DE2634332A1

DE2634332A1 - Analog-digital-umsetzer mit variabler schwellenhoehe

Info

Publication number: DE2634332A1
Application number: DE19762634332
Authority: DE
Inventors: Toshomitsu Hamada; Seiji Kashioka; Michihiro Mese; Takafumi Miyatake
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-08-01
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2634332C3; DE2634332B2; NL7608396A; JPS5711071B2; JPS5218132A; US4064484A; GB1560404A

Description

PATENTANWÄLTE J r Q / O O

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBB1NGHAUS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN GO POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MDNCHEN 95

Hitachi, Ltd.

DA-12 190 30. Juli 1976

Analog-Digital-Umsetzer mit variabler Schwellenhöhe

Die Erfindung betrifft einen Analog-Digital-Umsetzer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Umsetzer zur Umsetzung analoger Signale, insbesondere zum Umsetzen von Bildsignalen, in binäre Signale, dessen Schwelle für diese Umsetzung nach Massgabe des Pegels der Analogsignale verschiebbar ist.

Bei gebräuchlichen elektronischen Lesegeräten werden die von einer Bildaufnahmevorrichtung, beispielsweise einer Fernsehkamera, aufgenommenen Bildsignale unter Zugrundelegung eines konstanten Schwellenpegels binär umgesetzt. Unter diesen Bedingungen können mit den bekannten Geräten keine langfristig stabilen Binärsignale erhalten werden, da die Verstärkungsfaktoren und die Gleichspannungspegel der Bildsignale bei längeren Tastzeiten Funktionen der Temperatur und schwankenden Helligkeit des Bildes sind.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Analog-Digital-Umsetzer zu schaffen, der trotz schwankender Verstärkungsfaktoren und Gleichstrompegel binärseitig auch langfristig absolut stabile Signale liefert.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Analog-Digital-Umsetzer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.

Zusammengefasst schafft die Erfindung also einen Analog-Digital-Umsetzer mit einem Verglebher, auf den die umzusetzenden Signale gegeben werden. Mit diesem Vergleicher ist eine Schwellenstufe gekoppelt, mit deren Hilfe im Vergleicher ein Schwellenpegel geschaffen wird, der bewirkt, dass die auf den Vergleicher gegebenen Signale unter Berücksichtigung und Führung durch den Schwellenpegel binär umgesetzt werden. Das der Schwellenstufe entsprechende Ausgangssignal bildet einen Schwellenpegel ab, der gegen die auf den Vergleicher gelangenden Änderungen der Signalpegel verglichen wird. Die Abtastung des umzusetzenden Bildes erfolgt rahmenweise, vorzugsweise punktgruppenweise oder zeilenweise. Für jeden Rahmen wird ein mittlerer Pegel berechnet. Weist der jeweils aktuell abgetastete Rahmen einen Pegel auf, der vom Pegel des zuvor abgetasteten Rahmens abweicht, so wird der Pegel des aktuell abgetasteten Rahmens unter Berücksichtigung des Pegels des zuvor abgetasteten Rahmens korrigiert. Statt der generellen Mxttelpegelbildung wird der Referenzpegel vorzugsweise lediglich unter Zugrundelegung bestimmter vorgegebener Bildbereiche, beispielsweise eines Testfeldes, ermittelt. Aus den einzelnen Tastrahmen werden also lediglich jene Pegelwerte zur Bestimmung des mittleren Pegels herangezogen, die die vorgegebene Referenzfläche des Bildes erfassen.

