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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE3503739 C2
Publication typeGrant
Application numberDE19853503739
Publication date4 Nov 1993
Filing date5 Feb 1985
Priority date10 Feb 1984
Also published asDE3503739A1, US4628357
Publication number19853503739, 853503739, DE 3503739 C2, DE 3503739C2, DE-C2-3503739, DE19853503739, DE3503739 C2, DE3503739C2, DE853503739
InventorsPaul Fenster
ApplicantElscint Ltd
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Digitale fluorographische einrichtung Digital fluorography device translated from German
DE 3503739 C2
Abstract  available in
Claims(13)  translated from German
1. Digitale fluorographische Einrichtung zum Darstellen radioaktiver Bilder von Objekten, mit einer Bilderfassungsvorrichtung zum Erfassen von Videosignalen, die für Bilder des Gegenstandes representativ sind, gekennzeichnet durch 1. Digital fluorographic means for displaying radioactive images of objects, with an image capture device to capture video signals representative of images of the object, characterized by
  • a) eine Bildverarbeitungsvorrichtung ( 14 ), die das Videosignal vor dessen Sichtanzeige verarbeitet und die einen logarithmischen Verstärker ( 31 ) zur Verstärkung des Videosignals durch eine logarithmische Funktion aufweist, und a) has an image processing device (14) which processes the video signal prior to its display and a logarithmic amplifier (31) for amplifying the video signal by a logarithmic function, and
  • b) eine Vorrichtung (Q3, RV4, R11, R12) zum Kappen des verstärkten Videosignals auf einen Wert über dem, der dem Null-Eingang des Verstärkers entspricht, um den Geräuschabstand zu verbessern und Verstärkungen von Signalfehlern in der Nähe des Nullpunktes auf der Ansprechkurve zu verhindern. b) means (Q3, RV4, R11, R12) for clipping the amplified video signal to a value above that corresponding to the zero input of the amplifier in order to improve the signal to noise ratio and gains of signal errors in the vicinity of the zero point on the response curve to prevent.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Kappen der verstärkten Videosignale eine Basislinien-Kappungsvorrichtung (Q3, R12, R13) aufweist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the device for caps of the amplified video signals having a baseline capping device (Q3, R12, R13).
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappungsvorrichtung eine Kurzschlußvorrichtung aufweist, die die verstärkten Videosignale bis zu einem bestimmten Wert kurzschließt. 3. A device according to claim 1, characterized in that said capping device comprises a short-circuiting device that short-circuits the amplified video signals to a certain value.
4. Digitale fluorographische Einrichtung zum Darstellen radiographischer Bilder von Objekten, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: 4. Digital fluorography means for displaying radiographic images of objects, characterized by the following combination of features:
  • a) eine Bilderfassungsvorrichtung ( 12 ) zum Erfassen von Videosignalen, die für Bilder des Objektes representativ sind, a) an image capture device (12) for detecting video signals representative of images of the object,
  • b) eine Bildverarbeitungsvorrichtung ( 14 ) zum Verarbeiten von Videosignalen vor der Bildanzeige, b) an image processing device (14) for processing video signals before the image display,
  • c) einen logischen Verstärker ( 31 ) innerhalb der Bildverarbeitungsvorrichtung zum Verstärken der Videosignale nach einer logarithmischen Funktion, c) a logic amplifier (31) within the image processing device for amplifying the video signals according to a logarithmic function,
  • d) eine Basislinien-Kappungsvorrichtung (Q3, R12, R13) zum Kappen der verstärkten Videosignale auf einen Wert über dem, der dem Null-Eingang des Verstärkers entspricht, um das Signal-Geräusch-Verhältnis zu verbessern und Verstärkungen von Signalfehlern in der Nähe des Nullpunktes auf der Ansprechkurve zu verhindern, d) in order to improve a baseline capping device (Q3, R12, R13) for clipping the amplified video signals to a value above that corresponding to the zero input of the amplifier, the signal to noise ratio and gains of signal errors in the vicinity of the to prevent zero point on the response curve,
  • e) eine Kurzschlußvorrichtung innerhalb der Basislinien- Kappungsvorrichtung zum Kurzschließen der verstärkten Videosignale bis zu einem bestimmten Wert, und e) a shorting device within the baseline capping device for short-circuiting the amplified video signals to a certain value, and
  • f) eine normalerweise stromleitende Diodenanordnung innerhalb der Kurzschlußvorrichtung zum Kurzschließen des Ausgangs des logarithmischen Verstärkers nach Erde bis zu einem vorbestimmten Wert. f) a normally current-conducting diode arrangement within the short-circuit device for short-circuiting the output of the logarithmic amplifier to ground up to a predetermined value.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen A/D-Wandler, eine Vorrichtung zum Koppeln des logischen Verstärkers mit dem A/D-Wandler, und eine Vorrichtung im A/D-Wandler zur Veränderung des Verstärkungsgrades des A/D-Wandlers, um die Verstärkung des Signalausgangs des logarithmischen Verstärkers zu steuern. 5. Device according to claim 4, characterized by an A / D converter, a device for coupling the logical amplifier to the A / D converter, and a device in the A / D converter for changing the gain of the A / D converter to control the gain of the signal output of the logarithmic amplifier.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen A/D-Wandler mit variablem Schwellwert zur Steuerung der Basislinienkappung des Ausgangs des logarithmischen Verstärkers. 6. Device according to claim 4, characterized by an A / D converter with a variable threshold value for control of the base line capping of the output of the logarithmic amplifier.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Veränderung des Verstärkungsgrades des A/D-Wandlers zur weiteren Steuerung der Basislinienkappung des Ausgangs des logarithmischen Verstärkers. 7. Device according to claim 6, characterized by a device for changing the gain of the A / D converter for further control of the base line capping of the output of the logarithmic amplifier.
8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die logarithmische Verstärkervorrichtung aufweist eine logarithmische Verstärkereinheit, die einen positiven Ausgang ergibt, der die vestärkten Videosignale darstellt, eine Differenzverstärkervorrichtung, eine Vorrichtung zum Verbinden der positiven und negativen Ausgänge der logarithmischen Verstärkereinheit mit Eingängen der Differenzverstärkervorrichtung, eine Kurzschlußvorrichtung, die eine mit dem Ausgang der Differenzverrstärkervorrichtung gekoppelte Diodenanordnung umfaßt, eine Vorrichtung zum Vorspannen der Kurzschlußvorrichtung, die oberhalb des Null-Ausgangspegels arbeitet, um den Ausgang des Differenzverstärkers in der Nähe von Null nach Erde kurzzuschließen, und eine Vorrichtung zum Variieren der Vorspannung für die Steuerung des Kappungspunktes. 8. A device according to claim 4, characterized in that the logarithmic amplifier device comprises a logarithmic amplifier unit, which gives a positive output, which represents the vestärkten video signals, a differential amplifier means, a device for connecting the positive and negative outputs of the logarithmic amplifier unit with inputs of the differential amplifier device , a short-circuiting device comprising means coupled to the output of the Differenzverrstärkervorrichtung diode arrangement, a device for biasing the short-circuit device that operates above the zero output level to short the output of the differential amplifier in the vicinity of zero to ground, and a device for varying the bias voltage for controlling the capping point.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannvorrichtung eine veränderliche Widerstandsvorrichtung aufweist, die die Spannung mit einem der Eingänge des Differenzverstärkers koppelt. 9. Device according to claim 8, characterized in that the biasing device comprises a variable resistance device, which couples the voltage to one of the inputs of the differential amplifier.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Steuerung des Knickpunktes des Ausgangs der logarithmischen Verstärkereinheit. 10. Apparatus according to claim 8, characterized by a device for controlling the break point of the output of the logarithmic amplifier unit.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Steuerung des Verstärkungsfaktors der logarithmischen Verstärkereinheit. 11. Apparatus according to claim 10, characterized by a device for controlling the amplification factor of the logarithmic amplifier unit.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Vorverstärker zum Koppeln des Videosignals mit dem Eingang der logarithmischen Verstärkereinheit. 12. The device according to claim 11, characterized by a pre-amplifier for coupling said video signal to the input of the logarithmic amplifier unit.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Pufferverstärker, der den Ausgang des Differenzverstärkers mit dem Ausgang des logarithmischen Verstärkers zur Kopplung mit der Sichtanzeigevorrichtung koppelt. 13. The device according to claim 12, characterized by a buffer amplifier which couples the output of the differential amplifier to the output of the logarithmic amplifier for coupling with the display device.
Description  translated from German

