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Verfahren zur Peilbilddarstellung
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Die Erfindung Betrifft ein Verfahren zur Rekonstruktion einer Peilfigur
aus einzelnen diskreten Peilbildern, die durch wiederholte Abtastung der Peilfigur
gewonnen werden.
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Bei der Abtastung werden gewisse, das momentane Peilbild charakterisierende
Komponenten ermittelt und digitalisiert und vom Peilort an den Auswerteort übertragen.
Am Auswerteort werden aus diesen Komponenten einzelne diskrete Originalbilder rekonstruiert.
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Diese direkte Rekonstruktion ergibt bei stehenden oder nur langsam
schwankenden Peilfiguren einen fast natürlichen Eindruck. Bei raschen Schwankungen,
wie sie z. B. bei Mehrfachempfang auftreten können, entstehen bei dieser Darstellung
jedoch stark unterschiedliche Originalbilder. Die ursprünglich flächige Ausschreibung
des Bildschirms durch die sich kontinuierlich ändernde Peilfigur geht über in eine
ruckartige Veränderung einer einzigen Peilellipse.
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Derartige Peilfiguren sind schwer ablesbar und wirken auf das Auge
des Beobachters außerordentlich anstrengend.
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Zur Verbesserung ist das Verfahren der Bildwiederholung bekannt. Hierbei
werden die übertragenen Daten für eine gewisse Zeit (z. B. 2 Sek.) zwischengespeichert.
Die jeweils ältesten Daten werden durch neue übertragene Daten überschrieben. Durch
rasches zyklisches Auslesen des Speicherinhalts erreicht man, begründet durch die
Trägheit des Auges, eine quasi gleichzeitige" Darstellung und eine verbesserte flächige
Ausschreibung des Bildschirms.
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Um die äußeren Begrenzungslinien einer Peilfigur,wie z. B.
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eines Polyganzugs, erkennen zu können, benötigt man sehr viele Bilder
(Einzelellipsen). Da bei dem Verfahren der Bildwiederholung nur die direkt übertragenen
Originalbilder verwendet werden, benötigt der Aufbau einer entsprechenden Peilfigur
längere Zeit.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches die
flächige Ausschreibung der zu rekonstruierenden Peilfigur aus den aktuellen Daten
ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Originalbildern zu interpolieren und nach Maßgabe der dadurch gewonnenen Interpolationswerte
zusätzlich zu den Originalbildern Zwischenbilder darzustellen.
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Der Vorteil der Bildinterpolationen besteht darin, daß trotz raschen
Bildwechsels eine flächige Ausschreibung des Bildschirms erreicht wird und dadurch
auch z. B. ein Mehrfachempfang getasteter Signale erkannt werden kann.
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Vorteilhafterweise werden die übertragenen Daten am Empfangs ort in
einen Speicher eingeschrieben und in der
Reihenfolge ihres Eintreffens
aus diesem ausgelesen und weiterverarbeitet. Dadurch ist der Eingang zur Ubertragungsstrecke
hin immer frei für neu ankommende Daten.
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Ein weiterer damit verbundener Vorteil ist in der Möglichkeit zu sehen,
das Bildinterpolationsverfahren mit den Bildwiederholverfahren zu kombinieren oder
zwischen beiden Verfahren zu wechseln. Bei der Kombination können beide Verfahren
verschieden stark gewichtet werden, so daß die Wahlmöglichkeit besteht vom reinen
Bildwiederholverfahren bis zum reinen Bildinterpolationsverfahren mit Zwischenstufen,
bei denen die Darstellung der als Historie gespeicherten Originalbilder zusätzlich
zu dem aktuellen Bildpaar mit Zwischenbildern immer wiederholt wird. Weiter kann
hier eine Wahlmöglichkeit vorgesehen sein, ob auch zu den weiter zurückliegenden
Originalbildern jeweils durch Interpolation Zwischenbilder dargestellt werden, oder
ob dies nur bei dem neuesten verarbeiteten Bildpaar geschehen soll.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
die von der Ubertragungsstrecke neu eintreffenden Daten direkt, also mit Unterbrechung
des übrigen Darstellungsablaufs, zur Darstellung eines Originalbildes führen, und
somit die jeweils aktuellste Information in das Bild eingeblendet wird.
