DE2035893C3 - Method and device for suppressing noise in an infrared camera - Google Patents

Description

Ausgang 8 des Verstärkers 7 ergibt sich dann ein mit Rauschanteilen verschiedener Frequenzen angereichertes Signal (Kurvenzug 22 in F i g. 4), bei dem vor allem die tief ffequenten Rauschanteile eine starke Veränderung und Verzerrung hervorgerufen haben.Output 8 of amplifier 7 then results in a with Noise components of different frequencies enriched signal (curve 22 in FIG. 4), in which before In particular, the low-frequency noise components caused a strong change and distortion.

Um nun diese Verzerrungen zu beseitigen, wird jeweils zu den Zeiten, in denen dem Strahlengang des Detektors 6 die Bezugsflächen 11 der Umlaufblende 3 eingeblendet sind, durch einen Xaktgeber 5 ein synchrones Tastsignal erzeugt, mit dem eine Schwarzsteuerschaltung 9 beaufschlagt wird. Diese stellt einen konstanten Bezugspegel für die vom Verstärker? erhaltenen Signale her, indem die bei der Messung der Bezugsflächen 11 erhaltenen Signale wieder auf einen konstanten Ausgangswert gebracht werfen.In order to eliminate this distortion, the times when the beam path of the Detector 6, the reference surfaces 11 of the rotating screen 3 are faded in by a clock generator 5 a synchronous key signal is generated, with which a black control circuit 9 is applied. This provides a constant reference level for the amplifier? signals obtained by the signals obtained during the measurement of the reference surfaces 11 throw brought back to a constant starting value.

Auf diese Weise ergibt sich an einem Signalausgang 10 ein in F i g. 5 durch den Kurvenzug 23 dargestellter Signalverlauf. Es ist ersichtlich, daß das am Signalausgang 10 anstehende verstärkte Detektorsimdzwar noch die hochfrequenten Rauschanteile enthält, daß jedoch die störenden niederfrequenten Rauschanteile um so stärker unterdrückt sind, je tiefer sie bezüglich ihrer Frequenz im Vergleich zu der Tastfrequenz liegen.This results in a signal output 10 in FIG. 5 represented by the curve 23 Waveform. It can be seen that the amplified detector present at the signal output 10 is indeed still contains the high-frequency noise components, but that the disturbing low-frequency Noise components are suppressed to a greater extent, the lower they are with regard to their frequency in comparison to the Sampling frequency lie.

Diese Tastfrequenz, die der Frequenz, nut der die Bezugsflächen in den Strahlengang des Detektors 6 gelangen, entspricht, kann leicht durch Veränderung der Drehzahl des die Umlaufblende antreibenden Motors gesteuert werden. Zweckmäßig ist es jedoch, die Drehzahl so festzulegen, daß nach jedem BiIdpunkl, einem Bruchteil eines Bildpunktes oder einer Vielzahl von Bildpunkten der Infrarot-Kamera ein Bezugssignal erzeugt wird. Durch Variation der Tastfrequenz wird gleichzeitig das Maß der Unterdrückung der niederfrequenten Rauschteile gesteuert.This keying frequency, that of the frequency, the use of the Reference surfaces get into the beam path of the detector 6, corresponds, can easily by changing the speed of the motor driving the rotating shutter can be controlled. However, it is useful to set the speed so that after each picture, a fraction of a pixel or a large number of pixels of the infrared camera Reference signal is generated. By varying the sampling frequency, the degree of suppression is also increased of the low-frequency noise parts controlled.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (3)