Die Erfindung bezieht sich auf digitale fluorographische Einrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to digital fluorographic means according to the preamble of claim 1.

Bildverstärkungssysteme weisen im allgemeinen vier Hauptabschnitte zusätzlich zu dem Computer- oder Zentralsteuerabschnitt auf. Image enhancement systems generally four main sections additionally to the computer or central control section. Es handelt sich dabei um den Bilderfassungsabschnitt, den Bildverarbeitungsabschnitt, den Speicherabschnitt und den Bildsichtanzeigeabschnitt. It involves the imaging section, the image processing section, the storage section and the image display section. Zweck des Bildverarbeitungsabschnittes ist es, die Verbesserung bzw. Vergrößerung des zur Anzeige zu bringenden Bildes zu erzielen. The purpose of the image processing section is to achieve the improvement or enlargement of the ad to be placed on the image. Sehr häufig haben die Schritte, die durchgeführt werden, um eine charakteristische Eigenschaft der Bilder zu verbessern bzw. verstärken, negative Einflüsse auf andere charakteristische Eigenschaften der Bilder. Very frequently, the steps that are performed to improve or enhance a characteristic feature of the images, negative effects on other characteristics of images. Wenn dies der Fall ist, müssen häufig Abstriche und Kompromisse bei der Verstärkung bzw. Verbesserung in Kauf genommen werden. If this is the case, often compromises and trade-offs in the enhancement or improvement must be taken into account. In solchen Fällen wird keine der charakteristischen Eigenschaften optimiert. In such cases, none of the characteristic properties is optimized. Somit sind in der Bildverstärkungs- bzw. -verbesserungstechnik und in den hierfür benötigten Geräten, die derartige bisher erforderliche Abstriche oder Kompromisse vermeiden oder verringern, von wesentlicher Bedeutung für die Technik. Thus, in the Bildverstärkungs- or -verbesserungstechnik and in the required for this purpose devices that avoid or reduce such previously necessary trade-offs, is essential for the technology.

