DE3146963A1 - Verfahren und anordnung zur fernsehmonitorfotografie - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 5115 DE

Verfahren und Anordnung zur Fernsehmonitorfotografie

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Fernsehmonitorfotografie nach dem Oberbegriff des Anspruchs und Anordnungen nach demjenigen des Anspruchs 6. Derartige Verfahren und Anordnungen zu ihrer Durchführung sind z.B. aus der DE-OS 23 11 210 bekannt.

Insbesondere auf dem Gebieht von medizinischen Aufnahmeverfahren, bei denen das Bild erst nach Bearbeitung mit einem Rechner etc. entsteht und dann auf einem Fernsehschirm wiedergegeben werden kann, hat es sich als wichtig erwiesen, ein fotografisches Dokument dieses Bildes herstellen zu können. Dabei sind reproduzierbare Aufnahmen wichtig, bei denen in keinem Schwärzungsbereich des Films Informationen verloren gehen.

Aus obengenannter DE-OS 23 11 210 ist eine Anordnung zum automatischen Konstanthalten des Spitzenwertes der Bildhelligkeit einer Fernseh-Bildwiedergaberöhre bekannt, bei der ein Meßwandler aus den Augenblickswerten der Helligkeit des Bildschirms ein Meßsignal bildet. Aus den Spitzenwerten dieses Signals wird dann ein Istwert gewonnen, dessen Differenz zu einem entsprechend der gewünschten Helligkeit gewählten Sollwert als Regelgröße zur Beeinflussung des Steuerstroms der Bildwiedergaberöhre benutzt wird. Die Belichtung von fotografischen Aufnahmen nach Messung eines Leuchtintegrals in einer Dominante des Monitorbildes hat aber den Nachteil, daß je nach Bildinhalt unterschiedliche Belichtung für konstant gebliebene, d.h. für gleiche, Grauwerte erhalten wird. Je nach Bildinhalt ist ein Ab-

Kn 5 Kof / 23.11.1981

VPA 81 P 5115 DE schneiden von Informationen in den hellsten oder dunkelsten Bildpartien hinzunehmen "bzw. werden kontrastschwache Bilder erhalten, wenn das Bildsignal zu gering ist.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Möglichkeiten anzugeben, nach denen unabhängig vom Bildinhalt konstant gebliebene Grauwerte gleichartige Belichtung ergeben und bei denen weder in den hellsten noch in den dunkelsten Bildpartien Information abgeschnitten wird bzw. kontrastschwache Bilder erhalten werden und nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 hinsichtlich des Verfahrens bzw. des Anspruchs 5 hinsichtlich der Anordnung angegebenen Maßnahmen gelöst. Gegenstände der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Zur Fernsehwiedergabe von Bildern wird ein Fernsehsignal in Anpassung an die Wiedergabekennlinie der Bildröhre als vorverzerrtes Bildsignal der Steuerelektrode der Bildröhre zugeleitet. Von dem dann auf dem Leuchtschirm der Bildröhre entstehenden Bild wird nach der Erfindung * etwa mittels eines Lichtsensors oder im Gerät durch Lichtübertragung mit einem Lichtleiter und anschließendem Lichtsensor etc. der dunkelste Punkt im Bild, z.B.

die Austastung, in seiner Helligkeit konstant gehalten,' indem nach einem Istwert-zSollwertvergleich eine Steuerelektrode der Bildröhre nachgeregelt wird.

So ist die Anfangsschwärzung für einen beliebigen Film fest einstellbar. Die Umschaltung auf andere Filme kann dann über Änderung des Sollwertes oder der Belichtungs-

• - *f - VPA 81 P 5115 DE

zeit erfolgen. Automatisch kann eine entsprechende Anpassung an die Eigenschaften des Filmes auch durch eine Codierung an der Filmkassette erfolgen, wie sie bei Kassettenfotokameras an sich bekannt ist. Das Bildsignal wird in seiner Amplitude so geregelt, daß der hellste Bildpunkt immer eine konstante, z.B. die volle, Schwärzung des Filmes hervorruft. Für Sonderfälle könnte es auch vorteilhaft sein, dafür eine andere Schwärzung einzustellen.

