DE3530759C2 - - Google Patents
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- H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
- H04N5/205—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic
- H04N5/208—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic for compensating for attenuation of high frequency components, e.g. crispening, aperture distortion correction
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Endoskop
zur Verbesserung der Auflösung eines über eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
in Form einer zweidimensionalen Anordnung
von Lichtempfangselementen aufgenommenen Bildes gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
In jüngster Zeit sind verschiedene Endoskope bekannt geworden,
die eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, etwa eine ladungsgekoppelte
Vorrichtung (CCD), als Abbildungsvorrichtung verwenden.
Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung als Abbildungsvorrichtung
hat den Vorteil, daß Bilder einfach aufgezeichnet und
wiedergegeben werden können und daß auf einfache Weise eine
Signalverarbeitung, wie eine Vergrößerung oder Verkleinerung der
Bilder durchgeführt werden kann. Mit fortschreitender Integration
der verwendeten Vorrichtungen können Bilder bzw. Abbildungen mit
immer mehr Bildelementen und einer hohen Auflösung erzielt werden.
Die US-Re-PS 31 289 und 31 290 befassen sich mit einem Endoskop,
bei dem über eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung in Form
einer zweidimensionalen Anordnung von Lichtempfangselementen ein
Bild aufgenommen wird, das durch eine erste Vorrichtung zeitseriell
in einer Anordnungsvorrichtung abgetastet wird, wobei
die abgetasteten Signale in einem zweidimensionalen Bildspeicher
gespeichert und durch eine zweite Vorrichtung für eine Darstellung
des Bildes ausgelesen werden.
Die JP-GM-OS 53 36 885 offenbart ein Endoskop, das eine Festkörper-
Bildaufnahmevorrichtung als Abbildungsvorrichtung verwendet,
wobei eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Hintereinanderfolge
von rotierenden Farbfilterflächen zum Einsatz kommt.
Die DE-PS 28 23 228 befaßt sich mit der Verbesserung der Bildqualität
bei einer Faksimileübertragung mittels eines 3-Pegelsignals.
Insbesondere wird dabei nur eine einzige Fotodiodenzeile
zeitseriell abgetastet und ein kontinuierliches Bildsignal
ohne Speicherung erzeugt, das durch eine Signalformerschaltung
läuft, die eine Übetragungsfunktion mit Tiefpaß-Charakteristik
und Verstärkungsüberhöhung für höhere Frequenzen besitzt. Es ist
somit prinzipiell bei einer Bildaufnahme eine Signalverbesserung
mittels Tiefpaß und Amplitudenaufsteilung möglich.
Ähnlich wie im Falle von Glasfaserlichtleitern tritt bei Verwendung
einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung als Abbildungseinrichtung
eine Bandverschlechterung des abgebildeten Bildes
aus Gründen auf, die nachstehend noch beschrieben werden, und
zwar deshalb, weil die lichtempfangenden Elemente (Bildelemente)
endliche Aperturen haben.
Der Einfachheit halber wird nachstehend eine eindimensionale
Situation erläutert. Es sei angenomme, daß die Leuchtdichteverteilung
f 1 (x) in einer Richtung einer zweidimensionalen
Anordnung, nämlich beispielsweise in der horizontalen Richtung
der Licht empfangenden Elemente eines auf einer Abbildungsfläche
der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung mittels
eines (nicht gezeigten) optischen Bilderzeugungssystems geformten
Objektbild gleich Fig. 1 (a) ist und die spatiale
Frequenzkomponente F 1 (k) durch die Fourier-Transformation
gemäß Fig. 1 (b) ausgedrückt wird.