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Zur Unterscheidung der Originalbilder von den Zwischenbildern ist
gemäß einer weiteren Ausführung vorgesehen, die Originalbilder heller darzustellen
als die Zwischenbilder.
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Als besonders günstig ist eine Ausführung zu werten, bei der die Zahl
der Interpolationsschritte gleich einer Potenz der Zahl zwei ist, da hierdurch die
Interpolation.bedeutend vereinfacht wird.
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Nachfolgend wird anhand der Abbildung der Aufbau einer als unter den
verschiedenen denkbaren Möglichkeiten aufgrund des geringen Schaltungsaufwands besonders
vorteilhaft anzusehenden Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
Ein wesentliches Glied einer solchen Schaltungsanordjiung muß eine Einrichtung zur
Bildung der Interpolationswerte aus den Komponenten zweier Originalbilder sein.
Dabei sind grundsätzlich zwei Aufgaben zu unterscheiden: a) Bestimmen der Interpolationsschrittweite
aus den Werten gleichartiger Komponenten zweier Originalbilder und der vorgegebenen
Anzahl der Interpolationsschritte durch Subtraktion und Division b) Errechnen der
jeweils nächstes Interpolationswerte aus den letzten Werten und den bestimmten Interpolationsschrittweiten
durch sukzessive Addition.
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Diese Aufgaben können beispielsweise erfüllt werden von einem Mikrocomputer.
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Um sowohl die Komponenten des jeweils bearbeiteten Bildpaares und
der folgenden Originalbilder als auch eine Historie bereits dargestellter Bilder
(zur Kombination des Bildinterpolationsverfahrens mit dem Bildwiederholverfahren)
immer bereit zu haben, ist ein Schreib-Lese-Speicher (rom) zum Speichern der Originalbild-Komponenten
vorgesehen.
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In diesen Speicher werden die von der Übeftragungsstrecke ankommenden
Daten eingeschrieben und sukzessive zur Verarbeitung ausgelesen. Zum Zwischenspeichern
der von der Übertragungsstrecke neu ankommenden Daten bis zum Einschreiben in den
Schreib-Lese-Speicher ist ein Eingangsspeicher vorgesehen, der die Komponenten zu
einem Originalbild speichern kann.
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Um ein Uberschreiben von noch nicht im RAN abgespeicherten Daten durch
neu ankommende Daten zu vermeiden, ist dabei die Umspeicherung vom Eingangsspeicher
in den Schreib-Lese-Speicher mit Vorrang gegenüber anderen Arbeitsabläufen durchzuführen.
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Zur Darstellung eines Originalbildes oder Zwischenbildes auf dem Sichtgerät
werden die entsprechenden Komponenten zweckmäßigerweise in einem Ausgangsspeicher
abgelegt und jeweils durch die Komponenten eines neuen Bildes überschrieben. Dadurch
können während der Darstellung eines Bildes bereits die Komponenten des nächsten
Bildes bestimmt werden.
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Um die verschiedenen Vorgänge aufeinander abzustimmen wird der Arbeitsablauf
in einzelne, im einfachsten Fall gleichlange Arbeitszyklen aufgeteilt. Die zeitliche
Dauer der Arbeitszyklen wird durch eine hierfür vorgesehene Vorrichtung auf die
Ubertragungsrate und die gewählte Anzahl der Interpolationsschritte abgestimmt.
Auch eine Variation der Zyklusdauer in Abhängigkeit von der Anzahl der im RAM gespeicherten,
noch nicht bearbeiteten Originalbilder kann ergänzend hinzugenommen werden Ein Steuerwerk
legt zu Beginn eines Zyklus die Art des durchzuführenden Arbeitsvorgangs fest. Bei
den Arbeitszyklen sind nun grundsätzlich die folgerden Arten zu unterscheiden: 1)
Speicherzyklus zum Einschreibe der im Eingangsspeicher zwischengespeicherten Daten
in den Schreib-Lese-Speicher 2) Berechnungszyklus zur Bestimmung der Interpolationsschrittweiten
und des ersten Interpolationswertes
3) Interpolationszyklus zur
Bildung des nächsten Interpolationswerts.
