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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Kontrolle der Bildinformations-Anwesenheit in
Videosignalen, die auf Videoempfänger mit einem zeilenaustastenden
Anzeigeschirm, insbesondere mit zwei verschränkten Teilbildern
anwendbar ist.
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Diese Erfindung kann angewandt werden zum Feststellen von
Informationen bezüglich des Vorliegens eines Testbildes in von
einem Empfänger empfangenen Videosignalen, zum Überwachen von
Gebäuden, zum Auslesen von Bewertungseinrichtungen eines
Videoempfängers bei Empfang eines Bildes, so daß ein
Alarmsignal gesendet wird, sobald ein Videosignal einen wesentlichen
Rauschanteil aufweist, usw.
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Es sind Vorrichtungen zur Kontrolle von
Bildinformations-Anwesenheit in Videosignalen bekannt, die auf einen
Videoempfänger mit Anzeigeschirm anwendbar sind. Diese bekannten
Vorrichtungen umfassen im allgemeinen einen Speicher, in dem
Referenz-Bildinformationen gespeichert werden, die den Bildern
entsprechen, welche der Empfänger empfangen soll. Sobald die
Videosignale vom Empfänger empfangen werden, werden die
Referenz-Bildinformationen mit den Bildinformationen verglichen,
die in den vom Empfänger empfangenen Videosignalen vorliegen,
so daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn Übereinstimmung nicht
erreicht wird. (Siehe z. B. den Artikel von L.C. Howington "A
micro computer-based video motion detection system",
veröffentlicht in "Proceedings of the 1979 Carnahan Conference on
Crime Countermeasures", 16.-18. Mai 1979, Lexington,
Kentucky, Seiten 127 bis 132).
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In diesen Vorrichtungen betreffen die gespeicherten
Informationen alle Austastzeilen des Bildschirms für zwei
verschränkte Teilbilder, die es im allgemeinen ermöglichen, ein
Bild anzuzeigen.
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Diese Vorrichtungen vom bekannten Typ sind sehr kostspielig
und wenig leistungsfähig, da zuerst die
Referenz-Bildinformationen gespeichert werden müssen und zwar für alle
Austastzeilen des Bildschirms für die beiden Teilbilder, die zum
Bildaufbau notwendig sind; in diesen Vorrichtungen müssen
anschließend alle Bildinformationen in den empfangenen
Videosignalen mit allen Referenz-Bildinformationen Zeile für Zeile
verglichen werden. Daraus folgt, daß diese Vorrichtungen
Speicher mit erheblichen Kapazitäten und sehr langen
Verarbeitungszeiten benötigen, was diese Vorrichtungen kostspielig
und im Echtzeitbetrieb unbrauchbar macht.
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Außerdem erlauben sie es nicht, im Echtzeitbetrieb die
Abwesenheit eines Videosignal festzustellen, insbesondere, wenn
das Amplitudenniveau von zum Empfänger übertragenen
Videosignalen unter einer Empfangsschwelle liegt.
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Aufgabe dieser Erfindung ist es, diesen Schwierigkeiten
abzuhelfen und insbesondere eine schnelle Vorrichtung zur
Kontrolle der Bildinformations-Anwesenheit in Videosignalen zu
schaffen, die im Echtzeitbetrieb arbeitet, ohne daß alle
Bildinformationen gespeichert und kontrolliert werden müssen,
die in allen zur Bildanzeige auf einem Schirm notwendigen
Zeilen vorliegen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es
außerdem, ein Warnsignal auszulösen falls die Übertragung
der einem Empfänger zugeführten Videosignale unterbrochen
wird.
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Wie aus der folgenden Beschreibung detailliert ersichtlich,
werden diese Aufgaben insbesondere durch Kontrolle einer sehr
beschränkten Anzahl von Bildinformationen im Videosignal
gelöst, wobei nur eine sehr beschränkte Anzahl von
Informationen kontrolliert wird, welche sich auf einen kurzen Abschnitt
einer einzigen Bildzeile beziehen. Die Zeile und der
Zeilenabschnitt werden für die Kontrolle auf vorbestimmte Weise
ausgewählt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kontrolle
der Bildinformations-Anwesenheit in Videosignalen, die auf
einen Videoempfänger mit zwei verschränkte Teilbilder
zeilenaustastendem Anzeigeschirm anwendbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Zeilendetektion umfaßt, die das
Videosignal über einen Eingang empfangen, um einen Zeitpunkt
zu bestimmen, der den Beginn des Austastens einer Zeile
vorbestimmten Rangs bezüglich einer ersten Bildzeile
kennzeichnet, und um über einen Ausgang ein logisches
Zeilenauswahlsignal zu liefern, das diesen Zeitpunkt kennzeichnet, sowie
Mittel zum Zeilenausschneiden, die mit dem Ausgang der
Detektionsmittel verbunden sind, um vom kennzeichnenden Zeitpunkt
ausgehend zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte auszuwählen,
die durch ein Ausschnitts-Zeitintervall getrennt sind,
während dessen ein vorbestimmter Teil der Zeile ausgetastet
wird, wobei diese Ausschneidemittel über einen Ausgang ein
logisches Ausschneidesignal liefern, das das
Ausschnitts-Zeitintervall der Zeile vorbestimmten Rangs darstellt,
