DE3121719A1

DE3121719A1 - Geraet zur photographischen aufnahme von durch modulierte elektrische signale uebertragenen bildern

Info

Publication number: DE3121719A1
Application number: DE19813121719
Authority: DE
Inventors: Christian 2525 Le Landeron Müller
Original assignee: Compagnie Industrielle Radioelectrique SA
Current assignee: Compagnie Industrielle Radioelectrique SA
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1982-02-11
Also published as: US4402016A; CH637513A5; GB2078050A; FR2484753B1; JPS5728468A; GB2078050B; NL8102843A; FR2484753A1

Description

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Gerät zur photographischen. Aufnahme von durch modulierte elektrische Signale übertragenen Bildern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs L

Ein Gerät dieses Typs ist von der Firma Dr₀-Ing „ Rudolf Hell GmbH unter der Bezeichnung TM 4006 entwickelt worden und speziell für polizeiliche Zwecke bestimmt, um nämlich Fingerabdruck- und Fahndungsphotos zu übertragen» Wenn man eine Bildvergrösserung zu erhalten wünschte, dann müssten bei diesem bekannten Gerät nicht nur die Optik,, sondern auch alle den Laserstrahl und seine Korrekturen, wie insbesondere die Verzerrungs- und Intensitritskorrekturen, bestimmenden Daten bzw_o Teile modifiziert werden. Diese Schwierigkeit ist allen bisher zur automatischen photographischen Bildaufnahme bekannten Geräten und Installationen gemeinsam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät des erwähnten Typs zu schaffen, welches es dem Benutzer erlaubt, nach Wunsch einen auszuwählenden Teil des empfangenen Bildes vergrössert zu reproduzieren, ohne dass es erforderlich wäre, die Regelung bzw_o Einstellung der Aufnahme oder des Laserstrahles zu verändern»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöste

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Die Erfindung besteht also im wesentlichen darin, ein für allemal die kleinste Auflösung zu wählen und mit digitalen Signalen zu arbeiten, die einen Bildpunkt mit Hilfe mehrerer Elementarpunkte und durch Wiederholung der Zeilen zusammenzusetzen erlauben, wobei die Vergrösserung des Bildes durch eine Wiederholung der Elementarpunkte und der Zeilen zustande kommt.

Das Gerät nach der Erfindung ist vor allem zum photographischen Empfang von Bildern bestimmt, die von meteorologischen Satellitten gesendet werden. Bei dieser bevorzugten Anwendung wird der Bildpunkt aus zweimal 2\ Elementarpunkten zusammengesetzt, die ungefähr die Grosse eines Quadrats haben, welches näherungsweise dem runden Punkt des Beobachtungsbündels des Satellitten entspricht. Die n-fache Wiederholung jedes Elementarpunktes und die 2n-fache Wiederholung jeder Zeile erlauben es, eine η-fache Vergrösserung zu erhalten. Die Verwendung von zwei Speichern mit wahlfreiem Zugriff, die im Tandem arbeiten und von denen sich jeweils der eine füllt, während der andere ausgelesen wird, und umgekehrt, erlaubt die Wiederholung der gespeicherten digitalen Informationen so oft, wie es nötig ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschema des Geräts nach der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Darstellung der Entstehung eines Bildes auf photoempfindlichem Papier und

Figur 3 eine schematische Darstellung eines zweifach vergrösserten Bildpunktes.