In der digitalen Fluorographie wird der Videosignalausgang des Bilderfassungsabschnittes am Eingang des Bildverarbeitungsabschnittes verstärkt. In the digital fluorography of the video signal output from the imaging section is amplified at the input of the image processing section. Zur Einleitung des Bildverbesserungsvorganges wurden bisher für die in der digitalen Fluorographie (DF) verwendeten Verstärker logarithmische Verstärker wegen des exponentiellen Verlaufes des Intensitätssignals verwendet. Logarithmic amplifiers have been to initiate the process for image enhancement in digital fluorography (DF) used amplifier used because of the exponential curve of the intensity signal. Logarithmische Verstärker arbeiten in der Weise, daß sie Strahlungsintensitätsschwächungs-(Objektdichte)- Signale ergeben, die linear sind. Logarithmic amplifiers operate in such a way that they Strahlungsintensitätsschwächungs- (object density) - signals are obtained, which are linear. Die linearen Signale sind eine Funktion der Intensität der Signale, die durch ein zu betrachtendes Blutgefäß gehen. The linear signals are a function of the intensity of the signals which pass through a blood vessel to be viewed.

Wie bekannt, haben logarithmische Verstärker jedoch einen extrem hohen Verstärkungsfaktor um den Nullpunkt. As is known, logarithmic amplifiers, however, have an extremely high gain to zero. Deshalb werden Fehler bzw. Rauscheffekte, die in der Nähe des Nullpunktes auftreten, sehr verstärkt. Therefore, error or noise effects that occur in the vicinity of the zero point, greatly strengthened. Die Verstärkung des Rauschens und der Fehler hat dazu geführt, daß logarithmische Verstärker in aller Regel nicht mehr verwendet werden. The amplification of the noise and the error has led to logarithmic amplifiers usually are no longer used. Statt dessen wurden Analog/Digital-Wandler bei linearem Signal aus dem Verstärker in Verbindung mit Nachschlagtabellenanordnungen für die Umwandlung von linear in logarithmisch verwendet. Instead, analog / digital converter used in logarithmically linear with a linear signal from the amplifier in conjunction with look-up table arrangements for converting.

Der Einsatz von Nachschlagtabellen hat jedoch erhebliche Nachteile, z. B. die starke Verringerung des dynamischen Bereiches der Einrichtung, die durch die Notwendigkeit verursacht ist, das analoge Eingangssignal in digitale Form umzuwandeln, bevor der logarithmische Betrieb, der durch die Nachschlagtabelle erzielt wird, durchgeführt wird. , The use of look-up tables, however, considerable disadvantages, for example. The great reduction of the dynamic range of the device, which is caused by the need to convert the analog input signal to digital form before the logarithmic operation is achieved by the look-up table performed will.

Die EP-0 098 633 A1 hat zum Gegenstand, das Videosignal eines Röntgenbildes auf die Einflüsse von Eigenstreuung zu korrigieren. The EP 0098633 A1 has the aim to correct the video signal of an X-ray image on the effects of intrinsic scattering. Dies geschieht durch Subtrahieren eines einstellbaren Signalwertes von dem Videosignal vor der logarithmischen Umwandlung. This is done by subtracting an adjustable signal value of the video signal prior to the logarithmic conversion. Ein logarithmischer Verstärker muß den Logarithmus des Videosignals reduziert um einen konstanten einstellbaren Wert ergeben. A logarithmic amplifier has the logarithm of the video signal is reduced by a constant adjustable value found. Dies ist mit gewöhnlichen logarithmischen Verstärkern sehr schwierig zu erreichen, zumindest teilweise wegen der hohen Verstärkung bei niedrigen Werten. This is very difficult to achieve with ordinary logarithmic amplifiers, at least partly because of the high gain at low values. Zur Lösung dieses Problems wird eine Nachschlagetabelle verwendet, jedoch dem Fachmann nichtt die Kenntnis vermittelt, einen logarithmischen Verstärker in einer digitalen fluorographischen Einrichtung zu verwenden. To solve this problem, a lookup table is used, however the person skilled in nichtt knowledge taught to use a logarithmic amplifier in a digital fluorographic means.

Der Aufsatz aus "SMPTE Journal", 1978, Band 87, März, Seiten 134-140, "Digital Techniques for Reducing Television Noise", beschreibt eine Digitaltechnik zum Verringern des TV-Rauschens, nicht aber eine Vorrichtung zum Korrigieren von logarithmischen Verstärkern für die digitale Fluoroskopie. The article from "SMPTE Journal" 1978, Vol 87, March, pages 134-140, "Digital Techniques for Reducing Television Noise", describes a technique for reducing the digital TV noise, but not a device for correcting logarithmic amplifiers for digital fluoroscopy.