Vergleichsmittel, die das Videosignal über einen Eingang
empfangen und an die über einen anderen Eingang eine Übergangs-
Referenzspannung zwischen zwei Leuchtdichteniveaus des Bildes
gelegt ist, um die Amplitudenveränderungen des Videosignals
mit der Referenzspannung zu vergleichen, und um über einen
Ausgang für Teile des Videosignal, die Bildinformationen
enthalten können, ein die Übergänge zwischen zwei
Leuchtdichteniveaus kennzeichnendes Signal zu liefern, Formungsmittel,
die mit dem Ausgang der Vergleichsmittel verbunden sind, um
über einen Ausgang ein logisches Signal zu liefern, das die
Übergänge kennzeichnet, und programmierbare
Übergangs-Zählmittel, die mit dem Ausgang der Ausschneidemittel und dem
Ausgang der Formungsmittel verbunden sind, um die Zahl der
Übergänge im besagten Teil der Zeile vorbestimmten Rangs zu
zählen, wobei ein Ausgang dieses Zählers mit Warnmitteln
verbunden ist, die ausgelöst werden, wenn die Zahl der Übergänge
eine vorbestimmte, programmierte Anzahl überschreitet.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung umfassen die Mittel
zur Detektion einer Zeile vorbestimmten Rangs
Extraktionsmittel, die das genannte Videosignal über einen Eingang
empfangen, um daraus Zeilen- und Bild- Synchronisationsimpulse zu
extrahieren, wobei diese Impulse jeweils an Ausgängen der
Extraktionsmittel zur Verfügung stehen, sowie einen Vorwärts- und
Rückwärtszähler mit programmierbarem Sollwert, der mit
den Ausgängen der Extraktionsmittel verbunden ist, die die
Zeilen- und Bild- Synchronisationsimpulse liefern, wobei der
Vorwärts- und Rückwärtszähler über einen Ausgang ein
logisches Signal zur Auswahl der Zeile vorbestimmten Rangs
liefert, wenn der vorbestimmte Zeilenrang einem programmiertem
Sollwert entspricht, wobei die Zeilen-Ausschneidemittel einen
spannungsgeregelten Oszillator umfassen, der mit dem Ausgang
der Extraktionsmittel verbunden ist, der die Zeilen-
Synchronisationsimpulse liefert, wobei dieser Oszillator über
einen Ausgang Zeilen-Ausschneideimpulse liefert, die mit den
Zeilen-Synchronisationsimpulsen synchronisiert sind und eine
zur Frequenz der Zeilen-Synchronisationsimpulse vielfache
Frequenz haben, und einen programmierbaren Differentialzähler
der mit dem Ausgang des Oszillators verbunden ist, um über
einen Ausgang ein logisches Zeilen-Ausschneidesignal zu
liefern, wobei der Differentialzähler so programmiert ist, daß
die gezählten Ausschneideimpulse einer Zeitdauer entsprechen,
die gleich dem genannten Ausschnitts-Zeitintervall ist, und
ein logisches UND-Gatter, das mit dem Ausgang des
Differntialzählers und dem Ausgang der Extraktionsmittel verbunden
ist, um über einen Ausgang das logische Signal zum
Ausschneiden der Zeile vorbestimmten Ranges zu liefern.
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Nach einem weiteren Merkmal umfassen die programmierbaren
Übergangs-Zählmittel ein logisches UND-Zählgatter, das über
einen Eingang mit dem Ausgang des UND-Gatters der
Ausschneidemittel und über einen anderen Eingang mit dem
Ausgang der Formungsmittel verbunden ist, wobei dieses
Zählgatter über einen Ausgang während des genannten Ausschneide-
Zeitintervalls der Zeile vorbestimmten Rangs das genannte
Signal zur Übergangskennzeichnung liefert, sowie einen Vorwärts- und
Rückwärtszähler zur Warnung mit programmierbarem
Sollwert, der über einen Ausgang ein logisches Warnsignal
liefert, wenn eine programmierte Anzahl von Übergängen erreicht
ist.
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Nach einem weiteren Merkmal ist der Ausgang des Vorwärts- und
Rückwärtszählers zur Warnung mit einem Speicher zum
Aufzeichnen der logischen Warnsignale verbunden, die vom Vorwärts- und
Rückwärtszähler zur Warnung für auf einanderfolgende
Bilder geliefert werden können, wobei das Warnsignal nur dann
durch ein Speicher-Ausgangssignal ausgelöst wird, wenn der
Speicher eine vorbestimmte Anzahl von logischen Warnsignalen
aufgezeichnet hat.
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Nach einem weiteren Merkmal liefern die Extraktionsmittel
über einen anderen Ausgang Clamping-Impulse, wobei die
Vergleichsmittel einen Clamping-Schaltkreis umfassen, der
durch einen ersten Eingang mit dem Ausgang der
Extraktionsmittel verbunden ist, um die genannten
Clamping-Impulse zu empfangen, wobei ein zweiter Eingang des Clamping-
Schaltkreises an ein Referenzpotential gelegt ist, dem im
Videosignal das Referenz-Spannungsniveau der Bildfarbe Schwarz
entspricht, ein dritter Eingang des Clamping-Schaltkreises
das Videosignal empfängt, dieser Clamping-Schaltkreis über
einen Ausgang ein Videosignal liefert, dessen Spannungsniveau
auf die Farbe Schwarz bezogen ist, sowie einen Vergleicher
der über einen Eingang mit dem Ausgang des
Clamping-Schaltkreises und über einen anderen Eingang mit der
Referenzspannung verbunden ist, die im Videosignal einem
Spannungsniveau entspricht, das zwischen den Spannungsniveaus
entsprechend den Farben Schwarz bzw. Weiß liegt, wobei dieser
Vergleicher über einen Ausgang das besagte, die Übergänge
kennzeichnende Signal liefert.
