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Schaltungsanordnung zur Kompensation von Signalver-
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zerrungen am Rande eines Fernsehbildes Die Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung zur Kompensation von Signalverzerrungen am Rande des Fernsehbildes
einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker, eine
Fernsehkamera, eine Ablenkschaltung und einen Monitor aufweist, wobei die Fernsehkamera
eine Fernsehaufnahmeröhre, horizontale und vertikale Ablenkspulen und einen Videoverstärker
und die Ablenkschaltung Generatoren für die Horizontal- und die Vertikal-Ablenkimpulse
und Sägezahngeneratoren für die Erzeugung der Ablenkspannungen enthält, die mit
der Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Korrektursignalen verbunden sind. Eine
derartige Schaltung dient zur Korrektur von Verzerrungen und ermöglicht somit eine
bessere Wiedergabe von Fernsehbildern.
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In der DE-PS 14 62 016 ist eine derartige Röntgenfernseheinrichtung
beschrieben, bei der die Kompensation des durch Vignettierung des Eingangslichtstrahlenbündels
verursachten Helligkeitsabfalles am Rande des Fernsehbildes dadurch behoben wird,
daß ein Hilfssignal durch Integration der Ablenkspannungen und proportionaler Amplitudenssteuerung
durch den Mittelwert des Videosignales gebildet und zu dem Videosignal addiert wird.
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Dadurch wird das Videosignal am Bildrande verstärkt, so daß durch
diese Überlagerung der Helligkeitsabfall am Rande ausgeglichen wird. Eine weitere
Korrektur des Fernsehbildes erfolgt nicht.
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In einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette werden
Geometrieverzerrungen
erzeugt, die weitgehend von dem Bildverstärker und zum kleineren Teil von der Fernsehkamera
verursacht werden. So stellen sich beispielsweise auf dem Eingangsleuchtschirm des
Röntgenbildverstärkers projizierte kreisförmige Ringe gleichen Abstandes auf dem
Monitor derart dar, daß der Abstand im Zentrum des Bildes kleiner ist und zum Rande
exponentiell größer wird. Bei einem Testgitter erhält man eine Kissenverzeichnung,
wie sie beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist. Dies beruht auf einer Dehnung
des Bildes zum Rande hin. Dadurch entsteht zusätzlich der Helligkeitsverlust durch
Vignettierung. Für quantitative Messungen im Röntgenfernsehbild und zur detaillierten
Wiedergabe sind beide Effekte sehr störend.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Schaltungsanordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Geometrieverzerrungen des Fernsehbildes
und damit auch die dadurch verursachte Vignettierung eliminiert werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein
Speicher vorhanden ist, in dem Korrektursignale für die Geometrieverzerrung der
Röntgenbildververstärker-Fernsehkette eingespeichert sind und der mit der Ablenkschaltung
derart verbunden ist, daß die Ablenkspannungen mit dem Korrektursignal überlagert
werden. Dadurch wird erreicht, daß bereits während der Abtastung des Targets der
Fernsehaufnahmeröhre die Verzerrungen durch Korrektur der Ablenkspannungen unterdrückt
werden.
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Eine einfache Adressenansteuerung der Speicher erhält man, wenn vor
den Speichern Zähler geschaltet sind, denen die vertikalen, horizontalen und weitere
Taktimpulse
zugeführt werden. Einen einfachen Aufbau erhält man,
wenn zwischen Sägezahngeneratoren und Ablenkspulen jeweils Additionsstufen vorgesehen
sind, wenn zwei Speicher für Korrektursignale für die Geometrieverzerrungen in x-
und y-Richtung vorgesehen sind, an deren Adresseneingang je ein Zähler angeschlossen
ist, wobei dem Zähler für den Zweig in y-Richtung die Horizontal- und Vertikal-Ablenkimpulse
und dem Zähler für den Zweig in x-Richtung die Horizontal-Ablenkimpulse und Taktimpulse
zugeführt werden, wobei die Taktimpulse eine höhere Frequenz als die Horizontal-Ablenkimpulse
aufweisen, wenn die Ausgänge der Speicher jeweils mit dem einen Eingang einer Multiplikationsstufe
verbunden und über je eine Betragswertschaltung an dem jeweils zweiten Eingang der
jeweils anderen Multiplikationsstufe angeschlossen sind, und wenn die Ausgangssignale
der Multiplikationsstufen über A/D-Wandler den Additionsstufen zur Überlagerung
zugeführt werden. Die Korrektursignale lassen sich auf einfache Weise jederzeit
neu einstellen, wenn an den Speichern eine Programmierelektronik angeschlossen ist,
die mit einer Vergleichsschaltung verbunden ist, der das Videosignal eines von der
Röntgendiagnostikeinrichtung durchstrahlten Testobjektes und das Ausgangssignal
eines mit den Horizontal-Ablenkimpulsen beaufschlagten Testgenerators zugeführt
wird.