Wird ein Bild von der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen,
bei der die Lichtempfangselemente auf einer Abbildungsfläche
mit einem Abstand τ und einer unendlichen
Apertur (Lichtempfangselementstirnfläche) angeordnet sind,
d. h., daß die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung Lichtempfangseigenschaften,
wie die Scherfunktion
besitzt, wobei die Delta-Funktionen kammartig angeordnet
sind [Fig. 1 (c)] und die Fourier-transformierten
Komponenten S(k) der Scherfunktion (x) das Intervall 1/τ
haben, dann ergibt sich eine (fotoelektrische Umwandlungs-)
Leuchtdichteverteilung f 2 (x) gemäß Fig. 1 (e). Dies bedeutet,
daß die Leuchtdichteverteilung f 2 (x) das Produkt der Leuchtdichteverteilung
f 1 (x) und der Scherfunktion (x) ist. Die
Fourier-transformierten Komponenten F 2 (k) der Leuchtdichteverteilung
f 2 (x) ist wie in Fig. 1 (f) gezeigt. Dies bedeutet,
daß die spatiale Frequenz-Komponente F 1 (k) der Leuchtdichteverteilung
f 1 (x) des Objektbildes als ein Seitenband bei jedem
Vielfachen von 1/τ der spatialen Frequenz auftritt. Die
Fourier-transformierte Komponente F 2 (k) wird durch das kombinierte
Produkt der Fourier-transformierten Komponenten durch
Frequenzfaltungsintegration wie folgt ausgedrückt
F 2 (k) = {f 1 (x)x (x)} = F 1 (k) × S (k);
wobei das Fourier-Transformationssymbol ist.
Wird ein Bild von einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
aufgernommen, bei der die Lichtempfangselemente mit einem Abstand
τ angeordnet sind und eine unendliche Apertur besitzen,
dann ergeben sich spatiale Frequenz-Komponenten gemäß Fig. 1 (f).
Wird mittels eines Tiefpaßffilters mit einer scharfen gesperrten
Linie 1/(2τ) herausgegriffen, wie dies in gestrichelter
Linie in Fig. 1 (f) angezeigt ist, dann ergeben sich
ideale Objektsignale. Hierbei wird vorausgesetzt, daß die
spatiale Frequenz-Komponente des Objektbildes geringer ist
als Nyquist-Schwellenwertfrequenz von 1/(2τ).
Da jedoch die Apertur unendlich ist, wird die Amplitude des
Signals unendlich, auch wenn nur das erste Seitenband herausgegriffen
wird, so daß dieses Verfahren nicht realistisch
ist. Es sei noch bemerkt, daß in Fig. 1 (f) die Amplitude auf
1 normiert wurde.
Bei tatsächlichen Bildelementen ist die Apertur annähernd
gleich dem Bildelementabstand, damit die erforderliche Empfindlichkeit
erreicht wird, und die fotoelektrisch umgewandelten
und ausgegebenen Videosignale werden in einer nachfolgenden
Schaltungsstufe abgetastet und gehalten und werden
zu einer Leuchtdichteverteilung der Stufensignalform. Die
Leuchtdichteverteilung wird wie folgt ausgedrückt:
Wird eine Rechteckfunktion (od. Torfunktion) re(x) gemäß
Fig. 1 (g) eingeführt, die einen konstanten Wert nur in einem
Abschnitt des Abstandes τ besitzt, dann wird das Fourier-
transformierte Re(k) der Frunktion re(x) eine Senkenfunktion,
die allmählich abfällt und zu 0 wird, weil k=1/τ, so daß
bei einer Nyquist-Schwellenfrequenz k=1/(2τ) das Ergebnis
ein Wert ist, der etwa 4 dB niedriger ist als der Wert
bei k=0.
Es sei erwähnt, daß die Leuchtdichteverteilung f 3 (x) für
ein Bild, das mittels einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
aufgenommen wurde, deren Lichtempfangselemente annähernd
in Kontakt miteinander aufgenommen wurden und eine
Apertur τ besitzen, sich eine Stufensignalform ergibt, wie
sie in Fig. 1 (i) gezeigt ist. Die Leuchtdichteverteilung der
Stufensignalform ist wie folgt:
f 3 (x) = [f 1 (x) x (x)] × re (x)
Die Fourier-transformierte Komponente F 3 (k) der Leuchtdichteverteilung
f 3 (x) ist gegeben durch
[F 3 (k) × S (k)] × Re (k),
wie dies Fig. 1 (j) zeigt. Sie wird graduell niedriger auf
der Hochfrequenz-Komponentenseite als diejenigen gemäß
Fig. 1 (b) und 1 (f), so daß eine Bandverschlechterung als Verringerung
um etwa 4 dB für die Nyquist-Schwellenfrequenz
auftreten wird.