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Nach einem weiteren Merkmal liefern die Extraktionsmittel
über einen anderen Ausgang Teilbild-Synchronisationsimpulse,
und umfaßt die Vorrichtung außerdem monostabile Mittel , die
mit diesem Ausgang verbunden sind, um die
Teilbild-Synchronisationsimpulse zu empfangen, wobei diese monostabilen Mittel
über einen Ausgang ein Warnungs-Auslösesignal liefern, wenn
kein Teilbild-Impuls empfangen wird oder die Teilbild-Impuls
eine ungenügende Amplitud aufweisen.
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Die Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden besser aus der
folgenden Beschreibung offensichtlich, die unter Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, wobei:
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Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Kontrolle der
Bildinformations-Anwesenheit in Videosignalen nach
der Erfindung zeigt,
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Fig. 2 ein Zeitdiagramm von Signalen ist, die in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wesentliche Rolle
spielen.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße
Kontrollvorrichtung. Diese Vorrichtung erlaubt es, die Anwesenheit von
Bildinformationen in Videosignalen zu kontrollieren, die auf
einen in der Abbildung nicht gezeigten Videoempfänger mit
zeilenaustastenden Anzeigeschirm, z. B. mit zwei verschränkten
Teilbildern, anwendbar ist. Es wird angenommen, daß diese
Signale sowohl der Vorrichtung als auch dem (in der Abbildung
nicht gezeigten) Empfänger über einen Verstärker 1 zugeführt
werden, dessen Eingang Videosignale V über einen
Entkoppelungskondensator 2 empfängt.
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Die Vorrichtung umfaßt Mittel 3 zur Austastzeilendetektion.
Diese Detektionsmittel empfangen das Videosignal über einen
Eingang 4. Sie erlauben es, einen Zeitpunkt zu bestimmen, der
den Beginn des Austastens einer Zeile bezüglich einer ersten
Bildzeile kennzeichnet, und insbesondere bezüglich einer
ersten Zeile eines ersten Halbbildes jedes Bildes, wie aus der
folgenden Beschreibung offensichtlich.
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Die Zeilendetektionsmittel 3 liefern über einen Ausgang 5 ein
logisches Zeilenauswahlsignal, das den vorbestimmten
Anfangszeitpunkt und die Austastdauer einer Zeile vorbestimmten
Rangs kennzeichnet; beim Austasten von zwei verschränkten
Teilbildern wird dieser Rang bezüglich der ersten Zeile des
ersten Teilbildes bestimmt.
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Die Vorrichtung umfaßt außerdem Mittel 6 zum
Zeilenausschneiden, die mit dem Ausgang 5 der Detektionsmittel
verbunden sind. Diese Ausschneidemittel erlauben es, vom
kennzeichneten Zeitpunkt ausgehend und während des Austastens einer
Zeile, zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte auszuwählen, die
von einem Ausschneidezeitintervall getrennt sind, während
dessen ein vorbestimmter Teil der Zeile ausgetastet wird.
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Wie aus der folgenden Beschreibung im Detail offensichtlich,
erlauben es die Detektionsmittel 3, bei einem Videoempfänger,
in dem 625 Zeilen mit zwei verschränkten Teilbildern
ausgetastet werden, eine Zeile z. B. vom Rang 155 des ersten
Teilbildes auszuwählen; die Ausschneidemittel 6 ermöglichen es im
Verlauf des Austastens der Zeile vom Rang 155, die zwischen
zwei Zeitpunkten t1, t2 im Videosignal enthaltenen
Bildinformationen auszuwählen. Diese Informationen beziehen
sich auf Amplitudenveränderungen des Videosignals, welche die
Luminanzübergänge im Bild kennzeichnen. In der Tat erlauben
es die Ausschneidemittel 6, einen vorbestimmten Ausschnitt
einer Zeile von vorbestimmten Rang zu bestimmen. Sie liefern
über einen Ausgang 7 ein logisches Ausschneidesignal, welches
das Ausschneide-Zeitintervall t1-t2 der vorbestimmten Zeile
darstellt, wie im folgenden detailliert beschrieben wird.
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Die Vorrichtung umfaßt außerdem Vergleichsmittel 8, die das
am Ausgang 4 des Verstärkers 1 vorliegende Videosignal über
einen Eingang 9 empfangen. Eine Referenzspannung V2, die
z. B., wie aus der folgenden Beschreibung genauer ersichtlich,
das Referenz-Potentialniveau der Farbe schwarz in einem Bild
ist, wird an einem anderen Eingang 10 der Vergleichsmittel 8
gelegt. Die Vergleichsmittel 8 liefern über einen Ausgang 11
ein Signal, welches die Übergänge zwischen zwei Farben (z. B.
zwischen den Farben schwarz und weiß in einem Bild)
kennzeichnet, und zwar für die Abschnitte des Videosignals, die
vermutlich Bildinformationen enthalten. Tatsächlich erlauben
es die Vergleichsmittel 8, das Referenz-Potentialniveau des
Videosignals wiederherzustellen, welches durch den
Eingangskondensator 2 verschwunden ist.