Aus der EP 0 060 662 A1 ergibt sich die Verwendung von in Kaskade geschalteten Verstärkern zum Aufbau eines logarithmischen Verstärkers. From EP 0060662 A1 there is the use of cascaded amplifiers for building up a logarithmic amplifier. Hiernach werden Dioden mit den Verstärkern so kombiniert, daß ein logarithmischer Ausgang erzielt wird. Thereafter diodes are combined with the amplifiers so that a logarithmic output is achieved. Das Eingangssignal wird dabei über einen Verstärker an eine logarithmische Wandlerkomponente gegeben, die aus Dioden, Kondensatoren und Widerständen besteht. The input signal is passed through an amplifier to a logarithmic converter component, consisting of diodes, capacitors and resistors. Der logarithmische Ausgang des Verstärkers wird durch Verwendung der Kondensatoren und der Dioden erreicht. The logarithmic output of the amplifier is reached by using the capacitors and the diodes. Zwar sind die Dioden in der Lage, eine begrenzte Kappung zu liefern, die Kappung wird jedoch mit der Kaskadenschaltung der Verstärker kombiniert, um den logarithmischen Ausgang der Kaskadeneinheit zu erzielen. Although the diodes are able to provide a limited capping, the cap is, however, combined with the cascade circuit of the amplifier, to achieve the logarithmic output of the cascade unit.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine digitale fluorographische Einrichtung zu schaffen, die verhindert, daß die verstärkten Fehler und Rauscheffekte, die durch die logarithmischen Verstärker bei digitalen fluorographischen Einrichtungen bedingt sind, in die Bilddarstellungen eingeführt werden. The object of the invention is to provide a digital fluorography device which prevents the amplified error and noise effects, which are caused by the logarithmic amplifier with digital fluorographic facilities, are introduced into the image representations.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens der Ansprüche 1 und 4 erreicht. This is achieved according to the invention with the features of the characterizing claims 1 and 4. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further embodiments of the invention are subject of the dependent claims.

Mit vorliegender Erfindung können Signale vor der Analog/ Digital-Umwandlung verstärkt werden, während eine Verstärkung des Rauschens in der Nähe des Nulleingangs des Verstärkers vermieden wird; With the present invention, signals prior to analog / digital conversion can be enhanced while an increase in noise is prevented in the vicinity of the zero input of the amplifier; des weiteren wird ein weiter dynamischer Bereich im Betrieb der Einrichtung beibehalten. Further, a wide dynamic range is maintained during operation of the device. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß eine Vorabkenntnis des Eingangssignals gegeben ist. These advantages are achieved by a priori knowledge of the input signal is given. Es ist dem Fachmann bekannt, daß keine Informationen im Videosignal am Eingang in die Eiinrichtung bei Spannungen unterhalb etwa 20 mV vorliegen. It is known in the art, that there is no information in the video signal present at the input into the Eiinrichtung at voltages below about 20 mV. Unter Verwendung dieser Information weist die Einrichtung nach der Erfindung eine Vorrichtung zum Kappen von Signalen auf, die sich auf einen Teilbereich des Eingangssignals beziehen, der keine Information in sich enthält. Using this information, the device according to the invention a device for caps of signals, which relate to a partial region of the input signal that contains no information in themselves. Dieser Teilbereich des Signals liegt nahe bei Null; This portion of the signal is close to zero; damit wird durch Kappen dieses Signals eine Verstärkung des Rauschens um den Nullbereich verhindert, ohne daß Informationen verlorengehen. This prevents by caps of this signal, a gain of the noise around the zero range without loss of information.

Das Beschneiden des Signals wird dadurch erreicht, daß eine Kappungsvorrichtung und eine Gleichstrompegeleinstellung des Differentialausgangs aus dem logarithmischen Verstärker verwendet werden. The trimming of the signal is achieved in that a capping device and a DC level adjustment of the differential output can be used from the logarithmic amplifier. Die Einstellung des Gleichspannungspegels dient dazu, den Wert am Ausgang des logarithmischen Verstärkers, der dem gekappten Wert des Eingangssignals entspricht, auf die Spannung zu bringen, die die Diode der Kappungseinheit aktiviert, um den Kappungsvorgang vorzunehmen. The adjustment of the DC level is used to bring the value at the output of the logarithmic amplifier, which corresponds to the truncated value of the input signal to the voltage that activates the diode of the capping unit to carry out the capping operation.

Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, eine Gleichstromeinstellung am Eingang des logarithmischen Verstärkers anstatt an dessen Ausgang zu verwenden, oder eine Kappungsvorrichtung vorzusehen, die auf einem Verstärker basiert, der so auszulegen ist, daß er nur positive Ausgänge ergibt, wobei jeder negative Eingang gekappt wird, indem alle negativen Eingänge auf Null geändert werden. It is also proposed with the invention, a DC setting at the entrance of the logarithmic amplifier instead of using at the output, or to provide a capping device based on an amplifier that is constructed so that it gives only positive outputs, each negative input is capped by all the negative inputs are changed to zero.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zur Optimierung der Qualität der erfaßten Bilder und zur Sichtanzeige in der digitalen Fluorographie ein Spitzenwert- TV-Kamera-Ausgang von etwa 1000 mV verwendet wird. In a further embodiment of the invention, it is proposed that a peak TV camera output is used from about 1000 mV to optimize the quality of the captured images and for display in digital fluorography. Es ist bekannt, daß für Bilddarstellungen, die aus einem Bildverstärker erfaßt werden, der untere Bildspannungsschwellwert nicht kleiner als etwa 20 mV und meistens nicht weniger als 50 mV ist, wenn der Spitzenwert 1000 mV beträgt. It is known that the lower Bildspannungsschwellwert is not less than about 20 mV and usually not less than 50 mV for image displays, which are detected from an image intensifier, if the peak value is 1000 mV. Somit kann die Kappvorrichtung so eingestellt werden, daß sie Spannungen an dem logarithmischen Verstärkerausgang entsprechend den Eingangsspannungen von weniger als etwa 20 mV kappt. Thus, the cutting device can be set so that it cuts off voltages to the logarithmic amplifier output corresponding to the input voltages of less than about 20 mV.