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Die Grundausrüstung bzw. Grundschaltung des Geräts entspricht einem Laser-Telephotoempfänger vom Typ HELL TM 4006. Dieser Empfänger hat einen Eingang 1 für ein Videosignal, das durch eine über Telephonleitungen übermittelbare Unterträgerfrequenz von 24 00 Hz übertragen wird, eine Eingangsschaltung 2, einen Tiefpassfilter 3, einen ersten Verstärker 4 zur automatischen Verstärkungskorrektur (CAG), eine Demodulationsschaltung in Form eines Gleichrichters 5, dem ein zweiter CAG-Verstärker 17 nachgeschaltet ist, einen Bildsignalverstärker 6, der in Figur 1 in der Nähe des rechten Randes erscheint, und einen Verstärker 7, welcher die Stärke eines Lasers 8 steuert und moduliert. Zur Grundausrüstung gehören ferner ein von einer Steuerschaltung 10 gesteuerter Schrittmotor 9 und eine von einem Verstärker 12 gesteuerte Laserstrahl-Ablenkspule 11. Die Steuerschaltung 10 und der Verstärker 12 werden durch einen Taktimpulsgeber 13 mit einem Quarzoszillator und einen nachgeschalteten Frequenzteiler 14 über eine Schaltung 15 gesteuert _a Der Empfänger TM 4006 ist an sich bekannt und wird daher hier nicht im einzelnen beschrieben. Es sei lediglich erwähnt, dass er mit einem durch Trockenentwicklung verarbeitbarem Photopapier arbeitet, das in Rollen mit einer Breite von 210 mm erhältlich ist.

Den CAG-Verstärkern 4 und 17 sind zwei Vorwärts-Rückwärtszähler 16 und 18 zugeordnet,, welche die Verstärkung mit Hilfe von acht Schaltern 17" bzw_o drei Schaltern 19, durch vjelche acht bzw*, drei Widerstände schaltbar sind, zu verändern gestatten ο Die Auflösung der Verstärkungskorrektur beträgt 0,021 dB» Die Korrektur findet nicht nur am Anfang des Bildes statt» Die Demodulation in der Demodulationsschaltung 5 wird von einer Gleichrichtung der negativen Halbwelle begleitet, derart, dass danach nur positive Halbwellen auftreten»

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Der Ausgang des CAG-Verstärkers 4 ist ausserdem an eine durch ein Integrationsglied gebildete Detektorschaltung 22 angeschlossen, welche auf eine 300-Hz-Modulation des Eingangssignals anspricht, das einige Sekunden dauert und dem Eintreffen des Bildes vorangeht. Die Detektorschaltung 22 steuert den Start der Zähler 16 und 18 über eine logische Schaltung 45, deren Funktion später beschrieben wird. Zwischen den Zählern 16 und 18, die in Reihe liegen, besteht eine Verbindung U/D, wobei ein Signal CO für den Transfer vom einen zum andern Zähler sorgt, wenn einer dieser Zähler voll ist.

Das Ausgangssignal des CAG-Verstärkers 17 gelangt auf eine Abtastschaltung 23, die durch eine PLL-Schaltung 20 (Phasenblockierungsschleife) gesteuert wird, welche die Maxima des Signals, d.h. zwecks Momentwertbildung die Zeitpunkte der Abtastung, meldet. Die PLL-Schaltung 20 steuert ausserdem die Weiterschaltung der Zähler 16 und 18 durch ein und dasselbe Signal CK . mit der Frequenz f. Die Abtastschaltung 23 hält die vom CAG-Verstärker 17 empfangenen Signale während einer Zeitspanne aufrecht, die für die digitale Umwandlung der abgetasteten Information durch einen Analog-Digital-Wandler 24 erforderlich ist, welcher durch eine logische Schaltung 25 über einen 12V-5V Spannungswandler 26 gesteuert wird. Die Abtastperiode beträgt 208 »is und ist kohärent mit der Unterträgerfrequenz; die Abtastdauer beträgt 10 ps. Der Analog-Digital-Wandler 24 formt das empfangene Analogsignal in 8-Bit-Worte um, welche über einen Leitungskreis 27 auf eine Grau-Verarbeitungsschaltung 28 übertragen werden, welche die 256 verschiedenen Grautöne zu korrigieren erlaubt und einen programmierbaren Speicher aufweist, der mittels einer Auswahlschaltung 29 von Hand oder ferngesteuert programmiert werden kann.