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Die Vorrichtung umfaßt außerdem Mittel 12 zum Formen der von
den Vergleichsmitteln 8 gelieferten Übergangssignale; diese
Übergangssignale werden so in Signale mit zwei logischen
Zuständen transformiert, welche die Farbübergänge kennzeichnen.
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Die Vorrichtung umfaßt außerdem Auswertungs-Hilfsmittel 55,
die über einem Eingang 57 das (geclampte) Videosignal aus den
Vergleichsmitteln 8 empfangen, und über einen Eingang 58 eine
Referenzspannung V2 (die der Farbe schwarz entspricht) oder
eine Referenzspannung V3 (die der Farbe weiß entspricht).
Diese Referenzspannung wird mit Hilfe eines Umschalters 13
ausgewählt. Die Mittel 55 empfangen außerdem über einen
Eingang 53 das logische Ausschneidesignal der vorbestimmten
Zeile, welches das Zeitintervall t1-t2 kennzeichnet und von
den Ausschneidemitteln 6 geliefert wird. Die Mittel 55
liefern über einen Ausgang ein Signal, das einen Verstärker
zugeführt wird. Dieses am Ausgang des Verstärkers verstärkte
Signal kann einen Videoempfänger zugeführt werden, auf dessen
Anzeigeschirm dann ein Abschnitt der Farbe schwarz oder weiß
(je nach Wahl durch den Umschalter 13) erscheint, und zwar an
der Stelle, die für das Ausschneide-Zeitintervall t1-t2 der
Zeile vorbestimmten Rangs steht.
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Die Mittel 55 können aus einem Schaltkreis gebildet sein, der
im Umschaltbetrieb arbeitet.
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Schließlich umfaßt die Vorrichtung programmierbare Mittel 15
zum Zählen von Übergängen, die mit dem Ausgang 7 des
Ausschneidemittels 6 und dem Ausgang 16 der Formungsmittel
verbunden sind. Diese programmierbaren Zählmittel erlauben es,
die Anzahl charakteristischer Übergänge im Abschnitt zu
zählen, welche durch Ausschneiden der Linie vorbestimmten Ranges
ausgewählt ist. Die Zählmittel 15 sind über einen Ausgang 17
mit Warnmitteln 18 verbunden, die ausgelöst werden, wenn die
Anzahl der Übergänge im Abschnitt der Zeile vorbestimmten
Rangs eine vorbestimmte, programmierte Anzahl überschreitet.
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Die Ausschneidemittel liefern über einen Ausgang 7 ein
logisches Signal zum Ausschneiden einer Zeile vorbestimmten Rangs
zwischen zwei vorbestimmten Zeitpunkten t1 und t2. Dieses
Signal wird den programmierbaren Zählmitteln 15 zugeführt, die
außerdem zwischen diesen Zeitpunkten Signale empfangen,
welche Farbübergänge in der Zeile vorbestimmten Rangs
kennzeichnen, die gerade ausgetastet wird. Die Zählmittel 15
zählen also die charakteristischen Farbübergänge in der Zeile
vorbestimmten Rangs während des Zeitintervalls (t1, t2), das
von den Ausschneidemitteln 6 ausgewählt ist. Folglich kann
das Warnsignal 17 ausgelöst werden, wenn die von den Mitteln
15 gezählte Anzahl von Übergängen eine vorbestimmte,
programmierte Anzahl überschreitet. Falls z. B. die Vorrichtung als
Gebäude-Überwachungsvorrichtung eingesetzt wird, darf sich
das Bild, welches von einer auf das Gebäude gerichteten
Kamera geliefert wird, nur dann ändern, wenn ein Eindringling
in das Gebäude eindringt. Um dieses Eindringen festzustellen,
wird ein Teil einer Bildzeile vorbestimmten Rangs ausgewählt,
welche das Bild kennzeichnet und in der das Eindringen des
Eindringlings in das Gebäude die für diesen Zeilenabschnitt
gewählte Übergangsanzahl verändert.
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Anders als in bekannten Vorrichtungen arbeitet die
erfindungsgemäße Vorrichtung in Echtzeitbetrieb, da es nach dem
Stand der Technik notwendig ist, alle Austastzeilen eines
Bildes zu kontrollieren.
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Die Mittel 3 zur Zeilendetektion umfassen Extraktionsmittel
18. Diese Mittel empfangen das vom Verstärker 1 gelieferte
Videosignal, wobei diesem Signal das Referenz-Potentialniveau
fehlt (welches z. B. der Bildfarbe schwarz entspricht). Die
Extraktionsmittel liefern über Ausgänge 19, 20, 21 bzw. 22
Zeilen-Synchronisationsimpulse SL,
Teilbild-Synchronisationsimpulse ST, Bild-Synchronisationsimpulse SI bzw.
Verriegelungs-Synchronisationsimpulse SC, besser bekannt unter den
Namen "Clamp"-Impulse. Dieser Extraktionsschaltkreis wird
hier nicht im Detail beschrieben, da er im Stand der Technik
wohlbekannt ist und in allen Videoempfängern verwendet wird.