tür eingeblendet wird und daß zur gleichen Zeit eine Patentansprüche: hinter dem Verstärker angeordnete, an sich bekannte Schwarzsteuerschaltung mit Tastimpulsen beauf-door is faded in and that at the same time a patent claims: behind the amplifier arranged, per se known black control circuit with tactile pulses 1. Verfahren zur Unterdrückung des Rau- schlagt wird, die die den Bezugsflächenwerten entschens bei einer Infrarot-Kamera, der Signale von 5 sprechenden Signale auf em konstantes Bezugspoteneinem auf die zu beobachtende Szene gerichteten rial bringen.1. Method for suppression of the noise is determined which determines the reference area values In the case of an infrared camera, the signals from 5 speaking signals on a constant reference potential bring rial directed towards the scene to be observed. Infrarot-Detektor über Verstärker zugeführt wer- Es ist zwar schon bei einem Infrarot-ueteKtor dieInfrared detector can be fed via an amplifier den,dadurchgekennzeichnet,daßinan Einblendung einer Referenzflache mit konstanter sich bekannter Weise in regelmäßigen Zeitabstän- Temperatur bekanntgeworden »Electronics world«, den in den Strahlengang des Infrarot-Detektors xo Oktober 1967, S. 23 bis 27 und W); jedoch er-(6) eine Bezugsfläche (11) mit kootanter Tempe- folgte diese Maßnahme dort zum Zwecke emer geratur eingeblendet wird und daß zur gleichen Zeit nauen Temperaturmessung und -anzeige. JJie untereine hinter dem Verstärker (7) angeordnete, an driickung des schädlichen Rauschens wurde bei dicsich bekannte Schwarzsteuerschaltung (9) mit Tast- s;r bekannten Anordnung dagegen mit Hilre von zuimpulsen beaufschlagt wird, die die den Bezugs- 15 sätzlichen Filtern erreicht, also auf einem Weg, der flächenwerten entsprechenden Signale auf ein von der erfindungsgemäßen Lösung wegführt,
konstantes Bezugspotential bringen. Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrensthe, characterized thatinan fade-in of a reference surface with a constant, known manner at regular intervals temperature has become known "Electronics world", the in the beam path of the infrared detector xo October 1967, p. 23 to 27 and W); However, (6) a reference surface (11) with cootant temperature, this measure is displayed there for the purpose of emergence and that at the same time precise temperature measurement and display. The lower one behind the amplifier (7) to suppress the harmful noise was in contrast acted upon with the help of additional pulses in the known black control circuit (9) with pushbutton arrangement, which reached the additional filters of the reference 15 on a path that leads signals corresponding to area values away from the solution according to the invention,
bring constant reference potential. The facility to carry out the procedure 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfah- besteht gemäß der Erfindung dann, daß eine m.--, rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, einem Motor angetriebene Umlaufblende mit übe, daß eine von einem Motor 4 angetriebene Um- ao den Umfang gleichmäßig verteilten, in den Strahlen laufblende (3) mit über den Umfang gleichmäßig gang des Infrarot-Detektors gelangenden Bezugsflü verteilten, in den Strahlengang des Infrarot-De- chen vorgesehen ist und daß ein von der Blendenste tektors (6) gelangenden Bezugsflächen (11) vor- lung gesteuerter Taktgeber vorgesehen ist, der e;n gesehen ist und daß ein Taktgeber (5) vorgesehen synchrones Tastsigna! zur Beaufschlagung der ist, der ein synchrones Tastsigi.al zur Beaufschla- 25 Schwarzsteuerschaltnng erzeugt.2. Device for carrying out the method, according to the invention, then, that a m .--, rens according to claim 1, characterized in that a motor-driven rotary shutter with over, that an um- ao driven by a motor 4 evenly distributed the circumference, in the rays Running screen (3) with a reference flue that reaches evenly over the circumference of the infrared detector distributed, is provided in the beam path of the infrared roof and that one of the diaphragm tektors (6) reaching reference surfaces (11) is provided pre-controlled clock generator, the e; n is seen and that a clock (5) provided synchronous Tastsigna! to act on the which generates a synchronous tactile signal for Beaufschla- 25 Schwarzsteuerschaltnng. gung der Schwarzsteuerschaltung (9) erzeugt. Vorteilhafterweise soll die Drehzahl des die Uitgeneration of the black control circuit (9). Advantageously, the speed of the Uit 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- laufblende antreibenden Motors so gewählt sein, d;t kennzeichnet, daß die Drehzahl des die Umlauf- nach jedem Bildpunkt oder nach einer Vielzahl oder blende (3) antreibenden Motors (4) so gewählt ist, einem Bruchteil der Bildpunkte, eine Bezugsfläche in daß jeweils ei»e Bezugsfläche (11) nach jedem 30 den Strahlengang des Detektors gelangt. Insbeson-Bildpunkt oder nach e^;ner V'jlzahl oder einem dere wenn die Einblendung der Bezugsfläche nach je-Bruchteil der Bildpunkte in den Strahlengang des der Bildzeile, also während des Zeilenrücklaufes er-Infrarot-Detektors (6) gelangt. folgt, ergeben sich günstige Verhältnisse, da dann das3. Device according to claim 2, characterized in that the motor (4) driving the diaphragm is chosen so that the speed of the motor (4) driving the rotating diaphragm after each pixel or after a plurality or diaphragm (3) is selected so that a fraction of the image points, a reference surface in which one reference surface (11) passes the detector's beam path after every 30 minutes. In particular image point or after e ^; ner V'jlnummer or one of the other when the fade-in of the reference surface, depending on the fraction of the image points, enters the beam path of the image line, i.e. during the line retraction, the infrared detector (6). follows, there are favorable conditions, since then the Referenzsignal nicht mehr auf dem Bildschirm des 35 IR-Gerätes erscheint, obwohl es innerhalb des Spek-Reference signal no longer appears on the screen of the 35 IR device, although it is