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Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung, Fig. 2 die
Schaltungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 3 bis 5 unkorrigierte und korrigierte
Fernsehbilder eines Testobjektes, und
Fig. 6 und 7 Ablenkspannungen.
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In Figur 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Hochspannungsgenerator
1 dargestellt, der eine Röntgenröhre 2 betreibt. Im Strahlengang der Röntgenröhre
2 ist vor dem Röntgenbildverstärker 4 ein gitterförmiges Testobjekt 3 angeordnet.
Eine auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 4 ausgerichtete Fernsehkamera
5 wandelt das sichtbare Bild in Videosignale um, die auf einem an der Fernsehkamera
5 angeschlossenen Monitor 6 dargestellt werden. An der Fernsehkamera 5 ist weiterhin
eine Ablenkschaltung 7 angeschlossen, die mit einer Schaltungsanordnung 8 zur Kompensation
von Signalverzerrungen am Rande des Fernsehbildes einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette
verbunden ist, der weiterhin das Videosignal der Fernsehkamera 5 zugefuhrt wird.
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Anhand der Figur 2 werden der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung näher erläutert. In der Figur 2 ist die Fernsehkamera 5 mit
einer Fernsehaufnahmeröhre 10 dargestellt, um die die horizontalen 11 und vertikalen
Ablenkspulen 12 angeordnet sind. Das Videosignal wird an einem Ableitwiderstand
13 vom Target der Fernsehaufnahmeröhre 10 abgegriffen und in einem Videoverstärker
14 verstärkt und dem Monitor 6 zugeführt.
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Das Ausgangssignal des Videoverstärkers 14 wird weiterhin einer den
einen Eingang der Schaltungsanordnung 8 bildenden Vergleichsschaltung 15 zugeführt,
die ein von einem mit den Horizontal-Ablenkimpulsen H beaufschlagten Testgenerator
16 erzeugtes gitterformiges Testbild, das der richtigen Abbildung des Testobjektes
3 entspricht, mit dem Videosignal vergleicht. An der Vergleichsschaltung 15 ist
eine Programmierelektronik 17 angeschlossen,
die mit zwei Speichern
18 und 19, beispielsweise programmierbaren Festwertspeichern (PROM), verbunden ist,
in denen gesteuert durch die Programmierelektronik 17 Korrektursignale für die Geometrieverzerrungen
in y- und x-Richtung eingespeichert werden4 An dem Adresseneingang des ersten Speichers
18 für die Funktion f(y) ist ein erster Zähler 20 angeschlossen, dem die Horizontal-Ablenkimpulse
H als Zählimpulse und die Vertikal-Ablenkimpulse V als RUcksetz- und weitere Zählimpulse
zugeführt werden. An dem zweiten Speicher 19, in dem die Funktion f(x) eingespeichert
ist, ist ein zweiter Zähler 21 angeschlossen, dem Taktimpulse T, die eine höhere
Frequenz als die Horizontal-Ablenkimpulse H aufweisen, als Zählimpulse und die Horizontal-Ablenkimpulse
H als Rücksetz-und zweite Zählimpulse zugeführt werden. Die beiden Speicher 18 und
19 sind jeweils mit dem einen Eingang einer Multiplikationsstufe 22 und 23 verbunden.