Wird der Pegel für diese konstante Schwärzung über ein elektrisches Istwertsignal aus dem Bildsignal unter Berücksichtigung der Steuerkennlinie der Bildröhre eingeregelt, so ist zusammen mit der Regelung der Leuchtdichte der dunkelsten Bildstelle die Gewähr für eine konstante Filmbelichtung im übrigen Schwärzungsbereich gegeben. Dies beruht darauf, daß die Steuerkennlinie über längere Zeit als weitgehend konstant angenommen werden kann, d.h. die Verstärkung des Bildsignals wird nachgeregelt und es ergibt sich für den maximalen Signalwert auch die gewünschte maximale Filmschwärzung.

Falls die Alterung der Bildröhre vollkommen eliminiert werden soll, kann auch der Bildpunkt der maximalen HeI-ligkeit mit dem Lichtsensor auf der Bildröhre über einen Referenzimpuls, der vom maximal vorkommenden Weißwert im Bildsignal abgeleitet ist, konstant gehalten werden. Dies gilt auch für Polaritätsumkehr des Bildinhalts, d.h. wenn ein positives Bild als Negativ wiedergegeben werden soll, etwa um bessere Vergleichbarkeit mit den sonst üblichen Röntgenfilmbildern zu erzielen.

Dies entspricht auch einer Änderung der Verstärkung für das Bildsignal, jedoch nicht mit dem elektrischen Istwertsignal aus dem Bildsignal, sondern mit einem Ist-

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wertsignal über den Fotosensor, der die Helligkeit des Referenzimpulses mißt.

In vorliegendem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, eine Kontrastregelung anzuwenden, wie sie in der DE-OS 15 37 424 beschrieben ist. Dabei werden die im Bild vorhandenen dunkelsten Bildstellen auf den. Punkt der definierten AnfangsSchwärzung des Films gelegt und somit bei der Monitoraufnahme durch Elimination von Streustrahlung und ähnlichem Gleichlicht größere Kontraste erzielt als bei der Indirektaufnahme, etwa einer solchen vom Ausgangsschirm eines Bildverstärkers.

Um die volle Schwärzung einer hellen Bildfläche zu erreichen, kann es auch noch vorteilhaft sein, die Zeilenstruktur etwa mittels einer Anordnung nach der DE-OS 23 38 517 zu unterdrücken. Dabei kann neben der Methode der Pseudozwischenzeilenerzeugung durch Verschieben jedes zweiten V-Impulses die Rasterverschiebung auch durch eine einfache Spule auf dem Bildröhrenhals oder auf andere Weise vorgenommen werden. Damit lassen sich auch Verschiebungen jedes zweiten Vollbildes erreichen oder eine kontinuierliche Verschiebung während der Aufnahme, so daß die Zeilenstruktur vollkommen unterdrückt wird und die maximale Filmschwärzung erreichbar ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Äusführungsbeispiele weiter erläutert.. ' ■

In der Figur 1 ist anhand eines Blockschaltbildes eine erste erfindungsgemäße ■ Anordnung schematisch dargestellt,

in der Figur 2 die Wirkung der Erfindung anhand

der Auftragung der·Schwärzung gegen .die Intensität,

- jgr - VPA 81 P 5115 DE

in der Figur 3 eine Anordnung mit Istwert-/.

Sollwertvergleich,

in der Figur 4 ein der Figur 3 zugehörendes Diagramm entsprechend Figur 2,

in der Figur 5 die dazugehörende Steuerkennlinie.