Die vorstehenden Erläuterungen wurden bezüglich einer eindimensionalen,
horizontalen Richtung durchgeführt. Aber
auch in der vertikalen Richtung tritt eine Bandverschlechterung
auf der Hochfrequenzseite auf, und insbesondere die
Leuchtdichtekomponente für den Minutenbereich verringert
sich erheblich, und die Auflösung wird schlechter. Es ergibt
sich somit ein ernstes Problem bei einer genauen Diagnose.
Auch wenn somit die darzustellenden Videosignale
gleichförmig vergrößert werden, ändert sich nur der Kontrast,
während die Auflösung nicht verbessert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
für ein Endoskop anzugeben, das eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
verwendet, wobei die Auflösung wesentlich verbessert
wird und die Schaltungsanordnung einen möglichst einfachen
Aufbau besitzen soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung
mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1
gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erfolgt eine
Signalverbesserung zuerst in der einen Anordnungsrichtung,
z. B. der X-Richtung der zweidimensional angeordneten Lichtempfangselemente,
wobei die verbesserten Signale in einem zweidimensionalen
Bildspeicher gespeichert werden. Nun folgt eine
Auslesung der gespeicherten Signale in der anderen Anordnungsrichtung,
also der Y-Richtung, gefolgt von einer nochmaligen
Signalverbesserung.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Weitere
Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Es zeigt
Fig. 1 graphische Darstellung zur Erläuterung, daß die Auflösung
auf Grund von Bandverschlechterungen etc. sich verringert,
wenn ein Bild mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
aufgenommen wird,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungseinheit
eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Endoskops, bei dem
die erfindungsgemäße Schaltung Verwendung finden kann,
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Bandkompensationsschaltung
gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
der Verstärkung bzw. der Amplitude in bezug auf die Frequenz
bei der Bandkompensationsschaltung nach Fig. 4.
Fig. 3 zeigt ein Endoskop 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel
mit einer ein Bild bildenden Objektlinse 3 am vorderen Stirnende
eines dünnen und langen Einführungsteils 2, das in eine
Körperhöhlung und dergleichen eingeführt werden kann. Eine
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 4 ist mit ihrer Abbildungsfläche
in der Brennebene der Objektlinse 3 angeordnet.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 4 besitzt zahlreiche
Lichtempfangselemente mit fotoelektrischer Umwandlungsfunktion
in regelmäßiger vertikaler und horizontaler Anordnung. Mittels
eines von einer Treiberschaltung 5 angelegten Taktsignals
werden die Bildelementsignale von einem Schieberegister 6
zeitseriell in einer vertikalen Folge ausgegeben, wie sie
durch die Zahlen 1, 2, 3, 4, 5 . . . 16 gemäß Fig. 2 angezeigt
sind.
Der Einfachheit halber ist die Anzahl von Bildelementen in
Fig. 2 mit 4×4 (=16) angenommen.
Die von der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 4 abgegebenen
Bildelementsignale werden mittels eines Vorverstärkers 8
verstärkt und der Signalverarbeitungseinheit 9 über ein in
den Einführungsteil 2 eingefügtes Kabel angelegt.
Das Einführungsteil 2 besitzt ferner einen Lichtleiter 11
aus einem flexiblen Faserbündel, das zur Übertragung des Beleuchtungslichtes
dient, wobei das rückwärtige Ende des Lichtleiters 11
entfernbar an eine Lichtquellenvorrichtung 12 angesetzt
werden kann. Das Beleuchtungslicht von einer Lichtquellenlampe
13 in der Lichtquellenvorrichtung 12 wird mittels
eines Farbrotationsfilters 14, das aus drei Farbdurchlaßfiltern
(rot, grün und blau) besteht, aufeinanderfolgend in Licht
der Wellenlänge für Rot, Grün und Blau geändert, mittels eines
Kondensators kondensiert, auf das rückwärtige Ende des Lichtleiters
11 gerichtet und farbsequentiell über eine Lichtverteilungslinse
vom vorderen Ende des Lichtleiters 11 auf ein
Objekt gerichtet. Das Farbrotationsfilter 14 wird beispielsweise
mittels eines Schrittmotors 15 angetrieben.