Die "Clamp"-Impulse SC werden in jedem Videosignal mit der
gleichen Frequenz wie die Zeilen-Synchronisationsimpulse
erzeugt und erlauben es, mittels eines im Stand der Technik
bekannten Schaltkreises das Referenzspannungsniveau eines
Videosignals wiederherzustellen, das der Farbe schwarz in einem
Bild entspricht, das aus dem Videosignal erhalten werden
kann.
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Die Detektionsmittel umfassen außerdem einen Vorwärts- und
Rückwärtszähler mit programmierbarer Zählung 23, der mit den
Ausgängen 19, 20 der Extraktionsmittel 18 verbunden ist, so
daß er die Zeilen- und Bild-Synchronisationsimpulse SL und SI
empfängt. Der Vorwärts- und Rückwärtszähler 23 liefert über
seinen Ausgang 5 das logische Zeilenauswahlsignal, wenn der
Rang einer vorbestimmten Zeile einer programmierten Summe
entspricht. Diese Summe kann als geeignetes Signal über einen
Eingang 24 des Zählers 23 zugeführt werden. So ist es
möglich, eine Zeile z. B. vom Rang 155, auszuwählen. Nachdem im
Zähler der numerische Wert 155 gespeichert ist, beginnt das
Rückwärtszählen, wenn der Zähler den ersten
Zeilen-Synchronisationsimpuls SL erhält, welcher der Zeile von Rang 1
entspricht. Dieser Impuls SL für die Zeile von Rang 1 wird
unmittelbar nach dem Bild-Synchronisationsimpuls SI geliefert.
Der Zähler zählt auf diese Weise 155
Zeilen-Synchronisationsimpulse rückwärts und liefert am Ende dieses Rückwärtszählens
über seinen Ausgang 5 ein logisches Signal, welches angibt,
daß die gewählte Zeile gerade ausgetastet wird. Dieses
logische Signal, welches z. B. von Niveau 0 während des Austastens
der Zeigen von Rang 1 bis 144 war, steigt auf Niveau 1 bei
Beginn des Austastens der Zeile von Rang 155 und bleibt auf
diesen Niveau während des gesamten Austastvorgangs. Dieses
Signal fällt anschließend, nach dem Ende des Austastens
dieser Zeile, auf Niveau 0 zurück.
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Die Zeilen-Ausschneidemittel 6 umfassen einen Oszillator 25
mit geregelter Spannung, die von einem Ausgang 32 eines
Vergleichers 30 geliefert wird. Dieser Oszillator liefert über
einen Ausgang 26 Zeilen-Ausschneideimpulse, die mit den
Zeilen-Synchronisationsimpulsen SL synchronisiert sind und eine
vielfache Frequenz dieser Impulse SL haben. Wenn z. B. die
Frequenz der Zeilen-Synchronisationsimpulse gleich 15 625 Hz
ist, liefert der Oszillator über seinen Ausgang 26 Impulse
mit der Frequenz 15 625 · 64 = 1 MHz. Der Ausgang 26 des
Oszillators 25 ist mit einem Frequenzteiler 27 verbunden, der
die Frequenz der vom Oszillator gelieferten Impulse durch 64
teilt. Der Ausgang 28 des Frequenzteiles 27 ist mit einem
Eingang 29 eines Phasenzählers 30 verbunden, dessen anderer
Eingang 31 mit dem Ausgang 19 der Extraktionsmittel 18
verbunden ist, so daß er die Zeilen-Synchronisationsimpulse SL
erhält. Der Phasenvergleicher 30 empfängt über jeden seiner
Eingänge Impulse mit der gleichen Frequenz von 15 625 Hz; er
liefert über einen Ausgang 32 eine Fehlerspannung, die es
erlaubt, die Frequenz des Oszillators 25 zu steuern. Folglich
liefert der Ausgang 26 des Oszillators 25 Impulse mit einer
Frequenz von 1 MHz, die mit den
Zeilen-Synchronisationsimpulsen perfekt synchronisiert sind. 64 Oszillatorimpulse werden
somit im betrachteten Beispiel zwischen zwei
Zeilen-Synchronisationsimpulsen SL geliefert.
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Diese vom Oszillator gelieferten Impulse werden auch einem
Eingang 33 eines programmierbaren Differentialzählers 34
zugeführt. Der Differentialzähler 34 liefert über einen Ausgang
35 ein logisches Zeilenausschneidesignal. Dieses Signal ist
z. B. von Niveau 1 während des Zeitintervalls t2-t1, das für
das Ausschneiden beim Abtasten jeder Zeile gewählt ist, und
vom Niveau 0 außerhalb dieses Zeilenintervalls. Tatsächlich
wird der Zähler durch Signale programmiert, welche seinen
Eingängen 36 und 37 zugeführt werden und zwei numerischen
Werten entsprechen. Der erste dieser Werte gibt die Zahl der
Oszillatorimpulse an, welche der Zähler vom Beginn des
Abtastens einer Zeile auswerten muß, bis sein Ausgangssignal vom
logischen Zustand 0 auf den logischen Zustand 1 wechselt. Die
erste Zählung entspricht tatsächlich der Zeitdauer t1-t0
(wobei to der Anfangszeitpunkt des Abtastens einer Zeile
ist). Der zweite numerische Wert stellt die Anzahl von
Impulsen dar, die der Zähler auswerten muß, bevor sein
Ausgangssignal zum Zeitpunkt t2 wieder auf den logischen Zustand 0
wechselt. Die Zeitdauer t2-t1, während deren Ausgangssignal
des Zählers 35 auf dem logischen Zustand 1 gehalten wird,
entspricht tatsächlich dem vorbestimmten Zeitintervall des
Ausschneidens einer Linie, während derer für die Linie
vorbestimmten Ranges die Anzahl charakteristischer
Luminanzübergänge überprüft werden soll.