In der Figur 1 ist mit 1 ein Fernsehmonitor bezeichnet, der eine Bildwiedergaberöhre 2 enthält, die mit einem Bildschirm 3, einer Kathode 4 und einem Wehnelt-Zylinder 5 versehen ist. Dem Monitor 1 ist eine Kamera 6 und ein Lichtsensor 7 vorgeschaltet. Letzterer ist zur Steuerung über eine Verstärkerschaltung 9 einer Schaltungsanordnung 10 für Istwert-VSollwertvergleich und ein Stellglied 11 zur Gewinnung der Regelgröße für den Wehnelt-Zylinder 5 zugeordnet. Außerdem ist noch ein Stellglied 12 vorhanden, mit welchem es möglich ist, über die gestrichelt dargestellte Verbindung 20 eine bereits erwähnte automatische Anpassung an die FiImcharakteristik mittels einer Codierung der Filmkassette 21 durchzuführen.

Aus einem Fernsehkanal 13 erhält der Bildmonitor 1 ein Fernsehsignal, welches mit bekannten Mitteln auf dem Leuchtschirm 3 in ein optisch sichtbares Bild umgewandelt wird. Mit der Einzelbildkamera 6 kann je nach Bedarf ein Bild erzeugt werden. Die Anpassung im Sinne der Erfindung erfolgt dann, indem die Verstärkung in Abhängigkeit der Filmkennlinie eingestellt wird. Der Sensor 7 besteht z.B. aus einer Fotodiode. Durch den mittels einer Linse 14 symbolisierten Kontakt mit dem Leuchtschirm 3 wird das erwünschte Signal des dunkelsten Punktes im Bild dadurch erhalten, daß der Sensor das Licht einer Bildschirmstelle empfängt, die der dunkelsten Bildstelle entspricht. Dazu kann auch ein sepa-

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rater Impuls in das Bildsignal eingekoppelt werden, der der dunkelsten Stelle im Bild selbst entspricht und z.B. bei 14' abgebildet wird. In 11 wird das Signal dann im Pegel verändert, so daß es am Wehnelt-Zylinder die erwünschte Einstellung der Bildhelligkeit ergibt.

In dem Diagramm der Figur 2 ist in der Abszisse die Intensität (I) der am Schirm erzeugten Helligkeit aufgetragen und in der Ordinate die damit in der Kamera 6, d.h. im Film der Kassette 21, erreichte Schwärzung (S). Die Kurve 22 stellt dann die Schwärzungskurve des Filmes dar, während die Linienführung 23 einerseits das Videosignal und im Teil 24 das Referenzsignal, d.h. den dunkelsten Bildbereich, darstellt. Die entlang der Abszisse liegenden, bei einer minimalen und einer maximalen Schwärzung gezogenen gestrichelten Linien stellen einmal mit 25 die mit dem Lichtsensor 7 eingestellte Minimalschwärzung und in der gestrichelten Linie 26 das über einen einstellbaren Verstärker 30 gewonnene elektrische Signal und die damit erreichte MaximalSchwärzung. Daraus ergibt sich eindeutig, daß mittels der erfindungsgemäßen Anordnung eine Anpassung im Sinne der Lösung vorliegender Aufgabe erreicht wird. Die in einem Bild vorhandene Schwärzungsverteilung ist nach der Erfindung immer auf die im Film vorhandene Schwärzungsmöglichkeit aufteilbar, so daß stets eine maximale Ausnutzung seiner Schwärzungskurve (Schwärzungsumfang) erreicht werden kann.

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In Figur 3 ist eine weitere Ergänzung vorgenommen, indem über einen elektrisch regelbaren Videoverstärker 30 und einen zusätzlichen Lichtsensor 7' und den nachfolgenden Istwert-/Sollwertyergleich 10' auch die Helligkeit der hellsten Bildstelle 14'' automatisch nachgeregelt wird.-Dazu wird in das Bildsignal zusätzlich