Die der Signalverarbeitungseinheit 9 zugeführten Signale
werden an die Farbsignalverarbeitungsschaltungen 17 R, 17 G und
17 B über den Multiplexer 16 angelegt, der synchron mit der
farbsequentiellen Beleuchtung umgeschaltet wird. Die Farbsignalverarbeitungsschaltungen
17 R, 17 G und 17 B haben den gleichen
blockmäßigen Aufbau, und die Eingangssignale werden mittels
Abtast- und Halteschaltungen 18 R, 18 G und 18 B abgetastet und
gespeichert, und es erfolgt ein scharfes Abschneiden bei der
Nyquist-Schwellenwertfrequenz 1/2τ mittels der Tiefpaßfilter
19 R, 19 G und 19 B, um die höheren Harmonischen zu entfernen,
die eine Verschlechterung der Auflösung bewirken, und die
Signalform zu glätten. Die Signale werden dann den
Bandbreiten-Kompensationsschaltungen 20 R, 20 G und 20 B zugeführt.
Die Band-(Breiten-)Kompensationsschaltungen, die nachstehend
nur mit 20 bezeichnet werden, kompensieren die
vertikalen Frequenzbandkennlinien, die durch die vertikalen
Aperturen der Elementbereiche der Lichtempfangselemente verschlechtert
wurden, mittels der Abtast- und Halteschaltungen
18 und der Sperreigenschaften der Tiefpaßfilter 19. Es erfolgt
dann eine Analog-/Digitalwandlung mittels A/D-Wandler
21 R, 21 G und 21 B, deren Ausgangssignale vertikal gemäß Fig. 2
in Bild- oder Rahmenspeichern 22 R, 22 G und 22 B gespeichert
werden, die als zeitweilige Speicher dienen. Bei der Auslesung
für eine Anzeige aus den Bildspeichern 22 werden die
Signale horizontal ausgelesen, d. h. in einer Richtung, die
von derjenigen verschieden ist, in der die Lichtempfangselemente
abgetastet wurden, und zwar mittels zeitserieller
Signale in der Folge 1, 5, 9, 13, 26 . . . 16. Es erfolgt eine
gleichzeitige Auslesung aus allen drei Bildspeichern 22 R, 22 G
und 22 B und auch eine gleichzeitige D/A-Umwandlung mittels
der D/A-Wandler 23 R, 23 G und 23 B, so daß sich die Farbsignale
R, G und B ergeben. Diese werden geglättet, indem unnötige
höhere Harmonische bei der horizontalen Nyquist-Schwellenfrequenz
(gleich der vertikalen Nyquist-Schwellenfrequenz im
vorliegenden Fall) mittels der Tiefpaßfilter 24 R, 24 G und 24 B
abgeschnitten werden. Die sich ergebenden Signale werden an
zweite Band-(Breiten-)Kompensationsschaltungen 25 R, 25 G und
25 B angelegt. Diese Band-Kompensationsschaltungen 25 kompensieren
das horizontale Frequenzband der durch die horizontalen
Apertur verschlechterten empfangenen Signale mittels der
Sperreigenschaften der Teifpaßfilter 24 usw., wobei dann die
Signale als Farbbild auf dem Fernsehmonitor 26 dargestellt
werden.
Die Anordnung mit einer derartigen Ausbildung und Funktion
kann zweidimensional die Auflösung (die spatiale Frequenzcharakteristik)
korrigieren, die durch die Aperturen und
andere Teile der Signalverarbeitungseinheit 9 verschlechtert
wurde.