Kernkomponente des Analog-Digital-Umsetzers der Erfindung ist also der Vergleicher, in dem die umzusetzenden Signale mit bestimmten Schwellenpegelsignalen verglichen werden und die Digitalsignale aufgrund dieses Vergleiehsergebnisses gebildet werden. Mit dem Vergleicher ist ein

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Regelkreis für die Korrektur des Schwellenpegels gekoppelt, der Schwankungen des Schwellenpegels korrigiert. Der dem Vergleicher aufgeprägte Schwellenpegel ist nach Massgabe der dem Vergleicher aufgeprägten Signalpegelschwankungen kompensiert.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine solche Schwellenpegelkompensation dann nicht, wenn extrem abweichende Signale, insbesondere Rauschsignale, festgestellt werden. Bei Nichtberücksichtigung auch der sich von den Untergrundsignalen abhebenden Bildsignale im engeren Sinne kann eine einfache und zuverlässige Schwellenpegelbestimmung auch über einen beliebigen Tastrahmen allein aus Untergrunddaten erfolgen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung Dia

gramme zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Aus

führungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung

des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Speichers

des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 im Blockschaltbild das Rechenwerk

des in Fig. 2 gezeigten Ausführungs-

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beispiels;

Fig. 6 im Blockschaltbild das Rechenwerk

zur Bestimmung des g-Wertes für das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 das Blockschaltbild des Höchstwert

prüfers des in Fig. 2 gezeigten Ausfuhrungsbeispiels;

Fig. 8 ein Detailschaltbild des in Fig.

schematisch gezeigten Ausführungsbeispiels und

Fig. 9 das schematische Blockschaltbild

des a-Wert-Rechenwertes des in Fig. gezeigten Ausführungsbeispiels

Das Prinzip der Erfindung ist anhand der Fig. 1 näher erläutert. Das abzutastende Bild ist als vereinfachtes Modellbild mit 16 χ 24 Bildelementen (Rasterelementen) dargestellt, die spaltenweise und zeilenweise angeordnet sind. Die Helligkeit eines Bildelementes wird in den Binärpegeln "H" für ein helles Bildelement und "L" für ein dunkles Bildelement wiedergegeben. Diese Binärumsetzung erfolgt unabhängig von tatsächlich im Bildfeld auftretenden Grautönen. In der Modelldarstellung der Fig. 1 bedeuten die diagonal durchkreuzten Bildpunkte Bildpunkte mit dem Pegel L, während die nichtdurchkreuzten freien Bildelemente solche mit dem binären Pegel H bedeuten. Die Grossen χ und y bezeichnen die cartesischen Koordinaten des Bildfeldes.

Ein Signal S1 bezeichnet ein Videosignal von einer Bildaufnahmevorrichtung, beispielsweise einer Fernsehkamera, das ein Bild 1 wiedergibt. Die tiefen und hohen Pegel des

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Signals S1 bilden dunkle und helle Bereiche des Bildes bzw. der Vorlage ab. Während jeder Tastperiode wird ein Signal S1 erhalten, das einer Zeile entspricht, das heisst, dass die Tastperiode gleich der Zeilentastperiode h ist. Das Gesamtbild wird jeweils aus einer bestimmten Folge solcher Tastperioden zusammengesetzt. Jede Zeile 6, beispielsweise die in Fig. 1 durch eine unterbrochene Linie dargestellte Zeile 6, wird in der für gebräuchliche Fernsehgeräte üblichen Weise abgetastet. Dies ist möglich, da bei den gebräuchlichen Lesegeräten überwiegend statische Vorlagen auszuwerten sind.

Wenn das Signal S1 unter Zugrundelegung eines Schwellenpegels L1 binär umgesetzt wird, wird ein Binärsignal S3 erhalten. Hat sich jedoch im Verlauf einer längeren Zeitspanne das Signal S1 beispielsweise in der für das Signal S2 gezeigten Weise verschoben, so wird dieses Signal S2 als Signal S4 wiedergegeben, und zwar für das Signal S2 durchaus korrekt, für das abgetastete Bild jedoch fehlerhaft. Eine Korrektur dieses Fehlers kann dadurch erfolgen, dass der falsch liegende Schwellenpegel L1 korrigiert und auf den richtigen Schwellenpegel L2 nach Massgabe der Verschiebung des Signals S1 kompensiert wird. Nach einer solchen Kompensation des Schwellenpegels wird dann auch für das Signal S2 das korrekte Binärsignal S3 erhalten. Zur Durchführung einer solchen Schwellenpegelkompensation wird im Rahmen der Erfindung das nachstehend beschriebene Prinzip verwendet:

Bei Verwendung eines Bezugsfeldes, beispielsweise des in Fig. 1 gezeigten Bezugsfeldes 2, ist dieses so gestaltet, dass es vom Gerät als Bezugsfeld erkannt wird. Das Bezugsfeld hat eine konstante Flächengrösse. Die Helligkeit des Bezugsfeldes ist vom Untergrund verschieden. Es hebt sich in jedem Fall deutlich von anderen Bereichen des Bildes 1 ab. Eine solche Abgrenzung gegen das übrige Bild

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kann sowohl aufgrund von Helligkeitspegeln als auch durch vorgegebene Flächenform oder Flächengrösse,als auch durch eine vorgegebene Anordnung im Bildfeld erfolgen.

Vorzugsweise wird die Bildfläche 1 mit einer Standardtastfläche 7-0 abgetastet, die zumindest angenähert die gleiche Form und Grosse wie das Bezugsfeld hat. Ausserdem werden in unmittelbarer Nachbarschaft zum Standardtastfeld 7-0 weitere standardisierte Tastfelder 7-1 bis 7-4 vorgesehen. Diese Randfelder 7-1 bis 7-4 dienen der Abtastung von Bildbereichen in der Nachbarschaft des Standardfeldes 7-0. Das Bezugsfeld 2 wird dadurch aufgespürt, dass nach der grössten Helligkeitsdifferenz zwischen dem Standardfeld 7-0 und den benachbarten Untergrundfeldern 7-1 bis 7-4 diskriminiert wird. Der Schwellenpegel für die umsetzung wird dann aufgrund des erhaltenen Ergebnisses abgeleitet.

Der mittlere Helligkeitspegel der Standardtastflächen 7-0, 7-1,.... sei im Rahmen des in Fig. 1 gezeigten Koordinatensystems als To(x,y), Ti(x,y).... bezeichnet. Die Differenz zwischen den Werten von fo(x,y) und der Summe der Werte von f 1 (x,y) , If2 (x,y) ,.... wird als g(x,y) bezeichnet:

g(x,y) = fo(x,y) - Σ ai fi(x,y) (1)

i = 1

In dieser Gleichung 1 ist ai mit i = 1,2,...,k eine Konstante, die für das jeweilige Bild (Objekt) gewählt werden kann, beispielsweise ai = 1 gesetzt werden kann. Diese Festsetzung dient der Gewichtsanpassung der Werte fi(x,y) zur Justierung der Differenzierung zwischen dem ersten und dem zweiten Term der Gleichung 1. Dabei ist k die Anzahl der das Standardtastfeld 7-0 umgebenden Standardrandfelder. In dem in Fig.

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gezeigten Beispiel ist also beispielsweise k = 4. Das Maximum für g(x,y) wird im Punkt (xo,yo) erhalten, in dem das Standardtastfeld 7-0 im Bezugsfeld 2 koinzidiert. Geringere g-Werte werden erhalten, wenn der Tastrahmen 7 beispielsweise auf dem Feld 5 in Fig. 1 steht.

Der kompensierte Schwellenpegel θ ist dabei durch die folgende Gleichung gegeben:

(2)

In der Gleichung 2 ist ß eine Konstante mit einem Wert grosser als 0 und kleiner als 1, die experimentell bestimmbar ist und beispielsweise den Wert 0,5 haben kann. Im Einzelfall bestimmt sich die Grosse von ß nach dem jeweils erforderlichen Gewicht zur nach den Umständen und der Bildqualität gewünschten Justierung des Schwellenpegels θ nach Gleichung 2.