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Der wesentliche Teil des neuen Geräts besteht aus zwei Pufferspeichern 30 und 31 vom RAM-Typ, d.h» mit direktem oder wahlfreiem Zugriff, welche im Tandem geschaltet sind und abwechselnd im Einspeicherungs- und Ausspeicherungsbetrieb arbeiten. Die ausgespeicherten bzw. aus dem Speicher ausgelesenen Signale werden von einer Uebertragungsschaltung 32 auf einen Digital-Analog-Wandler 33 übertragen, dessen analoges Ausgangssignal im Bildsignalverstärker 6 verstärkt wird, um den Laser zu modulieren. Die Pufferspeicher 30 und 31 haben eine Puffer- bzw» Speicherkapazität von zweimal 2 Kilobyte und eine Ädressenkapazität von 4 Kilobyte (12-Bit~Adressen). Die Pufferspeicher 30 und 31 und die üebertragungsschaltung 32 sind an die Graukorrektur-Schaltung 28 angeschlossen und untereinander durch einen Datenbus 34 verbunden» Ausserdem sind die Pufferspeicher 30 und 31 durch einen Adressbus 35 über zwei Interfaces 37 und 38, welche die drei Zuständen ^^speicherung", "Einspeicherung" und "Autorisation" einnehmen können,, mit einer Adressenzählschaltung 36 verbunden» Die Interfaces 37 und 38 steuern den Multiplexbetrieb der beiden Pufferspeicher 30 und 31-, welche im Tandembetrieb arbeiten, wobei sich der eine füllt, während der andere ausgespeichert wird, und umgekehrt«

Die Interfaces 37 und 38 sowie die Pufferspeicher 30 und 31 sind an einen Steuerbus 39 angeschlossen, über den die Befehle einer logischen Schaltung 40, welche die Funktionen "Ausspeicherung/Einspeicherung" steuert, übertragen werden» Diese logische Schaltung 40 wird ihrerseits durch den Analog-Digital-Wandler 24 sowie durch eine logische Vorwahlschaltung 41 gesteuert, welcher eine Wahlschaltung bzw» ein Wahlschalter 42 zugeordnet ist, mit dem der Benutzer ein normales oder vergrössertes Bild wählen kann. Das Taktsignal wird über eine Teilerschaltung 43 erhalten, welche das Taktsignal des Frequenzteilers 14 über eine

logische Schaltung 45, auf die später noch eingegangen wird, empfängt. Mit Hilfe der Vorwahl schaltung 41 und des Wahlschalters 42 kann die Anzahl der Wiederholungen jeder zu reproduzierenden Zeile und die Anzahl der Wiederholungen jedes Elementarpunktes in jeder Zeile und damit also die gewünschte Reproduktion des Bildes gewählt werden. Insbesondere lässt sich zwischen der zwei- oder vierfachen Reproduktion einer Zeile und der ein- oder zweifachen Reproduktion jedes Elementarpunkts wählen, indem man von einem der Speicher 30, 31 auf den anderen mit dem Ziel übergeht, entweder ein normales Bild oder ein zweifach vergrössertes Bild zu erhalten, wie es später noch erläutert wird. Allgemein kann eine 2n-fache Wiederholung jeder Zeile· und eine η-fache Wiederholung jedes Elementarpunkts (n ist eine ganze, von Null verschiedene Zahl) und somit eine η-fache Vergrösserung eingestellt werden.

Der Wahlschalter 42 erlaubt ausserdem, zwischen der Vergrösserung dreier vertikaler Halbbilder zu wählen, nämlich entweder der linken Hälfte oder der rechten Hälfte des Bildes oder aber eines im zentralen Bereich liegenden halben Bildes. Die logische Vorwahlschaltung 41 bestimmt also den Beginn der Zeile des Bildes für jeden dieser Fälle, und die Pufferspeicher 30 und 31 werden dementsprechend adressiert, wobei die Interfaces 37 und 38 für die korrekte Adressierung des betreffenden Speichers sorgen.