Nachstehend soll die spezielle Ausbildung und Funktion einer
Band-Kompensationsschaltung 20 oder 25 zur Kompensation der
Charakteristik in jeder Anordnungsrichtung erläutert werden.
Fig. 4 zeigt, daß die Band-Kompensationsschaltung 20 oder 25
aus einer ersten und zweiten Verzögerungsleitung (DH) 31 und
32 zur Verzögerung der Eingangssignale, einem Addierer 33
zum Addieren des Eingangssignals der in Reihe geschalteten
Verzögerungsleitungen 31 und 32, einem Halb-Inverter 34 zum
Halbieren und Invertieren des Ausgangssignals des Addierers
33, einem Addierer 34 zum Addieren des Ausgangssignals des
Halb-Inverters 34 und des Ausgangssignals der ersten Verzögerungsleitung
31 und einem Addierer 38 zum Addieren desjenigen
Signals aufweist, das vom Addierer 35 abgegeben und durch das
Tiefpaßfilter 36 und den Multiplizierer bzw. Verstärker 37
geleitet wurde, und des Signals, das durch die erste Verzögerungsleitung
31 gelaufen ist.
Die Verzögerungsleitungen 31 und 32 dienen dazu, dem Eingangssignal
nahe der Nyquist-Schwellenwertfrequenz eine Verzögerung
von annähernd π zu erteilen.
Nachstehend wird die Arbeitsweise einer Bandkompensationsschaltung
20 oder 25 erläutert.
Es sei angenommen, daß der zeitabhängige Teil des Videoeingangssignals
ε j (ω t+R) und der Verzögerungswert (Phasenverzögerung)
der Verzögerungsleitungen 31 und 32 zur Winkelfrequenz
ω gleich R ist. Dann ist der Ausgangswert der Verzögerungsleitung
31 gleich ε j ω t und der Ausgangswert der
Verzögerungsleitung 32 gleich ε j (ω t-R).
Das Ausgangssignal des Halb-Inverters 34 über dem Addierer 33
ist dann
-e j ω t · (ε j R +ε -j R )/2 = -ε j ω t cos R,
und das Ausgangssignal des Addierers 35 ist dann
e j ω t -ε j ω t · cos R = ε j ω t (1-cos R).
Dieser Wert wird in dem Multiplizierer 37 mit einem geeigneten
Wert K multipliziert, und es wird mittels des Addierers 38
die Summe mit dem Ausgangswert der Verzögerungsleitung 31
wie folgt gebildet:
ε j ω t · [1 + K (1 - cos R)].
Diese Formel ist graphisch in Fig. 5 dargewtellt, wobei die
Frequenz für cos R=-1 die größte Amplitude aufweist. Der
Wert ist ε j ω t · (1+2K ), und durch geeignete Wahl des Wertes
K wird der Korrekturbetrag bestimmt und mittels des Verzögerungswertes
R die höchste Frequenz.
Wenn somit der Wert der Phasenverzögerung der Verzögerungsleitungen
31 und 32 auf R=π eingestellt wird, dann ergibt
sich die größte Amplitude bezüglich der Signalfrequenz in der
Nähe der Nyquist-Schwellenwertfrequenz. Wird der Wert K auf
einen geeigneten Wert eingestellt, dann kann die auf Grund
der Aperturen entstehende Verschlechterung korrigiert werden,
und es ergeben sich Ausgangssignale für das Bild mit hoher
Auflösung. Durch Einstellen der Verzögerung und der Konstanten
K auf geeignete Werte kann die auf Grund der Aperturen und
der Filterkennlinien hervorgerufene Verschlechterung des Frequenzbandes
wirksam korrigiert werden. Bei intensiv angewandter
Band-Kompensation ist dann eine gute zweidimensionale
Auswertung einer Kontur möglich.