Mit der Erfindung wird eine Nullabschaltvorrichtung zur Verbesserung des Geräuschabstandes der Einrichtung wie auch zum Minimieren von Bildfehlern vorgeschlagen, die durch die Verwendung des logarithmischen Verstärkers und des geräuschvollen und instabilen Nullpunktes der TV-Kamera bedingt waren. The invention provides a Nullabschaltvorrichtung to improve the noise distance of the device as well as to minimize image defects, it is proposed, which were due to the use of the logarithmic amplifier and the noisy and unstable zero point of the TV camera. Die Verbesserung wird erreicht, ohne daß der Verstärkungsgrad des logarithmischen Verstärkers nachteilig beeinflußt wird. The improvement is achieved without the gain of the logarithmic amplifier is adversely affected.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. The invention in conjunction with the drawing will be explained using an exemplary embodiment. Es zeigt It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild der grundlegenden Bestandteile einer typischen digitalen fluorographischen Einrichtung, Fig. 1 is a block diagram of the basic components of a typical digital fluorographic means,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten logarithmischen Verstärkers zur Verwendung bei dem Bildverarbeitungsbestandteil nach Fig. 1 und Fig. 2 is a schematic representation of a preferred logarithmic amplifier for use in the image processing component according to Fig. 1 and

Fig. 3a, b und c graphische Darstellungen der Werte von V (Ausgang) im Vergleich zu V (Eingang) des Verstärkers nach Fig. 2. Fig. 3a, b and c are graphs showing the values of V (output) in comparison to V (input) of the amplifier of FIG. 2nd

Die digitale fluorograpische Einrichtung 11 nach Fig. 1 weist einen Bilderfassungsabschnitt 12 auf, der ua die bekannte Röntgenquelle, den Röntgendetektor-Bildverstärker und die Videokamera einschließt, die das anfängliche Videosignal über den Leiter 13 an den Bildverarbeitungsabschnitt 14 geben. The digital fluorograpische device 11 of FIG. 1 has an image capturing section 12, which includes, inter alia, the known X-ray source, the X-ray detector image intensifier and the video camera, which give the initial video signal over conductor 13 to the image processing section 14.

Der Verarbeitungsabschnitt 14 ergibt die Bildverbesserungs- bzw. Bildverstärkungsschritte, z. B. das Subtrahieren, Filtern, Glätten usw. wie auch die notwendigen Vorgänge, die in Verbindung mit den eigentlichen Bildverarbeitungsschritten, wie z. B. Verstärker, Analog-Digital-Umwandeln, Digital- Analog-Umwandeln, arithmetische Schritte usw. erforderlich sind. The processing section 14 produces the image enhancement or image gain steps, for. Example, subtracting, filtering, smoothing, etc. as well as the necessary operations in connection with the actual image processing steps, such. As amplifiers, analog-digital conversion, digital to analog conversion, arithmetic steps are required, etc.. Die Speicherfunktion ist in den Verarbeitungsabschnitt eingeschlossen, wie durch den Speicherblock 17 angedeutet. The storage function is included in the processing section, as indicated by the memory block 17. Der Ausgang des Verarbeitungsabschnittes sind Videosignale, die zur Sichtanzeige des Gegenstandes im Sichtanzeigeabschnitt 16 verwendet werden. The output of the processing section are video signals that are used for display of the object in the display section 16. Die Videosignale werden von dem Prozessor in den Sichtanzeigeabschnitt über den Leiter 19 eingeführt. The video signals are inserted by the processor into the display section 19 via the conductor. Der zentrale Prozessor 23 , der in Fig. 1 mit den üblichen peripheren Geräten dargestellt ist, führt die üblichen Steuerfunktionen aus. The central processor 23, which is shown in Fig. 1 with the usual peripheral devices, performs the normal control functions.

Die Verstärker, die am Eingang des Verarbeitungsabschnittes 14 bei derartigen Einrichtungen verwendet werden, waren üblicherweise logarithmische Verstärker. The amplifiers that are used at the input of the processing section 14 at such devices were commonly logarithmic amplifier. Ein verbesserter logarithmischer Verstärker 31 , der in einer digitalen fluorographischen Einrichtung verwendet wird, die die Probleme löst, welche in der Industrie bestanden haben und welche dazu geführt haben, daß logarithmische Verstärker zur Verwendung in einer digitalen fluorographischen Einrichtung nicht mehr eingesetzt wurden, ist in Fig. 2 gezeigt. An improved logarithmic amplifier 31, which is used in a digital fluorographic device which solves the problems that have existed in the industry and which have given rise to logarithmic amplifiers were no longer used for use in a digital fluorographic device is shown in Figure . 2.

