DE1817348A1

DE1817348A1 - Anordnung zur Umsetzung von Einfarbenbildern in Farben

Info

Publication number: DE1817348A1
Application number: DE19681817348
Authority: DE
Inventors: Pierre Conjeaud
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1968-01-02
Filing date: 1968-12-28
Publication date: 1969-08-07
Also published as: FR1580139A; GB1203170A; NL6818767A

Description

Dipl.-fng. Egon Prinz eooo München 6o. 22.Dezember

Dr. Gertrud HaUSer Ernsberaerstrasse 19

Dipl.-Ing. Gottfried Leiser 1817348

Patentanwälte Telegramme ι Labyrinth MOnchm

■ Telefon· 83 15 10 Poilidieckkontoi Mündion 117078

Unser Zeichen; C 2614

CSF-COMPAGUIE GENERALE DE TELEGRAPHIE SANS EU 101, Boulevard Murat, Paris I6^e (Frankreich)

Anordnung zur Umsetzung von Einfarbenbildern in Farben

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umsetzung von Schwarz-Weiss-Bildern in Farben.

Bei bestimmten Systemen erhält man Schwarz-Weiss-3ilder_t welche die Änderungen bestimmter Erscheinungen darstellen soll_en » beispielsweise bei der Thermographie die punktweisen Änderungen der Wärmeemission eines Gegenstandes in einem bestimmten Spektralbereich, der im allgemeinen im nahen oder mittleren Infrarotbereich liegt. Im allgeoieinen werden diese Änderungen durch die Helligkeitsänderung eines Leuchtpunktes ausgedrückt, wodurch sich Leuchtdich-ceänderungen des sichtbaren Bildes ergeben, das schliesslich entweder in. Form eines photographischen Abzugs oder auf dem Bildschirm einer Katodenstrahlröhre erhalten wird. Es ist oft notwendig, zwei voneinander entfernt liegende Bereiche eines solche*! Bildes zu vergleichen und insbesondere auf einem gegebenen Bild Bereiche gleicher Helligkeit zu suchen'. Diese Operation kann nur sehr näherungsweise durchgeführt werden, da bekanntlich das Auge für die Helligkeitsunterschiede von zwei nicht benachbarten Bereichen ähnlicher Helligkeit wenig empfindlich ist. Ferner können die diese zu vergleichenden Bereiche umgebenden Bildteile sehr unterschiedliche Helligkeiten haben, wodurch die Wahrnehmung des Auges cioen verfälscht wird. Daher müssen komplizierte Vorrichtungen

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verwendet werden, inabesondere dann, wenn beispielsweise Kurven gleicher Strahlung auf einem thermographischen Bild bestimmt werden sollen.

Erfindungsgemäss werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, dass die erhaltenen Schwarz-Weiss-Bilder in Farben umgesetzt werden. Das Auge, das für Farbänderungea empfindlicher ist, kann dadurch eine sehr viel grössere Zahl von Gradationen auf dem Bild erkennen. F_erner können beispielsweise im Pail der Thermographie die Kurven gleicher Strahlung unmittelbar festgestellt werden, weil sie sich auf dem Bild in Form von gleichfarbigen Linien ausdrücken.

Die Erfindung wird nachstehend insbesondere für den Fall ihrer Anwendung bei der Thermographie beschrieben, obgleich sie hierauf nicht beschränkt ist. Es können ebenso wichtige Anwendungsfälle insbesondere dort gefunden werden, wo die Zahl der für das Auge sichtbaren Einzelheiten in einem üblicherweise schwarz-weissen Bild vergrössert werden soll, was dank der Vermehrung der bei Farbbildern sichtbaren G-radationen erreicht wird.

Somit kann die Erfindung bei allen Systemen angewendet werden, bei denen üblicherweise ein einfarbiges Bild erhalten wird, beispielsweise bei der Röntgenstrahlenanalyse, bei Radargeräten usw.

Eine nach der Erfindung ausgeführte Anordnung zur Umsetzung von durch Einfarbensignale dargestellten Einfarbenbildera in Farben ist insbesondere gekennzeichnet durch eine Farbfernsehbildröhre mit wenigstens zwei Eiektronensbrahlsystetnen für die Wiederherstellung von wenigstens zwei Farben auf dem" Bildschirm und durch Einrichtungen, welche aus den Einfarbensignalen wenigstens zwei Farbsignale bilden, welche den Strahlsystemen zugeführt werden.