In den Fig. 2 bzw. 3 kann die Abtast- und Halteschaltung 18
gemeinsam verwendet werden. Dies bedeutet, daß die
Ausgangssignale des Vorverstärkers 8 mittels einer gemeinsamen
Abtast- und Halteschaltung 18 abgetastet und gespeichert
werden können, die Absperrung der höheren Harmonischen mittels
eines gemeinsamen Tiefpaßfilters 19 erfolgen kann und die
Signale nachfolgend über eine gemeinsame Band-Kompensationsschaltung
20 geleitet und über einen gemeinsamen A/D-Wandler
21 umgewandelt werden können. Sie können dann in einen der
Bildspeicher eingeschrieben werden, wie er durch den Multiplexer
16 ausgewählt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die
Lichtempfangselemente in gleicher Weise vertikal und horizontal
angeordnet, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
Die Abstände in vertikaler und horizontaler Richtung der
Empfangselemente können unterschiedlich sein.
In diesem Fall können Tiefpaßfilter 19 und 24 verwendet
werden, deren Sperrfrequenz annähernd bei der Nyquist-
Schwellenwertfrequenz liegt, die durch den Abstand in der jeweiligen
Richtung angegeben wird. Die Band-Kompensationsschaltungen
20 und 25 sollten vorzugsweise so eingestellt
werden, daß sich die größte Amplitude bzw. Verstärkung für
ein Signal mit einer Frequenz in der Nähe der Nyquist-
Schwellenfrequenz ergibt, wie sie für jeden Anordnungsabstand
angegeben ist.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Abbildung eines
Objekts, das mittels Beleuchtungslicht mit mehreren Farben
beleuchtet wird, sondern sie kann auch angewendet werden auf
die Abbildung eines Objekts, das mit weißem Licht beleuchtet
wird.
Die Erfindung kann auch auf eine monochrome Abbildung angewandt
werden. In diesem Falle ist kein Multiplexer 16 erforderlich.
Die Erfindung kann auch auf eine Signalverarbeitungsvorrichtung
angewandt werden, bei der eine Interpolation in
der einen oder anderen Richtung für eine Abbildung mittels
der Lichtempfangselemente erfolgt, die in vertikaler und
horizontaler Richtung in gleicher oder unterschiedlicher
Anzahl vorhanden sind.
Bei dem vorsehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind
die Band-Kompensationsschaltungen 20 und 25 nach den Tiefpaßfiltern
19 und 24 angeordnet, um die höheren Harmonischen
zu eliminieren. Auch darauf ist die Erfindung nicht beschränkt,
sondern es kann auch die umgekehrte Anordnung
gewählt werden. Die Band-Kompensationsschaltungen 20 oder 25
sind nicht auf die speziellen Beispiele gemäß Fig. 4 beschränkt,
sondern es kann auch ein bekannter Schaltungsaufbau
verwendet werden. In manchen Fällen sind die Frequenzkennlinien
der Band-Kompensationsschaltungen 20 oder 25 derart,
daß ein scharfer Abfall in einem höheren Bereich als der
Nyquist-Schwellenwertfrequenz auftritt, so daß die Tiefpaßfilter
19 oder 24 nicht unbedingt erforderlich sind.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung werden die zeitseriellen
Videosignale von einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
abgetastet und in Bildspeicher in zweidimensionalen,
vertikalen und hsorizontalen Richtungen von Lichtempfangselementen
der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung eingeschrieben.
Sie werden aus den Speichern ausgelesen, mittels
Tiefpaßfilter geglättet und bezüglich des Lichtempfangsbereiches
jedes Lichtempfangselements und bezüglich der Filterkennlinien
mittels Band-Kompensationsvorrichtungen kompensiert,
so daß sich eine Bildqualität mit hoher Auflösung ergibt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind ferner ein
einfacher Aufbau und geringe Kosten.