Die Videosignale auf dem Leiter 13 aus dem Erfassungsabschnitt 12 werden mit dem Eingang 32 des logarithmischen Verstärkers 31 gekoppelt ( Fig. 2). The video signals on conductor 13 from the detection section 12 are coupled to the input 32 of the logarithmic amplifier 31 (Fig. 2). Das Video-Eingangssignal wird in den Vorverstärker Q1 gerichtet. The video input signal is directed into the pre-amplifier Q1. Der Eingang 32 ist mit einem Impedanzanpaßwiderstand R1 abgeschlossen, der vom Eingang 32 an Erde gekoppelt ist. The input 32 is finished with a Impedanzanpaßwiderstand R1, which is coupled from input 32 to ground.

Es sind Mittel vorgesehen, um den GS-Pegelausgang des Verstärkers Q1 so einzustellen, daß er etwa Null ist und auf den Dunkelstrom der TV-Kamera anspricht. Means are provided for adjusting the DC level output of the amplifier Q1 so that it is approximately zero and is responsive to the dark current of the TV camera. Mit der Einstellung des Nullpegels am Vorverstärker Q1 bezieht die logische Verstärkerschaltung Q2 die Bildsignale auf einen festen Nullpegel. The setting of the zero level of the preamplifier Q1 logical amplifier circuit Q2 relates the image signals to a fixed zero level.

Die GS-Pegel-Einstellvorrichtung bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 weist einen veränderlichen Widerstand RV1 auf, der zwischen positive und negative Spannung geschaltet ist. The DC level adjustment means in the preferred embodiment of the invention shown in Fig. 2 has a variable resistor RV1 connected between positive and negative voltage. Die Spannung am Schleifer ist mit dem negativen Eingang des Vorverstärkers Q1 über eine Spannungsteilerschaltung mit Widerständen R2 und R3 gekoppelt. The voltage at the wiper is coupled to the negative input of the preamplifier Q1 via a voltage divider circuit comprising resistors R2 and R3. Die gemeinsame Verhinderungsstelle dieser Widerstände ist mit dem negativen Eingang des Verstärkers Q1 über den Leiter 33 gekoppelt. The common point of these resistors prevention is coupled to the negative input of the amplifier Q1 over the conductor 33. Eine stabilisierende Rückkopplungsspannung wird aus dem Ausgang des Vorverstärkers Q1 auf dem über den Widerstand R4 mit der Verbindungsstelle der Spannungsteilerschaltungswiderstände R2 und R3 gekoppelten Leiter 35 erzielt. A stabilizing feedback voltage is obtained from the output of the preamplifier at the Q1 via the resistance R4 to the connection point of the voltage divider circuit resistors R2 and R3 coupled conductor 35. Die Rückkopplungsspannung wirkt in der Weise, daß sie den Nullpegel-Einstellspannung als Funktion des Ausganges des Vorverstärkers Q1 verändert. The feedback voltage acts in such a way that it changes the zero level-set voltage as a function of the output of the preamplifier Q1.

Der Vorverstärkerausgang auf der Leitung 34 wird mit einem Eingangsanschluß des logarithmischen Verstärkers Q2 gekoppelt. The preamp output on line 34 is coupled to an input terminal of the logarithmic amplifier Q2. Es sind Mittel vorgesehen, um den Verstärkungsfaktor und die Position der Kurve V (Ausgang) in Abhängigkeit von V (Eingang) der logischen Verstärkerschaltung 31 der Fig. 2 einzustellen. Means are provided to adjust the gain and position of the curve V (output) in response to V (input) of the logic amplifier circuit 31 of FIG. 2. Insbesondere ist der veränderliche Widerstand RV3 zwischen die Anschlüsse 1 und 3 des Verstärkers Q2 in eine Serienschaltung, die die Widerstände R6, RV3 und R7 aufweist, eingeschaltet. In particular, the variable resistor RV3 between the terminals 1 and 3 of the amplifier Q2 in a series circuit comprising the resistors R6, R7 and RV3 is turned on. Der Schleifer von RV3 ist negative Spannung gelegt. The grinder of RV3 is set negative voltage. Dieser Verstärker ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein kommerziell verfügbarer logarithmischer Verstärker, wie er z. B. von der Firma Texas Instruments unter der Bezeichnung TL 441 CN angeboten wird. This amplifier is a commercially available logarithmic amplifier, as offered, for. Example, by the company Texas Instruments under the designation TL 441 CN in the preferred embodiment of the invention. Die Schaltung veränderlicher Widerstände steuert die Neigung (Verstärkungsfaktor) der Spannungskurve, wie in Fig. 3a gezeigt. The circuit of variable resistors controls the slope (gain) of the voltage curve as shown in Fig. 3a.