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Parallel zu diesen verschiedenen Arbeitszyklen erfolgt während der
gesamten Zyklusdauer jeweils die Darstellung eines Original- oder Zwischenbildes.
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Priorität hat, wie bereits angeführt, der Speicherzyklus.
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Eine günstige Anordnung hierzu sieht ein Signal-Flip-Flop in Verbindung
mit dem Eingangsspeicher vor, das beim Vorliegen neuer Daten von der ttbertragungsstrecke
her gesetzt wird und dadurch ein Signal an das Steuerwerk abgibt und dieses veranlaßt,
den nächsten Zyklus als Speicherzyklus durchzuführen.
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Zur hervorgehobenen Darstellung einzelner Bilder, z. B.
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der Originalbilder gegenüber den Zwischenbildern, kann die Verlängerung
der Dauer eines Zyklus vorgesehen werden.
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Eine besonders vorteilhafte Einrichtung zur Bildung der Interpolationswerte
aus den Komponenten zweier Originalbilder, was auch die Bestimmung der Interpolationsschrittweiten
einschließt, ist in Anspruch 9 ausführlich angegeben.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen vorteilhaften Schaltungsanordnung
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die FIG. 1 noch eingehend geschildert.
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Die von der Ubertragungsstrecke u kommenden, parallelen Daten werden
asynchron zu den Zyklen zunächst im Eingangsspeicher 1 zwischengespeichert. Gleichzeitig
wird ein entsprechendes Signal-Flip-Flop gesetzt.
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Zu Beginn eines jeden Zyklus wird das Signal-Flip-Flop abgeprüft.
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Sobald dabei die Ankunft neuer Daten erkannt wird, läuft der Speicherzyklus
ab. Hierbei werden zunächst die parallelen Datenausgänge des Speichers 1 niederohmig
geschaltet.
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Dadurch gelangen die Daten über den internen Datenbus an den Eingang
des Schreib-Lese-Speichers 2 der auf "Schreiben" umgeschaltet wird. Nachdem die
Daten auf diese Weise in den Speicher eingeschrieben wurden, wird der Stand eines
Zahlers, von dem die Schreibadresse abgeleitet wird, um eins erhöht.
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Sofern eine direkte Darstellung der Daten erwünscht ist, können sie
auch in den Ausgangsspeicher 3 übertragen werden. Um diese Information hervorzuheben
wird die Zykluszeit um etwa Faktor drei gegenüber den anderen Zyklen verlängert.
(Die entsprechende Peilellipse erscheint dann heller).
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Ergibt die Abfrage des Signal-Flip-Flops bei Beginn eines Zyklus keine
neuen Daten, dann wird als nächstes der Stand des Zählers abgefragt, der die Anzahl
der seit der letzten Berechnung dargestellten Zwischenbilder zählt. Ergibt sich
aus dieser Abfrage, daß alle von einem Bildpaar abgeleiteten Zwischenstufen dargestellt
wurden, dann beginnt ein Berechnungszyklus. Hierzu wird der Speicher 4 so geschaltet,
daß sein Inhalt auf den internen Daten-Bus gelangt.
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(Es ist dies einer der beiden vorausgegangenen Ausgangswerte).
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Vom Daten-Bus werden die Werte in den Ausgangsspeicher 3 übernommen.
Während der gesamten Zykluszeit (ca. 500/uns) wird damit das der Komponente zugehörige
Stellglied angesteuert bzw. das entsprechende Bild dargestellt. (Die Rechnung benötigt
nur etwa 40/uns).
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Als nächstes wird der Speicher 4 wieder so umgeschaltet, daß seine
Parallel eingänge am internen Daten-Bus liegen.
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Der Schreib-Lese-Speicher 2 wird auf " Les en" umgeschaltet; sein
Adresseingang wird vom Lesezähler angesteuert. Dadurch wird der Speicher 4 mit dem
ersten Ausgangswert A des nächsten Bildpaares geladen.