Der zweite Term in der Gleichung 2 weist seinen Tiefstwert für die mittleren Helligkeitspegel der Rand-Standardtastfelder, die das Standardtastfeld 7-0 umgeben, auf,wenn das Standardtastfeld 7-0 auf dem Bezugsfeld 2 steht. Mit Hilfe dieser Randtastfelder kann der Rauscheinfluss unterdrückt werden, wobei solche Rauschsignale beispielsweise durch Bildfehler (Rauschflächen) 3 oder 4 der in Fig. 1 gezeigten Art hervorgerufen werden können.

Ein Ausführungsbeispxel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Auf den Anschluss 10 wird ein Videosignal f(t) geprägt, das beispielsweise von einer in der Industrie gebräuchlichen Fernsehkamera erzeugt wird. Das Videosignal f(t) und andere, weiter unten erläuterte Signale sind in der Fig. 3 gezeigt. Für die Tastperiode eines Feldes wird das Videosignal f(t)

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wiederholt erhalten. In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der kompensierte Schwellenpegel θ für das erste Feld berechnet und das Videosignal f(t) im zweiten Feld nach Massgabe des kompensierten Schwellenpegels θ verschoben.

Das Videosignal f(t) wird gleichzeitig einerseits auf einen Speicher 100, andererseits auf einen Vergleicher gegeben. Das Videosignal f(t) wird im Speicher 100 sequenziell gespeichert, wobei die Signale im Speicher unter Auslösung durch Schiebeimpulse verschoben werden, die von einem Schiebeimpulsgenerator 162 aufgeprägt werden. Der Schiebeimpulsgenerator 162 ist mit einem Taktgeber synchronisiert. Der Speicher 100 ist im einzelnen in Fig. gezeigt. Er besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Schieberegistern 400 bis 404, in denen jedes der Signale durch einen Schiebeimpuls verschoben wird, der von einem Schiebeimpulsgenerator 162 erzeugt und auf den Anschluss 405 geprägt wird. Die Schieberegister 400 bis 403 enthalten je 1 Stellen. Die Schieberegister können beispielsweise CCD-Bauelemente mit 1 Stufen sein. Diese Schieberegister 400 bis 403 dienen der Speicherung des Analogsignals. Das Schieberegister 404, vorzugsweise ebenfalls ein CCD-Bauelement (ladungsträgergesteuert), hat m-1 Stellen zur Speicherung des Analogsignals. Die Anzahl der 1 Stellen jedes der Schieberegister 400 bis 403 ist gleich der Anzahl der Bildelemente in einer Tastzeile.

Die durch die unterbrochen gezeichneten Linien 410 bis 414 zusammengefassten Scha1tungsbauelernente bezeichnen die Speicherfeider, in denen die Standardfelder 7-0 bis 7-4 (Fig. 1) abgespeichert sind.

Das Videosignal f(t) wird zunächst in der ersten Stelle (in der ersten Zelle) S11 des Schieberegisters 400 abgespeichert.

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In dieser Stelle des Schieberegisters wird also vorübergehend ein Bildelement der Bildinformation gespeichert. Der Inhalt der Speicherstelle S11 wird dann beim Auftreten eines Schiebeimpulses am Anschluss 405 auf die nächste Stelle S12 des Schieberegisters verschoben. In gleicher Weise wird die gesamte Videoinformation auf den anderen Stellen unter Taktung durch die Schiebeimpulse wie folgt verschoben:

S12 —> S13 > > S11 ^S21 > ... * Snm-'

Die Werte für η und m entsprechen der Anzahl der Bildelemente in den Standardfeldern 7-0 bis 7-4 in entsprechender Zuordnung.

Die Ausgangssignale der Speicherfelder 410 bis 414 werden auf die Rechenwerte 111A für die Funktion f~o(x,y) bis 111D für die Funktion IFk (x,y) gegeben (Fig. 2).