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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigen:

Fig.1 eine erste Ausftihrungsform der erfindungsgemässen Anordnung,

Pig.2a und 2b Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung von Fig.1,

Fig.3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung und

Fig.4a,4b, 4c, 5a, 5b Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung von Fig.3.

Die Erfindung wird nachstehend für den Fall ihrer Anwendung bei der Umsetzung eines thermographischen Bildes in Farben beschrieben.

Fig.1 zeigt eine Infrarot-Analysevorrichtung 1, welche in bekannter Weise an ihrem Ausgang 10 ein Videosignal liefert, das kennzeichnend für ein Einfarbenbild ist, welches die punktweisen Änderungen der Wärmeemission eines Gegenstandes in einem bestimmten. Spektralbereich darstellt. Bei der in Fig„1 dargestellten Ausführungsform wird dieses Einfarbenbild mit Hilfe, einer Fernsehröhre 4 in ein Zweifarbenbild umgesetzt. Diese Fernsehröhre enthält zwei Elektronenstrahlsysteme 40 und 41, mit denen auf dem Bildschirm der Röhre zwei beliebige Farben, beispielsweise blau und rot wiedergegeben- werden können. Die Wehneltelektrode des Elektronenstrahlsystems,40, das beispielsweise der Farbe blau zugeordnet ist, ist an die Vorspannung - V„ gelegt und

empfängt das Videosignal vom Ausgang 10, nachdem es durch einen Verstärker 2 verstärkt und um Ii phasenverschoben worden istj während die an dis Vorspannung - V_m gelegte Wehneltelektrode des Elektronenstrahlsystems 41 das Videosignal vom Ausgang 10 nach Verstärkung durch einen Verstärker 3 empfängt.

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Unter Bezugnahme auf die Diagramme von Pig.2 ergibt sich folgende Wirkungsweise dieser Anordnung:

Pig.2a zeigt die Helligkeit ß des von dem einen oder dem anderen Elektronenstrahlsystem auf dem Bildschirm hervorgerufenen Lichtpunktes in Abhängigkeit von der an die entsprechende Wehneltelektrode angelegten Spannung -V. Diese Helligkeit ist eine im wesentlichen lineare Punktion der Spannung -V, vorausgesetzt, dass diese zwischen zwei . Grenzwerten bleibt, von denen der Grenzwert -V_M der grössten Helligkeit des Lichtpunktes und der Grenzwert -V im wesentlichen der Helligkeit O.des Lichtpunktes entsprechen. Die fe Verstärkungen der Verstärker 2 und 3 sind so gewählt, dass die an die Wehneltelektroden der Ele&ronenstrahlsysteme 40 und 41 angelegten Spannungen zwischen diesen Grenzwerten bleiben, wenn sich die Wärmeemission des Gegenstandes zwischen ihrem Maximalwert E^ und ihrem Minimalwert E

_ffl ändert.

Pig.2b zeigt die Änderung der an die Wehneltelektroden der Elektronenstrahlsysteme 40 und 41 angelegten Spannungen B bzw. R in Abhängigkeit von den Änderungen der Emission des Gegenstands. Infolge der in dem einen Kanal hervor-' gerufenen Phasenverschiebung um ff und der entsprechenden Vorspannung der Wehneltelektroden erscheint ein Punkt, dessen Wärmeemission dem Minimum entspricht, auf dem Bildschirm vollkommen blau, da die dem Eleteronenstrahlsystem 40 zugeführte Spannung den Wert -V^ (grösste Helligkeit des blauen Punkts) hat., während die dem Elektronenstrahlsystem 41 zugeführte Spannung den Wert~?V_m (HelligkeitaNull des roten Punkts)hat.

Umgekehrt erscheint ein Punkt mit der maximalen Emission auf dem Bildschirm vollkommen rot, da die dem Elektronenstrahlsystem 40 zugeführte Spannung den Wert -V_ffl (Helligkeit Null des blauen P_unkts) und die dem Elektronenstrahlsystem 41 zugeführte Spannung den Wert -V_M (maximale Helligkeit des roten Punkts ) haben. P^r die Punkte mit dazwischenliegender

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Wärmeemission geht das Bild durch die zwischen blau und rot liegenden Farbtöne (Purpurblau, blaupurpur usw.).