3U6963

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ein Weißimpuls 33 als Referenzimpuls über die Schaltung 34 eingekoppelt, der der hellsten Bildstelle im Signal 36 entspricht (vgl. Figur 4). Der Lichtsens'or 7' erfaßt diese Stelle 14'' des Referenzimpulses. Der zweite Lichtsensor 7^f kann eingespart werden, wenn durch Umschalten im Bildsignal das dunkelste und hellste Signal nacheinander auf der gleichen Stelle des Bildschirms 3 erscheinen. Ebenso ist es möglich, den gesamten Bildschirm 3 vor der Belichtung der Aufnahme zum Ausgleich der Regelungen nacheinander mit Signalen anzusteuern, die den hellsten 14'' und dunkelsten Bildstellen 14" entsprechen. Damit wird zusätzlich gewährleistet, daß auch bei starker Alterung der Bildröhre und der damit zusammenhängenden Änderung der Steuerkennlinie 35 im Diagramm,Helligkeit H zum Bildsignal B der Figur 5, die maximale Schwärzung konstant bleibt. Kurve 35 gibt die Steuerkennlinie einer gealterten Röhre an.

Zur Ausnutzung der aus der DE-OS 23 38 517 bekannten Befreiung des Bildes von der Zeilenstruktur kann, wie in Figur 1 angedeutet, am Hals der Bildröhre 2 eine Spule 28 angeordnet werden. Durch Betrieb mittels eines Zählers 29 kann die Spule 28 mit Wechselspannung versorgt werden, so daß z.B. bei jedem zweiten V-Impuls eine Verschiebung der eingegebenen Zeilen im Sinne der an sich bekannten Methode der Pseudozwischenzeilenerzeugung erfolgt.

5 Figuren

9 Patentansprüche

Claims (1)

1. 3H6963

   VPA 81 P 5115 DE Patentansprüche

   "' ν V Verfahren zur fotografischen Aufnahme von Fernsehbildern unter Zugrundelegung eines am Leuchtschirm gemessenen Belichtungswertes_s dadurch gekennzeichnet , daß jeder Amplitudenpegel des Bildsignals einer festen Schwärzung des Films zugeordnet ist, so daß unabhängig vom jeweiligen Mittelwert des Bildsignals die Schwärzungsverteilung auf den Bereich zwischen der maximalen und minimalen Schwärzung des Films verteilt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Lichtsensor,

   15' der wenigstens auf einen Teil des Leuchtschirms gerichtet ist, der dunkelste Punkt des jeweiligen Bildes in seiner Helligkeit auf einen konstanten Wert geregelt wird und das Bildsignal in seiner Amplitude so eingeregelt wird, daß der hellste Punkt auf dem Aufnahmematerial immer eine konstante, insbesondere die volle, Filmschwärzung hervorruft.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich der BiIdpunkt der maximalen Helligkeit mit einem Lichtsensor auf der Bildröhre über einen Referenzimpuls im Bildsignal, der vom maximal vorkommenden Weißwert im Bildsignal abgeleitet ist, konstant gehalten wird.

   k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bild vorhandenen dunkelsten Bildstellen auf den Punkt der definierten AnfangsSchwärzung des Films gelegt werden und die hellsten Bildstellen auf eine gev.ninschte Maximal Schwärzung,

   _ tf - VPA 81 P 5115 DE

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Methode der Pseudozwischenzeilenerzeugung durch Verschieben jedes zweiten V-Impulses oder einer anderen Maßnahme eine Verschiebung der Zeilenanordnung des Bildes erfolgt.

   6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach'Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die dunkelste und/oder die hellste Stelle des Bildes (je) ein Sensor vorgesehen ist.

   7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß für die dunkelste und/oder hellste Stelle ein gesonderter, insbesondere am Rand des Bildes liegender, Platz vorgesehen ist.

   8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß dem (bzw* den) Sensor(en) ein Sollwert-/Istwertvergleich(e) zugeordnet ist (sind).

   9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Hals der zur Erzeugung des Fernsehbildes benutzten Bildwiedergaberöhre eine mit einem Rechteckgenerator verbundene Spule angebracht ist.