Jedes der Rechenwerte 111A bis 111D besteht aus einem Addierer 200 und einem Dämpfungselement 201 (Fig. 5). Die Ausgangssignale des Speichers 100 gelangen auf die Eingangsanschlüsse 20 bis 22 des Addierers 200, in dem die Summe der einlaufenden -Signale gebildet wird. Das am Ausgang des Addierers auftretende Summensignal wird im Dämpfungselement 201 entsprechend der Anzahl der auf den Addierer 200 gegebenen .Eingangssignale abgeschwächt, das heisst, es wird im mathematischen Sinn der Mittelwert gebildet. Die Ausgangssignale der Rechenwerte 111A bis 111D werden auf das in Fig. 6 im einzelnen gezeigte g-Wert-Rechenwerk (im folgenden kurz g-Rechenwerk) gegeben.

Die Eingangsanschlüsse 60 bis 63 des g-Rechenwerkes 130 sind den Ausgangsanschlüssen der Rechenwerke 111A bis 111D in der genannten Reihenfolge zugeordnet. Die Eingangssignale werden in den Multiplizierwerken 64 bis 66 mit den Gewichten ai multipliziert, die auf die Eingänge 61' bis 63' der

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Multiplizierwerke geprägt werden. Die Ausgangssignale der Multiplizierwerke 64 bis 66 werden im Addierer 67 addiert. Das am Ausgang des Addierers 67 auftretende Signal entspricht dem zweiten Term der Gleichung 1. Der Wert g(x,y) wird dann im Subtraktionswerk 68 gebildet, auf dessen positiven Eingang über einen Eingangsanschluss 60 der Wert von fo(x_fy) geprägt wird, und auf dessen negativen Eingang der am Ausgang des Addierers 67 auftretende Summenwert geprägt wird. Der am Ausgang des g-Rechenwerkes 130 auftretende Differenzwert wird dem Höchstwertprüfer 131 aufgeprägt, der in Fig. 7 näher erläutert wird. In diesem Höchstwertprüfer 131 gelangt das aufgegebene Differenzsignal vom g-Rechenwerk 130 auf den Eingangsanschluss eines gepulsten Vergleichers 71. Das Differenzsignal gelangt gleichzeitig auf ein Verknüpfungsglied (Torschaltung) 73. Das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 72 gelangt auf ein Register 72, dessen Ausgangssignal wiederum auf den negativen Eingangsanschluss des Vergleichers 71 geprägt wird. Die auf diese Weise auf den Vergleicher 71 gelangenden Signale werden miteinander verglichen. Wenn der Differenzwert, der am Ausgang des g-Rechenwerkes auftritt, grosser als das am Ausgang des Registers 72 auftretende Signal ist, liefert der Vergleicher 71 ein Impulssignal S5, das dem Verknüpfungsglied 73 als Steuersignal für den vom g-Rechenwerk aufgeprägten Differenzwert dient.

Der unter Steuerung durch das Impulssignal S5 durch das Verknüpfungsglied 73 laufende g-Wert (Differenzwert) wird im Register 72 gespeichert. Auf diese Weise steht im Register 72 stets das Maximum des Differenzwertes. Das Register 72 wird durch einen Taktimpuls S6 gesteuert, der von einem Taktimpulsgenerator 163 aufgeprägt wird.

In der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise werden das Impulssignal S5