Da die Verstärkungen der beiden Verstärker 2 und 3 gleich gross bemessen worden sind, besitzt das Bild eine ungleichförmige Helligkeit, da in jedem Bildpunkt die Summe der leuchtdichtesignale der roten und blauen Punkte konstant ist. Es wurde festgestellt, dass die sich den Farbänderungen überlagernden Helligkeitsänderungen keine besonderen Nachteile ergeben. Wenn man £doch ein Bild mit konstanter Helligkeit erhalten will, müssen die Signale B und R so geändert werden, dass die bekannte Beziehung erhalten wird:

0,30 R + 0,11 B = const.

Dies kann leicht dadurch erreicht werden, dass die Verstärkungen der Verstärker 2 und 3 und die Vorspannungen der Wehneltelektroden geeignet bemessen werden.

Pig.3 zeigt eine andere Ausführuagsforra, bei welcher das Einfarbenbild in ein Dreifarbenbild umgesetzt wird.

Gleiche B_ezugszeichen bezeichnen die gleiche» Teile wie in Pig.I.

Zur D_archführuag der Umsetzung wird eine Farbfernsehbildröhre 5 mit drei Slektronenstrahlsystemen 50, 51 und verwendet* die es ermöglichen, auf dem Bildschirm drei beliebige Farben wiederzugeben, beispielsweise die drei üblicherweise beim Farbfernsehen verwendeten Grundfarben Blau, Grün und Rot.

Wie im Fall von Fig.1 wird das Videosignal vom Ausgang an die Wehneltelektroden des Blaustrahlsystems 50 und des Rotstrahlsystems 52 über einen eine Phasenverschiebung um U bewirkenden Verstärker 2¹ bzw. einen Verstärker 3' angelegt. Der Verstärkungsfaktor dieser Verstärker ist aber doppelt so gross wie bei den Verstärkern 2 und 3 von Fig.1.

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Die Wehneltelektrode des Elektronenstrahlsystems 50 liegt an der Vorspannung -V_M und die Wehneltelektrode des Elektronenstrahlsystems 52 an der Vorspannung -2V_ffl. Ausserdem werden die Ausgangssignale der Verstärker 2' und 3¹ einer Schwellwertschaltung 6 bzw. einer Begrenzerschaltung 7 zugeführt, an dereα Ausgänge die Eingänge einer Addierschaltung 8 angeschlossen sind.

Das Ausgangssignal der Addierschaltung 8 wird der Wehnelteldifcroäe des Elektronenstrahlsystems 51 zugeführt, die an der Vorspannung -V_ffl liegt. DXe Wirkungsweise dieser Anordnung soll an Hand der Kurven von Fig.4 und 5 beschrieben werden.

Zur Vereinfachung ist in Fig.4a angenommen, dass V_M und E_ffl im wesentlichen gleich Null sind; dies beeinträchtigt offensichtlich nicht die Ailgemeingültigkeit der folgenden Erläuterungen.

F}.g.4a zeigt strichpunktiert die Änderung der Ausgangsspannung des Verstärkers 3^f ußd in voller Linie die Änderung der Ausgangsspannung des Verstärkers 2' in Abhängigkeit von den Änderungen der Wärmeemission des untersuchten Gegenstands.

Wie zuvor angegeben wurde, sied die Verstärkungen der Verstärker 3¹ und 2' im wesentlichen doppelt so gross wie die Verstärkungen der Verstärker 2 und 3 der Anordnung von Fig.1. Die Schwellwertschalter 6 liefert nur dann ein Signal, wenn ihre Ausgangsspanaiing kleiner als -Y_m ist. Unter diesen Bedingungen ergibt sich die in voller Linie in Fig.4b dargestellte Änderung der Ausgangsspannung der Schwellwertschaltung 6.

Dagegen begrenzt der Begrenzer 7 äie Amplitude seiner Ausgangsspannung auf den Wert V. Die Änderung der Ausgangsspannung des Begrenzers 7 in Abhängigkeit von der Wärmeemission des untersuchten Gegenstandes ist in Fig.4b strichpunktiert dargestellt.

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Fig.4c zeigt die Änderung der A_usgangsspannung der Addierschaltung 8.

Fig.5 zeigt die Änderung der Helligkeit ß des von irgendeinem der Elektronenstrahlsysteme 50, 51, 52 erzeugten Lichtpunkts in Abhängigkeit von der "an die entsprechende Wehneltelektrode angelegten Spannung.