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Der Ausgang 35 des Differentialzählers 34 ist mit einem
Eingang eines Und-Gatters 38 verbunden, dessen anderer Eingang
mit dem Ausgang 5 des Zeilen-Vorwärts- und Rückwärtszählers
23 der Detektionsmittel 3 verbunden ist.
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Der Ausgang 7 des Und-Gatters 38 liefert daher ein logisches
Ausschneidesignal für die Zeile vorbestimmten Rangs. Im
betrachteten Beispiel wird dieses logische Signal während des
vorbestimmten Zeitintervalls (t2-t1) während des Austastens
der Zeile von Rang 155 geliefert. Dieses Signal liegt z. B.
auf Niveau 1 während dieses ganzen Zeitintervalls, und auf
Niveau 0 außerhalb dieses Zeitintervalls während des
Austastens der Zeile von Rang 155.
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Die Vergleichsmittel 8 umfassen einen "Clamping"-Schaltkreis,
der im Stand der Technik bekannt ist und hier nicht
detailliert beschrieben wird. Dieser Schaltkreis 39 empfängt die
über einen Ausgang 4 des Verstärkers 1 gelieferten
Videosignale, denen das Farbreferenz-Spannungsniveau fehlt; er
empfängt außerdem die "Clamp"-Impulse SC, die über einen Ausgang
22 der Extraktionsmittel 18 geliefert werden. Der Eingang 10
des "Clamping"-Schaltkreise5 9 entspricht dem Eingang der
Vergleichsmittel, denen ein Farbreferenzpotential V2 (z. B.
für die Farbe schwarz) zugeführt wird. Dieses
Referenzpotential kann auf 0,5 Volt festgelegt werden; so kann der
"Clamping"-Schaltkreis 39 auf bekannte Weise das
Farbreferenzniveau des empfangenen Videosignales wiederherstellen;
wie oben erklärt, fehlt diesem Videosignal dieses
Referenzniveau wegen des Kondensators 2 am Eingang des Verstärkers 1.
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Ein Ausgang 41 des "Clamping"-Schaltkreises 39 liefert daher
ein Videosignal, dessen Referenzspannungsniveau z. B. der
Farbe schwarz entspricht. Dieser Ausgang ist mit einem
Eingang eines Vergleichers 52 verbunden. An einen anderen
Eingang des Vergleichers ist ein Referenzpotential V1 (z. B. 0,7 Volt)
gelegt, dem in Videosignal z. B. das Spannungsniveau
zwischen der Farbe schwarz (0,5 Volt) und der Farbe weiß (0,5
Volt + 0,7 Volt = 1,2 Volt) entspricht. Der Ausgang 13 des
Vergleichers 42 liefert daher ein Signal, in dem die
Luminanzübergänge
(Spannungsamplituden) bezüglich des
Referenzniveaus V1 (zwischen der Farbe schwarz und der Farbe
weiß) perfekt feststellbar sind. Das Referenzpotential kann
zwischen der Farbe schwarz und der Farbe weiß gewählt werden.
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Dieses Signal wird den Formungsmitteln 12 zugeführt, welche
über ihren Ausgang 16 ein Signal liefern, das die
aufeinanderfolgenden logischen Zustände 0 und 1 darstellt, welche die
Luminanzübergänge eines Bildes wiedergeben.
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Die programmierbaren Übergangszählmittel 15 umfassen ein
logisches Und-Zählgatter 43, das über einen Eingang mit dem
Ausgang 7 des Und-Gatters 38 der Ausschneidemittel verbunden
ist. Das Gatter 43 ist über einen anderen Eingang mit dem
Ausgang der Formungsmittel 12 verbunden. Dieses Gatter
liefert daher über einen Ausgang 44 während des
Ausschneidezeitintervalls t2-t1 der Zeile vorbestimmten Rangs das
Signal, welches für die Luminanzübergänge charakteristisch ist,
die während dieses Zeitintervalls bezüglich dieser Zeile im
Videosignal vorkommen.
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Der Ausgang 44 des Zählgatters 43 ist mit einem Eingang eines
Vorwärts- und Rückwärts-Alarmzählers 45 mit programmierbarer
Zählung verbunden. Der Summenwert kann z. B. über ein Signal
programmiert werden, das über einen Eingang 46 dem Vorwärts- und
Rückwärtszähler 45 zugeführt wird. Wenn die programmierte
Übergangsanzahl erreicht ist, wechselt ein über einen Ausgang
47 des Zählers 45 geliefertes Signal von einen ersten
logischen Zustand in einen zweiten logischen Zustand. Das
Wechseln des logischen Zustandes kann das Auslösen eines
Warnsignals 48 bewirken.