Der Knickpunkt der Kurve nach Fig. 3 wird von der Widerstandsschaltung gesteuert, die den veränderlichen Widerstand RV2 in Reihe mit dem Widerstand R5 aufweist, die zwischen die Anschlüsse 4 und 7 des Verstärkers Q2 geschaltet sind. The inflection point of the curve of FIG. 3 is controlled by the resistance circuit comprising the variable resistor RV2 in series with the resistor R5, which are connected between the terminals 4 and 7 of the amplifier Q2. Eine Änderung des Widerstandswertes von RV2 durch Verschieben des Schleifers von RV2 bringt den oberen Teil der Kurve näher an die oder weiter weg von der V-(Ausgang)-Achse, wie in Fig. 3b gezeigt. A change of the resistance value of RV2 by moving the wiper of RV2 brings the upper part of the curve shown in detail to or further away from the V (output) axis, as shown in Fig. 3b. Der Ausgang des Verstärkers Q2 sind differentielle logarithmische Spannungen an den Anschlüssen 5 und 6 . The output of the amplifier Q2 are logarithmic differential voltages at terminals 5 and 6. FIG. Es sind Mittel vorgesehen, um ein Null-Kappen der Ausgangsspannung zu erzielen. Means are provided to achieve a zero-caps of the output voltage. Insbesondere sind in Fig. 2 ein Differentialverstärker Q3 und eine zugehörige Schaltung gezeigt. In particular, a differential amplifier Q3 and associated circuit are shown in Fig. 2. Der positive Eingang des Verstärkers Q3 ist mit dem positiven Ausgang des Verstärkers Q2 über den Widerstand R8 gekoppelt, während der negative Eingang des Verstärkers Q3 mit dem negativen Ausgang des Verstärkers Q2 über den Widerstand R9 gekoppelt ist. The positive input of the amplifier Q3 is coupled to the positive output of the amplifier Q2 via the resistor R8, while the negative input of the amplifier Q3 to the negative output of the amplifier Q2 is coupled via the resistor R9.

Der positive Eingang des Verstärkers Q3 wird mit Erde über den Lastwiderstand R10 und der negative Eingang des Verstärkers Q3 mit dem Ausgang des Verstärkers über den Rückkopplungswiderstand R12 gekoppelt. The positive input of the amplifier Q3 is coupled to ground via load resistor R10 and the negative input of the amplifier Q3 to the output of the amplifier via the feedback resistor R12. Da die Eingänge in den Differentialverstärker Q3 normalerweise gleich groß sind, wird der Ausgang normalerweise Null oder Erdpotential. Since the inputs are normally equal to the differential amplifier Q3, the output is normally zero or ground potential. Es sind jedoch Vorkehrungen getroffen, um den GS-Pegel am negativen Eingang des Verstärkers Q3 zu variieren, um die negativen Signale zu kappen. There are, however, made arrangements to vary the DC level at the negative input of the amplifier Q3, the negative signals to cut. Insbesondere weist eine Vorrichtung zum Kappen der negativen Signale die positive Spannung auf, die über die Serienschaltung von veränderlichem Widerstand RV4 und Widerstand R11 mit dem negativen Eingang des Verstärkers Q3 und über den Widerstand R12 mit dem virtuellen Erdpotential am Ausgang des Verstärkers Q3 gekoppelt ist. In particular, a device for caps of the negative signals has the positive voltage that is coupled via the series circuit of a variable resistor RV4, and resistor R11 to the negative input of the amplifier Q3, and through resistor R12 with the virtual earth potential at the output of the amplifier Q3. Die Spannung an R12 verglichen mit der Spannung an R10 bewirkt, daß der Ausgang des Verstärkers Q3 nach negativ geht und Strom durch die Diode D1 und den Widerstand R13 fließt. The voltage at R12 to R10 is compared with the voltage causes the output of the amplifier Q3 goes negative and current flows through the diode D1 and the resistor R13 flows. Solange die Diode D1 stromleitend ist, können Signale nicht in die nächste Stufe der Schaltung 31 gelangen. As long as the diode D1 is conducting, signals can not reach the next stage of the circuit 31.

Die nächste Stufe ist der Ausgangspufferverstärker Q4. The next stage is the output buffer amplifier Q4. Wenn die Eingänge des Verstärkers Q3 hoch genug sind, geht der Ausgang von Q3 über den kritischen Pegel der Diode D1 hinaus, und die Ausgangssignale gelangen nunmehr zur nächsten Stufe. If the inputs of the amplifier Q3 are high enough, the output goes from Q3 above the critical level of the diode D1 addition, and the output signals go now to the next stage. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Diode D1 eine Schottky-Diode mit schnellem Ansprechverhalten. In the preferred embodiment, the diode D1 is a Schottky diode having quick response.

Der Pufferverstärker Q4 hat bei einer bevorzugten Ausführungform einen Verstärkungsfaktor von 1 und ist nicht invertierend. The buffer amplifier Q4 having a gain of 1 in a preferred embodiment and is non-inverting. Der Ausgang des Verstärkers Q3 ist mit dem positiven Eingang des Verstärkers Q4 gekoppelt. The output of the amplifier Q3 is coupled to the positive input of amplifier Q4. Der Verstärker Q4 mit negativem Eingang ist mit seinem Ausgang zu Stabilisierzwecken gekoppelt. The amplifier Q4 with a negative input coupled to its output to Stabilisierzwecken. Der Ausgang des Verstärkers Q4 ist mit dem Ausgang 36 der logarithmischen Verstärkerschaltung 31 gekoppelt. The output of amplifier Q4 is coupled to the output 36 of the logarithmic amplifier circuit 31. Die Verbindung des Ausganges des Verstärkers Q4 und des Widerstands R15 ist über den Widerstand R14 an Erde gelegt. The connection of the output of the amplifier Q4 and the resistor R15 is grounded through the resistor R14 to ground.