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung für ein Endoskop zur Verbesserung der
Auflösung eines über eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
in Form einer zweidimensionalen Anordnung von Lichtempfangselementen
aufgenommenen Bildes, mit einer ersten
Vorrichtung zum zeitseriellen Abtasten der Lichtempfangselemente
der zweidimensionalen Anordnung in einer Anordnungsrichtung,
einem zweidimensionalen Bildspeicher zum Speichern
der abgetasteten Signale und einer zweiten Vorrichtung zum
Auslesen der im zweidimensionalen Bildspeicher gespeicherten
Signale für eine Darstellung des Bildes, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - die zweite Vorrichtung die Signale aus dem zweidimensionalen Bildspeicher (22) in der anderen Anordnungsrichtung ausliest, und
- - daß zwischen der zweidimensionalen Anordnung von Lichtempfangselementen und dem zweidimensionalen Bildspeicher (22) sowie hinter dem zweidimensionalen Bildspeicher (22)
- - je eine Vorrichtung (19, 24), die Frequenzen abschneidet, die im wesentlichen höher als die durch den Abstand der lichtempfangenden Elemente bestimmte Nyquist-Schwellenwertfrequenz sind, sowie je eine Bandkompensationsschaltung (20, 25) zur Kompensation von Bandverschlechterungen in jeder Anordnungsrichtung eingeschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Band-Kompensationsschaltungen (20, 25) die annähernd
größte Amplitude bei der Nyquist-Schwellenwertfrequenz erreichen,
die durch den Abstand der Lichtempfangselemente in
jeder Anordnungsrichtung vorgegeben ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Band-Kompensationsschaltung (20, 25) aufweist:
eine erste Verzögerungsleitung (31) zum Verzögern des Eingangssignals um einen Phasenwinkel R, eine zweite Verzögerungsleitung (32), die in Reihe mit der ersten Verzögerungsleitung (31) geschaltet ist und ihr Eingangssignal um den gleichen Phasenwinkel R verzögert, einen ersten Addierer (33) zum Addieren des Eingangssignals und des Ausgangssignals der zweiten Verzögerungsleitung (32), einen Halb-Inverter (34) zum Invertieren und Verringern des Ausgangssignals des Addierers um die Hälfte, einen zweiten Addierer (35) zum Addieren des Ausgangssignals des Halb-Inverters (34) und des Ausgangssignals der ersten Verzögerungsleitung (31), ein Tiefpaßfilter (36) zum Abschneiden des hochfrequenten Bandes des Ausgangssignals des zweiten Addierers (35), einen Verstärker (37) zur Verstärkung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters (36) und einen dritten Addierer (38) zum Addieren der Ausgangssignale des Verstärkers (37) und der ersten Verzögerungsleitung (31).
eine erste Verzögerungsleitung (31) zum Verzögern des Eingangssignals um einen Phasenwinkel R, eine zweite Verzögerungsleitung (32), die in Reihe mit der ersten Verzögerungsleitung (31) geschaltet ist und ihr Eingangssignal um den gleichen Phasenwinkel R verzögert, einen ersten Addierer (33) zum Addieren des Eingangssignals und des Ausgangssignals der zweiten Verzögerungsleitung (32), einen Halb-Inverter (34) zum Invertieren und Verringern des Ausgangssignals des Addierers um die Hälfte, einen zweiten Addierer (35) zum Addieren des Ausgangssignals des Halb-Inverters (34) und des Ausgangssignals der ersten Verzögerungsleitung (31), ein Tiefpaßfilter (36) zum Abschneiden des hochfrequenten Bandes des Ausgangssignals des zweiten Addierers (35), einen Verstärker (37) zur Verstärkung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters (36) und einen dritten Addierer (38) zum Addieren der Ausgangssignale des Verstärkers (37) und der ersten Verzögerungsleitung (31).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzögerungsleitung (31, 32) einen Verzögerungsphasenwinkel
R haben, der bei der Nyquist-Schwellenfrequenz annähernd
gleich Π ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59183082A JPH0614707B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 撮像装置 |
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DE3530759A1 DE3530759A1 (de) | 1986-04-24 |
DE3530759C2 true DE3530759C2 (de) | 1988-03-03 |
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ID=16129443
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---|---|---|---|
DE19853530759 Granted DE3530759A1 (de) | 1984-08-31 | 1985-08-28 | Zweidimensionale bandkompensationsschaltung fuer ein endoskop mit einer festkoerper-bildaufnahmevorrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH0614707B2 (de) |
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