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Nach einer anderen Ausführungsform der programmierbaren
Übergangszählmittel 15 umfassen diese einen Speicher 49, der für
mehrere, auf einanderfolgende Bilder logische Warnsignale
speichern kann, die vom Zähler 45 geliefert werden, so daß
das Warnsignal 48 nur ausgelöst wird, wenn eine vorbestimmte
Anzahl logischer Warnsignale in den Speicher 49
eingespeichert wurde.
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Schließlich umfaßt die Vorrichtung monostabile Mittel 50, die
mit dem Ausgang 20 der Extraktionsmittel verbunden sind, so
daß sie Teilbild-Synchronisationsimpulse ST erhalten. Diese
monostabilen Mittel liefern über einen Ausgang 51 ein
Warnsignal-Auslösesignal 52, wenn während eines vorbestimmten
Zeitintervalls kein Teilbildimpuls erhalten wird.
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Die monostabilen Mittel 50 umfassen einen ersten Mono-Flop
53, dessen Leitungszeit etwas geringer als der Zeitraum ist,
welcher zwei auf einander folgende
Teilbild-Synchronisationsimpulse trennt. Dieser Zeitraum kann im betrachteten Beispiel
15 Millisekunden betragen, nachdem die
Teilbild-Synchronisationsimpulse durch einen Zeitraum von 20 Millisekunden bei
einem Empfänger mit 625 Zeilen und zwei verschränkten
Teilbildern getrennt sind. Die monostabilen Mittel 50 umfassen
auch einen zweiten Mono-Flop, der über einen Eingang mit
einem Ausgang des ersten Mono-Flops 53 verbunden ist. Der
zweite Mono-Flop 54 hat einen Leitungszeitraum, der sehr viel
länger ist als derjenige des ersten Mono-Flops (z. B. 1 Sek.).
Wenn ein Teilbild-Synchronisationsimpuls empfangen wird,
wechselt das logische Signal auf dem Ausgang des ersten Mono-
Flops von Niveau 0 auf Niveau 1, wobei dieser logische
Zustand vor Empfang des Synchronisationsimpulses des folgenden
Teilbildes auf das Niveau 0 zurückfällt. Durch diesen Wechsel
des logischen Ausgangssignalzustandes des ersten Mono-Flops
wird der zweite Mono-Flop 54 leitend, dessen Ausgangssignal
z. B. von Niveau 0 auf Niveau 1 wechselt. Dieses Niveau 1 auf
dem Ausgang des Mono-Flops 54 verhindert das Auslösen des
Alarms 52 während eines Zeitraums, der deutlich länger als
der Zeitraum ist, welcher zwei
Teilbild-Synchronisationsimpulse trennt. Wenn es über diesen Zeitraum (z. B. 1 Sek.)
keinen Teilbild-Synchronisationsimpuls gibt und daher kein
Videosignal oder eines unterhalb einer festgelegten Schwelle
vorliegt, wechselt das Ausgangssignal des ersten Mono-Flops
53 nicht mehr den Zustand, und das Ausgangssignal des zweiten
Mono-Flops wechselt auf Niveau 0 und löst so das Warnsignal
52 aus, welches eine Störung angibt.
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Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm von Signalen, die in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wesentliche Rolle spielen.
Dieses Zeitdiagramm erlaubt es, die Betriebsweise der
Vorrichtung besser zu verstehen.
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Das Zeitdiagramm a stellt Zeilen-Synchronisationsimpulse SL
dar, die zum Abtasten von 625 Zeilen mit zwei verschränkten
Halbbildern z. B. eine Frequenz von 15 625 Hz haben. Diese
Impulse SL liegen auf einem Ausgang 19 der Extraktionsmittel 18
vor.
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Das Chronogramm b stellt die Teilbild-Synchronisationsimpulse
ST dar, die auf einen Ausgang 20 der Extraktionsmittel 18
vorliegen. Diese Teilbild-Synchronisationsimpulse haben zum
Austasten von 625 Zeilen mit zwei verschränkten Teilbildern
eine Frequenz von 50 Hz.
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Das Zeitdiagramm c stellt die Bild-Synchronisationsimpulse SI
dar, die über einen Ausgang 21 der Extraktionsmittel 18
geliefert werden. Die Frequenz dieser Impulse ist die Hälfte
der Frequenz der Teilbild-Synchronisationsimpulse ST.
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Das Zeitdiagramm d stellt die "Clamp"-Impulse dar, welche
über Ausgänge 22 der Extraktionsmittel 18 geliefert werden.
Diese "Clamp"-Impulse haben eine Frequenz gleich derjenigen
der Zeilen-Synchronisationsimpulse SL.
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Das Zeitdiagramm e stellt das logische Ausgangssignal des
Vorwärts- und Rückwärtszählers 23 dar, welches das Austasten
einer Linie vorbestimmten Rangs erlaubt. Im Beispiel, das in
dieser Abbildung dargestellt ist, wird angenommen, daß z. B.
die erste Zeile des ersten Teilbildes überprüft werden soll.
Der Vorwärts- und Rückwärtszähler 23 wird daher auf den Wert
1 programmiert. Nach dem Empfang eines ersten Bildimpulses SI
bewirkt somit der erste Zahlen-Synchronisationsimpuls SL, daß
das Ausgangssignal des Zählers 23 vom logischen Niveau 0 auf
Niveau 1 wechselt. Dieses Signal bleibt auf Niveau 1 während
der ganzen Austastdauer der Zeile von Rang 1. Wohlgemerkt
würde ein Signal derselben Form zwischen zwei verschiedenen
Zeilen-Synchronisationsimpulsen auftreten, wenn eine Zeile
von anderen vorbestimmten Rang gewählt wäre.