Infolge geeigneter Vorspannungen der Wehneltelektrodeη ergeben sich die in Pig.5b durch dieKurven B, G und R dargestellten Änderungen der Spannungen an den Wehnelt« elektroden der Elektronenstrahlsysteme 50, 51 bzw. 52 in Abhängigkeit von den Änderungen der Wärmeemission.

Wenn also die Wärmeemission von E^ nach E^ geht, geht das Bild durch sämtliche Farbtöne, zunächst zwischen blau und grün durch Mischung dieser beidenFarben, dann zwischen grün und rot durch Mischung dieser beiden zuletzt genannten Farben. Dadurch wird die Zahl der unterseheidbaren Zwischenfarbtöae beträchtlich vermehrt.

Auch bei dieser Ausführungsform weist das erhaltene Bild eine konstante Leuchtdichte auf. Für den Fachmann bietet es keine Schwierigkeit, die Anordnung wie im Fall von Fig.1, so abzuändern, dass ein Bild mit konstanter Helligkeit erhalten wird.

Offensichtlich bleibt es sich bei den zuvor beschriebenen Beispielen gleich, ob geeignete Gleichstromkomponenteη zu den verschiedenen Signalen addiert werden, oder ob die Vorspannungen der Wehneltelektroden geändert werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Umwandlung von Einfarbenbildern, welche durch Einfarben-Videosignale dargestellt sind, in Farbbilder, dadurch gekennzeichnet, dass eine Farbfernsehröhre mit wenigstens zwei Elektronenstrahlsystemen für die Wiedergabe von wenigstens zwei Farben auf dem Bildschirm vorgesehen ist, dass wenigstens zwei Signalverarbeitungskanäle vorgesehen sind, von denen der eine einen ¹^ -Phasenschieber enthält, dass diesen Kanälen die Videosignale oder die Ausgangssignale bestimmter Kanäle zugeführt werden, und dass die Ausgänge dieser Kanäle jeweils mit der Steuerelektrode eines der Elektronenstrahlsysteme zur Steuerung der Intensität des entsprechenden Elektronenstrahls verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1 mit einer Röhre mit zwei Elektronenstrahlsystemen., dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kanäle vorgesehen sind, von denen jeder einen Verstärker enthält, der die Videosignale empfängt, dass in. den einen Kanal ein Jf-Phasenschieber eingefügt ist, und dass die Verstärkungen der Verstärker und die Vorspannungen der Steuerelektroden so bemessen sind, dass die Helligkeit des von einem Elektronenstrahlsystem erzeugten Lichtpunkts am grössten ist, wenn die Helligkeit des anderen Lichtpunkts am kleinsten ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 mit einer Röhre mit drei Elektronenstrahlsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass drei Kanäle vorgesehen sind, von denen die beiden ersten Kanäle jeweils einen Verstärker enthalten, der die Videosignale empfängt, dass ein 7Γ -Phasenschieber in einen dieser beiden ersten Kanäle eingefügt ist, dass der dritte Kanal an die Ausgänge der beiden ersten Kanäle angeschlossen ist und Schaltungen zur Bildung eines dritten Steuersignals für die Intensität des Elektronenstrahls des diesem Kanal zugeordneten Elektronenstrahlsystems enthält, und dass die Verstärkungen der Verstärker, die Schaltungen und

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ft 1 Q 1 7 Q /, Q

die Vorspannungen der Steuerelektroden so bemessen sind, dass die Helligkeit des von einem der Elektronenstrahlsysteme erzeugten Lichtpunkts am grössten ist, wenn die Helligkeit der beiden anderen Lichtpunkte am kleinsten

ist. .

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kanal eine Schwellwertschaltung enthält, die an den Ausgang des den Phasenschieber enthaltenden Kanals angeschlossen ist, sowie eine Begrenzerschaltung, die an den Ausgang des anderen der beiden ersten Kanäle ange-? schlossen ist, und schliesslich eine Addierschaltung mit zwei an den Ausgang der. Schwellwertschaltung bzw. an den Ausgang der Begrenzerschaltung angeschlossenen Eingängen und einen mit der Steuerelektrode des dem dritten Kanal zugeordneten Exektronenstrahlsystenis verbundenen Ausgang.

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