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und der Taktimpuls S6 auf die Eingangsanschlüsse des UND-Gliedes 140 gegeben. Der Ausgangsanschluss des UND-Gliedes gelangt gleichzeitig auf die Verknüpfungsglieder 141 und 142. Das Ausgangssignal des Rechenwerkes 111A wird auf das Verknüpfungsglied 141 gegeben und tritt an dessen Ausgangsanschluss unter Steuerung des Ausgangssignals vom UND-Glied 140 auf. Die Ausgänge der Rechenwerke 111B bis 111D werden auf den Tiefstwertprüfer 102 gegeben, in dem der kleinste Wert dieser Signalgruppe ermittelt wird. Der Tiefstwertprüfer 102 ist in Fig. 8 im einzelnen dargestellt. Die Anoden der Dioden 83 bis 85 (Fig. 8) sind gemeinsam auf einen Anschluss des Widerstandes 86 geschaltet. Der andere Anschluss des Widerstandes 86 ist über einen Anschluss 87 mit einer in der Figur nicht gezeigten Gleichspannungsversorgungsquelle verbunden. Die Dioden 83 bis 85 sind durch diese Gleichspannung vollständig in Durchlassrichtung vorgespannt, beispielsweise mit einer Spannung von 2V. Die an den Ausgängen der Rechenwerke 111B bis 111D auftretenden Signale werden in entsprechender Zuordnung auf die Anschlüsse 80 bis 82 geprägt. Unter diesen Bedingungen kann nur der kleinste der an den Ausgangsanschlüssen der Rechenwerke 111B bis 111D auftretenden Signalwerte durch die Diodenschaltung laufen,da nur für diesen die jeweilige Diode in Durchlassrichtung gepolt bleibt, während an den übrigen Dioden eine Sperrspannung anliegt. Auf diese Weise tritt am Ausgangsanschluss 88 lediglich das dem kleinsten Wert der an den Ausgängen der Rechenwerke 111B bis 111D auftretenden Werte entsprechende Signal auf. Das am Ausgangsanschluss 88 des Tiefstwertprüfers 102 auftretende Signal gelangt auf die Verknüpfungsschaltung 142, in der es unter Steuerung durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes (Fig. 2) gesteuert wird. Das Maximum von. f"o(x,y) und das Minimum der Funktionen f"i (x,y) bis f"k(x,y) werden auf das Θ-Wert-Rechenwerk 143 (im folgenden Θ-Rechenwerk) gegeben. Dieses Rechenwerk ist in Fig. 9 im einzelnen dargestellt.

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Auf den Anschluss 90 wird das Maximum von fo(x,y), auf den Anschluss 91 das Minimum der entsprechenden indizierten Funktionen gegeben. Im Multiplizierwerk 92 wird das Maximum mit dem Gewicht ß (beispielsweise ß = 0,5) multipliziert. Das am Anschluss 91 aufgegebene Minimum wird im Multiplizierwerk 93 mit dem Gewicht (1-ß) multipliziert (beispielsweise 0,5). Das am Ausgang des Multiplizierwerkes 92 auftretende Signal entspricht dem ersten Term der Gleichung 2, während das Ausgangssignal des Multiplxzxerwerkes 93 dem zweiten Term der Gleichung 2 entspricht. Diese beiden Signale werden im Addierer 94 addiert, so dass am Ausgangsanschluss 95 des Addierers 94 der Schwellenpegel θ zur Verfügung steht. Der so kompensierte Schwellenpegel θ wird im Speicher gespeichert.

Dieser im Speicher 144 gespeicherte kompensierte Schwellenpegel θ wird also aus dem ersten Tastfeld aus dem Maximum für das Zentralfeld und dem Minimum der Randfelder des Gesamttastfeldes gebildet, wobei das Zentralfeld bzw. Standardfeld des Tastfeldes in Form und Grosse dem Bezugsfeld 2 (Fig. 1) entspricht. Die Tastrandfelder können dabei prinzipiell beliebig gewählt werden. Bei ungleicher Ausbildung der Randfelder untereinander müssen"bei der Tiefstwertbestimmung die Unterschiede kompensiert werden.

Die zuvor im einzelnen beschriebene Operation wird bis zum Ende der Abtastung des ersten Tastfeldes durchgeführt. Der letzte Ausgangsimpuls für das erste Feld tritt am Ausgang des UND-Gliedes 140 auf, wenn das Standardfeld oder Zentralfeld 7-0 mit dem Bezugsfeld 2 (Fig. 1) koinzidiert. Bei der Abtastung des zweiten Feldes wird der gespeicherte kompensierte Schwellenpegel θ über das Verknüpfungsglied 151 unter Steuerung durch den Taktimpuls S7, der am Ausgang eines NICHT-Gliedes 164 auftritt, ausgegeben. Das Steuersignal S7 wird durch Umkehr des Taktsignals S6 erhalten (Fig. 3). Das am Ausgang des Verknüpfungsgliedes

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auftretende kompensierte Schwellenpegelsxgnal wird im Vergleicher 152 mit dem auf den Eingangsanschluss 10 geprägten Bildsignal f(t) des gesamten zweiten Feldes verglichen. Nach Massgabe dieses Vergleiches tritt dann am Ausgangsanschluss 20 des Vergleichers 152 das gewünschte Binärsignal S8 auf.