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Das Zeitdiagramm f stellt die Ausgangsimpulse des Oszillators
25 dar. Diese Impulse werden dem Differentialzähler 34
zugeführt. Dieser Zähler zählt während des Austastens jeder Zeile
entsprechend dem Programmiersignal, welche über die Eingänge
36, 37 zugeführt werden, die Anzahl der vom Oszillator
gelieferten Impulse zwischen dem Beginn to des Austastens einer
Zeile und einem Zeitpunkt t1, von dem ab die Anzahl
charakteristischer Luminanzübergänge in einer Austastzeile bestimmt
werden soll. Dieser Zähler berechnet auch die Anzahl von
Impulsen, die vom Oszillator zwischen den Zeitpunkten t1 und t2
geliefert werden, welche von einem Zeitintervall getrennt
sind, das der Ausschneidedauer einer Austastzeile vom
Zeitpunkt t1 an entspricht.
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Das für jede Austastzeile vom Ausgang 35 des Zählers 34
gelieferte Signal ist z. B. ein Signal von Niveau 0 zwischen dem
Zeitpunkt t0 zu Beginn des Austastens jeder Zeile und dem
Zeitpunkt t1 zu Beginn des Zeilenausschneidens. Dieses Signal
wechselt auf das logische Niveau 1 zum Zeitpunkt t1 bei
Beginn des Zeilenausschneidens und fällt dann zum Zeitpunkt t2
bei Ende des Zeilenausschneidens auf das logische Niveau 0
zurück. Das Ausgangssignal des Zählers 35 wird durch das
Zeitdiagramm g dargestellt.
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Das Zeitdiagramm h zeigt das logische Ausgangssignal des
Gatters 38. Dieses Gatter liefert über seinen Ausgang ein Signal
vergleichbar demjenigen, das über den Ausgang des
Differentialzählers 34 ausgegeben wird, aber nur während des
Abtastens der Zeile vorbestimmten Rangs, der durch das
Ausgangssignal
des Zählers 23 gewählt wird. Das logische
Ausschneidesignal erscheint für die anderen, nicht gewählten Zeilen
nicht mehr am Ausgang des Gatters 38.
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Das Zählgatter 43 erhält über einen Eingang die
charakteristischen Luminanzübergangs-Signale, welche von den
Formungsmitteln 12 geliefert werden. Diese Signale sind im Diagramm i
dargestellt. Sie werden laufend von den Mitteln 12 für alle
Austastzeilen geliefert. Das Zählgatter 43 erhält
andererseits über einen anderen Eingang das logische
Ausschneidesignal der vorbestimmten Zeile, wie im Diagramm h dargestellt.
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Der Ausgang des Gatters 43 liefert daher ein Signal,
dargestellt in j, welches allein die Luminanzübergänge
kennzeichnet, welche im Videosignal während des Ausschneidezeitraums
t2 bis t1 der Zeile vorbestimmten Ranges auftreten (z. B. von
Rang l oder jeden anderen vorgewählten Rang), wie in j
dargestellt. Diese Übergangsanzahl wird daher vom Vorwärts- und
Rückwärtszähler 45 gezählt, der ein Warnsignal 48 auslösen
kann, wenn eine vorbestimmte Übergangsanzahl erreicht ist.
Wohlgemerkt können diese Übergänge gezählt werden für den
vorbestimmten Ausschneidezeitraum und für alle Zeilen
desselben Ranges während des Abtastens aufeinanderfolgender Bilder.
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Der Ausgang 47 des Zählers 45 liefert ein logisches Signal,
welches kennzeichnet, daß die vorbestimmte Übergangssumme
erreicht ist. In einer anderen Ausführungsform kann dieses
logische Signal im Speicher 49 gespeichert werden, so daß das
Warnsignal 48 nur ausgelöst wird, wenn die vorbestimmte
Übergangsanzahl mehrmals während des Abtastens mehrerer
aufeinanderfolgender Bilder mehrmals nicht erreicht worden ist.
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Die Erfindung ermöglicht es daher, die oben angeführten Ziele
zu erreichen: Man kann sich klarmachen, daß es zur
Gebäudeüberwachung z. B. nicht mehr nötig ist, z. B. beim Auftreten
eines Eindringlings die möglicherweise in allen Austastzeilen
eines Bildes auftretenden Veränderungen zu kontrollieren,
sondern nur die Veränderungen der charakteristischen
Luminanzübergänge einer einzigen Zeile, und dies nur während
einer sehr beschränkten Austastdauer dieser Zeile. Außerdem
erlaubt es die Vorrichtung, ein Warnsignal bei Abwesenheit
eines Videosignals auszulösen. Das ist in der Tat in
Sicherheitssystemen sehr wesentlich, da der Empfang eines
Videosignals sichergestellt sein muß.
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Die Warnsignalauslösemittel 50 vom monostabilen Typ können
ferner Mittel mit einer Auslösespannungsschwelle sein, die es
erlauben, ein Warnsignal auszulösen, wenn im Empfang des
Videosignals ein wesentliches Grundrauschen vorliegt.