Die logarithmische Verstärkerschaltung 31 nach Fig. 2 ist mit typischen Leistungsspeiseeingängen und Kondensatorfilterschaltungen wie auch einer Rückkopplungsschaltung am Verstärker Q3 mit R17 und C1 dargestellt. The logarithmic amplifier circuit 31 of FIG. 2 is illustrated with typical inputs and power supply capacitor filter circuits as well as a feedback circuit of the amplifier Q3 with R17, and C1. Die ohmschen Werte der Widerstandskomponenten und der Verstärker, die bei der bevorzugten Ausführungsform verwendet werden, sind folgende: The ohmic values of the resistance components and the amplifier used in the preferred embodiment are as follows:

Q1 und Q3 sind vom Typ HA 5195 der Firma Harris. Q1 and Q3 are of the type HA 5195 the company Harris. Q4 ist eine 002-Scahltung der Firma National Semiconductors, D1 ist eine HP 5082-2810-Schottky-Diode der Firma Hewlett-Packard. Q4 is a 002-Scahltung from National Semiconductors, D1 is a HP 5082-2810 Schottky diode from Hewlett-Packard.

Im Betrieb wird die logische Verstärkerschaltung 31 unter anderem zur Einstellung des Nullpegels benutzt, um den Dunkelstrom anzupassen. In operation, the logical amplifier circuit 31 is inter alia used to set the zero level, to adjust the dark current. Dies wird mit einem veränderlichen Widerstand RV1 erzielt und mit der graphischen Darstellung der Spannung oberhalb der Anzapfung Nr. 1 angezeigt, wo die Spannung gemessen wird. This is achieved with a variable resistor RV1 and displayed with the graphical representation of the voltage is above the tap no. 1, where the voltage is measured.

Die Schaltung arbeitet ferner so, daß die Neigung und die Lage der Knickpunkte der Spannungsausgangs/Spannungseingangs- Kurve so gesteuert wird, daß der Verstärkungsgrad und die Form der Kurve variiert werden. The circuit also operates so that the inclination and the position of the break points of the output voltage / voltage input curve is controlled so that the gain and the shape of the curve can be varied. Dies wird durch Verwendung veränderlicher Widerstände RV3 und RV2 erreicht. This is achieved by using variable resistors RV2 and RV3. Diese Einstellungen werden im Idealfall mit einer "Idealkurve" vorgenommen, und die gemessene Kurve wird so variiert, daß die der idealen Kurve angepaßt wird. These settings are made in the ideal case with a "ideal curve", and the measured curve is varied so that the ideal curve is adjusted.

Schließlich vermeidet, wie in Fig. 3c (Ausgang/Eingang des Systems als Ganzes) dargestellt, der veränderliche Widerstand RV4, der zur Einstellung des Kappens der Ausgangsspannung auf Spannungen dient, die kleiner sind als die, die gekappt werden, die hohe Verstärkungsrate von Geräuschen und Fehlern um den Nullpunkt des Eingangs in den logarithmischen Verstärker. Finally avoids, as shown in Fig. 3c (output / input of the system as a whole) are shown, the variable resistor RV4, which serves to adjust the capping total output voltage to voltages which are smaller than those, which are capped, the high amplification rate of noise and errors around the zero point of entry into the logarithmic amplifier. Deshalb unterdrückt das Kappen die nachteiligen Einflüsse, die das Verstärkergeräusch und Verstärkerfehler auf den Ausgang haben, was normalerweise durch die hohe Verstärkungsrate für Signale in der Nähe des Nullpunktes erschwert würde. Therefore, the caps suppresses the adverse influences that have the amplifier noise and error amplifier to the output, which would normally difficult by the high amplification rate for signals near the zero point. Diese Methode ergibt einen geräuschfreien stabilen Bezugspegel (den unteren gekappten Pegel) zur Verwendung als Bezugswert durch die nachfolgende Stufe AD. This method results in a noise-free stable reference level (the lower level capped) for use as a reference by the subsequent stage AD.

Während nur die positive Seite der Spannung am Ausgang zur Spannung am Eingang in der Kurve betrachtet worden ist, kann das Kappsystem auch in gleicher Weise auf die negative Position der Kurve angewendet werden. While only the positive side of the voltage at the output to the voltage at the input in the curve has been considered, the Kappsystem can also be applied equally to the negative position of the curve. Ein synergistischer Vorteil des hier beschriebenen logarithmischen Verstärkers ist die Maximierung der Verwendung von veränderlichen A/D-Einheiten, die in der israelischen Patentanmeldung . A synergistic advantage of the logarithmic amplifier described here is to maximize the use of variable A / D units. In Israel Patent Application . , . , erläutert ist. is explained.

Eine besonders hohe Genauigkeit des beschriebenen Systems wird erzielt, wenn dieses System mit logarithmischen Daten arbeitet. A particularly high accuracy of the system described is achieved when this system works with logarithmic data. Der beschriebene logarithmische Verstärker ermöglicht die Verwendung von logarithmischen Daten, ohne daß dem System Nachteile aus der hohen Verstärkung in der Nachbarschaft des Nullpunktes erwachsen. The logarithmic amplifier described allows the use of logarithmic data, without the disadvantages of the high amplification system in the neighborhood of the zero point up.

Classifications
International ClassificationH04N7/18, H04N5/92, H04N5/84, H04N5/32
Cooperative ClassificationH04N5/32
European ClassificationH04N5/32
Legal Events
DateCodeEventDescription
25 Apr 19918110Request for examination paragraph 44
4 Nov 1993D2Grant after examination
5 May 19948364No opposition during term of opposition