within the spec- trums des Informationskanales liegt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel d'< erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, das im folgenden näherthe center of the information channel. In the drawing an embodiment of the device according to the invention is shown, which is described in more detail below Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und beschrieben wird. Es zeigtThe invention relates to a method and will be described. It shows eine Einrichtung zur Unterdrückung des Rauschens 40 Fig. 1 ein Prinzip-Schaltbild der Einrichtung und bei einer Infrarot-Kamera, der Signale von einem auf F i g. 2 bis 5 graphische Darstellungen des seit-a device for suppressing the noise 40, FIG. 1 is a basic circuit diagram of the device, and FIG in the case of an infrared camera, the signals from a on F i g. 2 to 5 graphic representations of the side die zu beobachtende Szene gerichteten Infrarot-De- liehen Verlaufs der Signale an verschiedenen Stellen tektor über Verstärker zugeführt werden. der Schaltung.the scene to be observed directed infrared-borrowed the course of the signals at different points detector can be fed via amplifier. the circuit. Bei Infrarot-Kameras, die ihre Bildsignale von In der Anordnung nach F i g. 1 tastet ein Infrarot-In the case of infrared cameras that receive their image signals from In the arrangement according to FIG. 1 touches an infrared einem Infrarot-Detektor über Verstärker beziehen, 45 Detektor 6 in Verbindung mit einem Objektiv 2 und steigen bei Frequenzen unterhalb von 500 Hz die einem Schwingspiegel 1 die zu betrachtende Szene Rauschanteile beträchtlich an. Dieses Rauschen hat zellenförmig ab. Dem Infrarot-Detektor 6 ist im bei der oftmals notwendigen hohen Verstärkung eine Strahlengang eine von einem Motor 4 angetriebene Bildverschlechterung zur Folge. Die üeffrequenten Umlaufblende 3 vorgeschaltet, die beispielsweise aus Rauschanteile können zu einer völligen Auflösung 50 eintr Scheibe mit einer Anzahl von über ihren Umder Konturen und damit zu einem Ausfall der Infor- fang gleichmäßig verteilten, zahnförmig radial vorstemations-Übertragungsfunktion der Kamera führen. henden Bezugsflächen 11 besteht, die beim Umlaufrefer to an infrared detector via amplifier, 45 detector 6 in connection with an objective 2 and At frequencies below 500 Hz, the oscillating mirror 1 increases the scene to be viewed Noise components considerably. This noise has decreased cellularly. The infrared detector 6 is in with the high amplification that is often necessary, one beam path is one driven by a motor 4 Result in image deterioration. The üeffrequenten rotating diaphragm 3 upstream, for example from Noise components can enter a total resolution of 50 slices with a number greater than or equal to their order of magnitude Contours and thus a failure of the information evenly distributed, tooth-shaped, radial vorstemation transfer function the camera. existing reference surfaces 11 is made when rotating Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- der Scheibe nacheinander in gleichmäßigen Abstäniteht daher darin, Mittel zu finden, um diese stören- den in den Strahlengang des Detektors 6 gelangen, den Rauschanteile zu unterdrücken und damit die 55 Beim Durchgang dieser auf annähernd konstanter Einsatzfähigkeit solcher Infrarot-Kameras zu erwei- Temperatur befindlichen Bezugsflächen 11 wird untern, ter Ausblendung der aus der Szene kommendenThe object on which the invention is based is that the disk is spaced uniformly one after the other therefore in finding a means to get these disruptive into the beam path of the detector 6, to suppress the noise components and thus the 55 When passing this on approximately constant The usability of such infrared cameras to expand temperature reference surfaces 11 is shown below, ter fading out those coming out of the scene Bekannt ist beim Femsehen die Sehwarzwertsteue- Strahlung in dem Detektor 6 ein der Temperatur der rung zur Wiederherstellung der Gleichkomponente, Flächen 11 entsprechendes Bezugssignal erzeugt,
die synchron mit der Zeilenfrequenz im Zeilenrück- 60 Während Fig. 2 den zeitlichen Verlauf des durch lauf erfolgt. Weiterhin bekannt ist, daß dabei die das Objektiv 2 tretenden Strahlungsflusses mit dem Störsignale, die eine kleinere Frequenz als die Zeilen- Kurvenzug 20 wiedergibt, stellt der Kurvenzug 21 in frequenz aufweisen, unterdrückt werden. Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der vom Detektor 6When watching television, the black value control radiation is known to generate a reference signal corresponding to the temperature of the tion to restore the constant component, surfaces 11 in the detector 6,
which is synchronized with the line frequency in the return line. It is also known that the radiation flow entering the lens 2 with the interference signals, which reproduces a lower frequency than the line curve 20, the curve 21 represents in frequency, are suppressed. 3 shows the time profile of the detector 6 Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe schlägt die empfangenen Strahlung dar, wobei in Ordinätenrich-Erfindung bei einer Infrarot-Kamera ein Verfahren 65 tung lediglich Amplitudenwerte aufgetragen sind,
vor, bei dem in an sich bekannter Weise in regeimäßi- Die im Infrarot-Detektor 6 eingehende StrahlungTo solve the above-mentioned object, the radiation received is suggested, with only amplitude values being plotted in the ordinate-rich invention for an infrared camera,
before, in which in a known manner in regeimäßi- The incoming radiation in the infrared detector 6 gen Zeitabständen in den Strahlengang des Infrarot- wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das anDetektors eine Bezugsfläche mit konstanter Tempera- schließend in einem Verstärker 7 verstärkt wird. AmAt intervals of time in the beam path of the infrared is converted into an electrical signal that is sent to the detector a reference surface with a constant temperature is then reinforced in an amplifier 7. At the