch Experiment bestimmt und dient zur Einstellung des Generators 87, oder
die Bestimmung erfolgt durch die Verwendung eines speziellen Algorithmus,
der in dem Generator 87 läuft. Der Schwellwert 88 kann
für unterschiedliche
Anwendung unterschiedlich sein. Die Bewegungs-Pixelzählung 84 wird
mit dem programmierbaren Pixelzählungs-Schwellwert 88 durch
den Vergleicher 86 verglichen. Wenn die Pixelzählung 84 den Schwellwert 88 überschreitet,
dann weist der gegenwärtige
Video-Bilddatensatz eine ausreichende Bewegung auf, um die Zwischen-Korrekturausdrücke 42 auf
Szeneriebasis gemäß 2 in
die Lage zu versetzen, die zuvor erzeugten Korrekturausdrücke 56 auf
Szeneriebasis zu aktualisieren. In diesem Falle wird ein Bewegungssignal
zu dem Eingang eines Zustandsregisters 92 über einen
Vergleicherausgang 90 übertragen.
In dem vorliegenden besonderen Ausführungsbeispiel ist das Zustandsregister
ein D-Flip-Flop herkömmlichen
Aufbaus.
-
Der
Fachmann erkennt, daß unterschiedliche
Schaltungen und Kodierungsschemen für die Bewegungsdetektierungsschaltung 40 verwendet werden
können,
ohne daß von
dem grundsätzlichen Gedanken
der Erfindung abgewichen wird.
-
In
dem vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiel
entspricht ein Zustand hoher Spannung an dem Ausgang 90 einem
Bewegungssignal und ein Zustand niedriger Spannung an dem Ausgang 90 entspricht
einem Nicht-Bewegungs-Signal.
-
Das
Zustandsregister 92 erhält
ein das Ende eines Video-Bilddatensatzes meldendes Signal 94 von
dem Video-Bilddatensatzzähler 83 als
zusätzlichen
Eingang. Wenn ein Ende eines Video-Bilddatensatzes festgestellt
wird, dann taktet das das Ende des Video-Bilddatensatzes meldende
Signal 94 den Wert am Ausgang 90 in das Zustandsregister 92 und liefert
das Szenenbewegungssignal 46. Somit hat jeder gegenwärtige Video-Bilddatensatz
seinen eigenen Bewegungszustandswert abhängig davon, ob der betreffende
Video-Bilddatensatz eine ausreichende Bewegung hat, oder nicht,
um die Ungleichförmigkeits-Korrekturaktualisierungen
auf Szeneriebasis zu bewirken. Dieser Wert entspricht dem Szenenbewegungssignal 46.
-
Die
Baueinheiten und Komponenten, welche in dem Bewegungsdetektierungskreis 40 verwendet werden,
sind Module bzw. Komponenten herkömmlichen Aufbaus, doch erkennt
der Fachmann, daß erfindungsgemäße Baueinheiten
und Komponenten anstelle der herkömmlichen Module verwendet werden
können,
ohne daß vom
Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird. In entsprechender Weise können Funktionen,
welche durch die in dem schematischen Schaltbild von 1 gezeigten
Komponenten durchgeführt
werden, auch anderen Komponenten zugeordnet werden. Statt beispielsweise
die gegenwärtigen
Korrekturausdrücke
auf Szeneriebasis zu dem Ungleichförmigkeitskorrekturprozessor 24 auf
Leitung 32 zurückzuspeisen,
kann der SBNUC-Prozessor 30 die Korrekturen durchführen und
die Daten zu dem Video-Signalprozessor unmittelbar übertragen.
-
Die
Erfindung wurde also hier unter Bezugnahme auf eine besondere Ausführungsform
für einen
besonderen Anwendungsfall beschrieben. Der Fachmann auf diesem Gebiete,
der Zugang zu der vorliegenden Lehre hat, erkennt zusätzliche
Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen innerhalb des
Gedankens der Erfindung.
-
Es
ist daher davon auszugehen, daß die
anliegenden Ansprüche
jedwede und sämtliche
solche Anwendungen, Modifikationen und Ausführungsformen innerhalb des
der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens abdecken.