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Danach wird die Adresse des Speichers 2 vom Lesezähler um eins erhöht
und der zweite Ausgangswert B über den Daten-Bus parallel in den Speicher 5 übertragen.
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Nun wird die Differenz B - A gebildet. Hierzu werden die beiden Werte
A und B gleichzeitig seriell einmal über alle Speicherplätze der Speicher 4 bzw
5 und der nur zur Verlängerung dienenden Schieberegister 6 bzw. 7 verschoben.
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Der Wert A gelangt über das Schieberegister 6 an das Gatter 9 und
an den Schalter 10a. Der Schalter 1Oa ist hierbei in Stellung I so geschaltet, daß
der Wert A direkt an den Serieneingang des Speichers 4 gelangt und nach einer kompletten
Verschiebung über alle Speicherplätze wieder an der alten Stelle im Speicher 4 steht.
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Während der Subtraktion ist der zweite Eingang des rklusiv-Oder-Gatters
9 auf H-Pegel gelegt. An seinem Ausgang erscheint deshalb der Wert A invertiert.
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Aus den invertierten Zahlenstellen von A und den über das Schieberegister
7 kommenden Zahlenstellen von B entsteht deshalb am Ausgang des Addierers 8 die
Differenz B-A. Der Schalter 10b ist dabei in Stellung I so geschaltet, daß die Differenz
an den seriellen Eingang des Speichers 5 gelangt. Nach einer kompletten Verschiebung
über alle Speicherplätze steht deshalb statt dem Wert B die Differenz B - A im Speicher
5.
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Die Differenz B - A muß nun entsprechend der Anzahl der
gewählten
Zwischenstufen dividiert werden. Man wählt für die Zwischenstufenzahl zweckmäßigerweise
ganze Potenzen der Zahl zwei (2°=1,...25*32..). Die erforderliche Division wird
dann dadurch erreicht, daß der Differenzwert in den Speichern 5 und 7 um dem Exponenten
der gewählten Zwischenstufenzahl entsprechend viele Schritte in Richtung des Addierers
verschoben wird.
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Zum Abschluß des Berechnungsvorgangs wird der erste Zwischenwert errechnet.
Hierzu werden die Schalter 10a und 10b in Stellung II umgeschaltet. Danach werden
die beiden Werte A und BnA gleichzeitig seriell einmal vollständig über alle Speicherstellen
verschoben. Durch die Umschaltung gelangt dabei der Interpolationswert B-A wieder
unverändert n in seine Ausgangsstellung. Da nun der zweite Eingang des Gatters 9
auf L-Pegel liegt, gelangt der Wert A unverändert an den Eingang des Addierers 8.
Am Ausgang des Addierers 8 entsteht dadurch die Summe A + 1 (BñA), n ist dabei die
n gewählte Anzahl der Interpolationsschritte. Diese Summe entspricht dem ersten
Zwischenwert. Sie gelangt in den Speicher 4 und wird dort bis zum Beginn des nächsten
Zyklus bereitgehalten.
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Wenn bei Beginn eines neuen Zyklus weder neue Werte vorliegen noch
eine Interpolationsberechnung fällig ist, wird zunächst der im Speicher 4 bereitgehaltene
Zwischenwert über den internen Daten-Bus an den Ausgangsspeicher 3 weitergeleitet.
Danach wird durch eine serielle Verschiebung der in den Speichern 5 und 7 enthaltene
Interpolationswert ein weiteres Mal auf den in den Speichern 4 und 6 enthaltenen
Zwischenwert aufsummiert. Dieser Wert läßt sich allgemein mit A + m . (B A n beschreiben.
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Hierbei ist n die gewählte Zwischenstufenzahl und m eine ganze Zahl
Kn.
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Der jeweils berechnete Zwischenwert wird wiederum bis zum Beginn des
nächsten Zyklus im Speicher 4 bereitgehalten.
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Die Zyklusdauer wird von einer monostabilen Kippstufe bestimmt und
läßt sich über eine entsprechende Verstellung des R-C-Gliedes verändern.
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