In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist als Bezugsfeld ein Quadrat gewählt. Selbstverständlich kann das Bezugsfeld auch jede beliebige andere Form oder Helligkeit aufweisen. Auch ist die Erfindung für eine Umkehr der hellen und der dunklen Bildelemente anwendbar, wobei dann beispielsweise helle Bildbereiche dem Binärpegel L zugeordnet werden, während die dunklen Untergrundbereiche dem Binärpegel H zugeordnet sind.

Der Umsetzer der Erfindung zeichnet sich vor allem durch eine hohe Langzeitstabilität aus, die selbst bei einer stärkeren Drift der Verstärkungsbedingungen und der Bildsignalpegel, die in aller Regel Gleichspannungspegel sind, gewährleistet ist. Dadurch wird das vom Umsetzer erzeugte Binärbild insbesondere von Temperaturschwankungen unabhängig.

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Claims

Patentansprüche

1. Analog-Digital-Umsetzer, gekennzeichnet durch erste Mittel, auf die Analogsignale geprägt werden, die ein durch eine Bildaufnahmevorrichtung sequenziell abgetastetes zweidimensionales Bild eines Objektes abbilden, durch zweite Mittel, die mit den ersten Mitteln verbunden sind und die Analogsignale mit variablem Schwellenpegel in Binärsignale umsetzen, durch dritte Mittel, die mit den zweiten Mitteln gekoppelt sind und der Regelung des Schwellenpegels der zweiten Mittel dienen, durch vierte Mittel, die mit den ersten Mitteln gekoppelt sind und erste und zweite Signale auslesen, von denen jedes zumindest angenähert einem bestimmten Bezugsmuster entspricht bzw. mehreren Nachbarbereichen .des Bezugsmusters des zweidimensionalen Bildes des Objektes entspricht, durch fünfte Mittel, die mit den vierten Mitteln verbunden sind und der Feststellung der grössten Differenz zwischen dem mittleren Pegel des ersten Signals und dem mittleren Pegel der zweiten Signale dienen, durch sechste Mittel, die mit den vierten Mitteln verbunden sind und der Steuerung des Mittelpegels des ersten Signals und des kleinsten Mittelpegels der zweiten Signale unter Führung bzw. unter Ansteuerung durch die Ausgangssignale der fünften Mittel dienen, und durch siebte Mittel, die mit den sechsten Mitteln verbunden sind und der Berechnung des gesuchten Schwellenpegels

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aus dem Mittelpegel des ersten Signals und dem kleinsten Mittelpegel der zweiten Signale zur Steuerung des Schwellenpegels der zweiten Mittel dienen.

2. Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierten Mittel Speicher zum Speichern von Signalen enthalten, die mehrere der zweidimensionalen Bilder (Muster) abbilden.

3. Umsetzer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die fünften Mittel mehrere achte Mittel enthalten, die parallel zueinander geschaltet sind und der Berechnung der Mittelpegel des ersten Signals und der zweiten Signale dienen, dass neunte Mittel vorgesehen sind, die mit den achten Mitteln verbunden sind, und der Berechnung der Differenz zwischen dem Mittelpegel des ersten Signals und der Summe der Mittelpegel der zweiten Signale dienen, und dass zehnte Mittel vorgesehen sind, die mit den neunten Mitteln verbunden sind und der Feststellung des Höchstwertes unter den Ausgangssignalen der achten Mittel dienen.

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