Dem zweiten Eingang der ersten Multiplikationsstufe 22 wird das Ausgangssignal des
zweiten Speichers 19 über eine zweite Betragswertschaltung 25 zugeführt. Dem zweiten
Eingang der zweiten Multiplikationsstufe 23 wird das Ausgangssignal des ersten Speichers
18 über eine erste Betragswertschaltung 24 zugeführt. Die Ausgänge der Multiplikationsstufen
22 und 23 sind mit zwei Analog/Digital-Wandlern (A/D-Wandler 26 und 27) verbunden,
die an zwei Additionsstufen 28 und 29 angeschlossen sind, in denen das Ausgangssignal
der A/D-Wandler 26 und 27 mit den Ausgangssignalen eines vertikalen Sägezahngenerators
30 und eines horizontalen Sägezahngenerators 31 überlagert wird. Die Sägezahngeneratoren
30 und 31 und die daran angeschlossenen Generatoren 32 und 33 für die Erzeugung
der Horizontal- H und Vertikal-Ablenkimpulse V bilden die Ablenkschaltung 7.
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Wird nun das Testobjekt 3 in den Strahlengang der Rönt-
genröhre
2 gebracht, so erzeugen der Röntgenbildverstärker 4 und die Fernsehkamera 5 ein
Ausgangsbild mit einer kissenförmigen Verzerrung, wie sie beispielsweise in Figur
3 dargestellt ist. Das zu diesem Bild gehörende Videosignal wird der Vergleichsschaltung
15 zugeführt, in der das Videosignal mit dem Ausgangssignal des Testgenerators 16
verglichen wird, der ein gitterförmiges Testbild erzeugt. Die Programmierelektronik
17 bewirkt nunmehr eine Veränderung der in den Speichern 18 und 19 eingelesenen
Werte so lange, bis das Videosignal dem Signal des Testgenerators 16 entspricht.
Dies kann entweder erst nur in einer Richtung oder gleichzeitig in beiden Richtungen
erfolgen.
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Erfolgt zuerst nur eine horizontale Korrektur, so braucht der Testgenerator
16 nur Impulse in einem festen Abstand innerhalb einer Zeile des Videosignales zu
erzeugen. Die Programmierelektronik 17 verändert nun für jede Zeile die in dem zweiten
Speicher 19 eingelesenen Werte, bis daß das Videosignal mit dem Testsignal übereinstimmt.
In diesem Falle erhält man ein in Figur 4 dargestelltes Ausgangssignal. Das Gitter
ist nunmehr nur horizontal in x-Richtung korrigiert. Der gleiche Vorgang verlauft
auch für die vertikale Richtung gleichermaßen ab, so daß nach Beendigung der Einstellung
durch die Programmierelektronik 17 ein vollständig korrigiertes Bild gemäß Figur
5 auf dem Monitor 6 zu sehen ist. In diesem Falle ist der Einstelivorgang beendet,
so daß das Testobjekt 3 entfernt werden kann und man nunmehr von jedem Untersuchungsobjekt
ein korrigiertes Ausgangsbild erhält.
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Die in den Speichern 18 und 19 enthaltenen Korrekturfunktionen f(y)
und f(x) weisen die Formen von ungeraden Potenzfunktionen auf. Durch die Absolutwertbildung
in den Betragswertschaltungen 24 und 25 werden daraus
parabelförmige
Kurvenverläufe. Dadurch wird erreicht, daß beispielsweise in x-Richtung an den Rändern
höhere Ablenkspannungen an den Ablenkspulen 11 stehen als bei der normalen Abtastung
zur Verfügung stehen. Dies ist durch die ausgezogene Kurve in Figur 6 verdeutlicht,
während die gestrichelte die vom Sägezahngenerator 31 gelieferte Sägezahnspannung
darstellt. Für die Ablenkung in y-Richtung ergibt sich ein in Figur 7 dargestellter
Kurvenverlauf. Ebenfalls in der Bildmitte entspricht die an den Ablenkspulen 12
anliegende Spannung den durch den Sagezahngenerator 30 gelieferten Spannungen. Diese
werden, je dichter sie an dem Bildrand liegen, während jeder Zeile mit einer parabelförmigen
Spannung überlagert, so daß sich der ausgezogene Verlauf ergibt. Wiederum ist der
vom Sagezahngenerator 30 gelieferte Spannungsverlauf gestrichelt dargestellt.
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Anstelle zweier Speicher 18 und 19 und der Einspeisung in beiden Ablenkzweigen
läßt sich auch nur ein Speicher verwenden, der aber entsprechend groß sein muß.
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4 Patentansprüche 7 Figuren