Alle Bus-Leitungen können wahlweise an das Interface eines Rechners oder einer anderen äusseren digitalen Quelle angeschlossen werden. Eine am Ausgang des Verstärkers 4 angeschlossene Ausgangsleitung 44 ist für die Speicherung des empfangenen Signals auf einem Magnetband vorgesehen. Die logische Schaltung 45 ist eine Synchronisations- und Identifizierungsschaltung zur Identifizierung des Typs des empfangenen Bildes, welche eine Anpassung der Schaltungs-

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anordnung an den Empfang der verschiedenen Bildtypen erlaubt,, also beispielsweise der durch einen geostationären METOSÄT-Satelliten oder der durch einen nicht-geostationären Satelliten wie den TIROS-Satelliten übertragenen Bilder ο Diese logische Schaltung 45 zählt die Anzahl der Bildpunkte je Zeile und gewährleistet die Synchronisierung, indem der entsprechende Zähler auf Null rückgestellt wird» Die logische Schaltung 45 ist ausserdem dazu eingerichtet, ein Synchronisierungss'ignal während der Reproduktion des Bildes aufgrund von auf Magnetband gespeicherten Signalen zu empfangen, derart, dass die Geschwindigkeitsänderung des Bandes berücksichtigt wird»

Anhand der Figur 2 wird im folgenden die Bildung eines Bildes auf dem Papier beschrieben. Die Oberfläche 46 stellt einen Teil des photoempfindlichen Papierbandes dar? welches vom Strahl des Lasers 8 (Figur 1) überstrichen wird» Die Nutzbreite, die der Länge einer Zeile entspricht, beträgt 211,2 mm, und die ausgenutzte Auflösung beträgt 2048 Punkte je Zeile, derart, dass ein Elementarpunkt 47 einen Durchmesser von 0,1 mm aufv/eisto Der Bildpunkt 48 eines normalen, nicht vergrösserten Bildes wird durch 2 mal 2\ Elementarpunkte gebildet und reproduziert eine Fläche, welche näherungsweise der Fläche des runden Flecks oder Punktes des von einem meteorologischen Satelliten ausgesandten Beobachtungsstrahls entspricht« Die Bildpunkte einer Bildzeile werden durch Wiederholung einer Elementarpunkt-Zeile erhalten? Der Laserstrahl bestreicht ein erstes Mal das Papier längs einer ersten Zeile 49, wobei 2048 Elementarpunkte registriert werden, dann wird das Papier durch den Schrittmotor 9 um eine Strecke von 0,132 mm weiterbewegt, und anschliessend werden dieselben Elementarpunkte längs einer zweiten Zeile 50 ein zweites Mal registriert= Man erhält also auf diese Weise etwa 800 Bildpunkte„ Danach wird das Papier erneut um einen Schritt von 0,132 mm vorge-

schoben, um eine neue Zeile aufzuzeichnen, usw. Die erwähnte Registrierung von 2 ^ Elementarpunkten 47 je Bildpunkt 48 ist natürlich nur eine Fiktion, weil tatsächlich nur ganze Elementarpunkte reproduziert werden. Der Vorschub um einen 0,132-mm-Schritt wird durch 12 Schritte des Schrittmotors 9 erhalten. Dieser führt je Sekunde 960 Schritte aus, so dass also die Zeit für einen Papiervorschub 12,5 ms beträgt. Die Einspeicherung der 2048 Elementarpunkte benötigt 250 ms, während ihre Registrierung auf dem Papier nur 4 3 ms in Anspruch nimmt. Die Rückstellung des Laserstrahl-Lichtpunkts erfolgt in 16 ms.

Um eine zweifache Vergrösserung zu erhalten, wird jede Zeile von gespeicherten Elementarpunkten viermal längs der Zeilen 49, 50,51 und 52 reproduziert. Ausserdem wird jeder Elementarpunkt zweimal aufeinanderfolgend aufgezeichnet. Der so erhaltene Bildpunkt besteht also aus zwanzig Elementarpunkten, wie in Figur 3 veranschaulicht. Von links nach rechts betrachtet besteht also dieser Bildpunkt aus zwei Spalten, die von insgesamt acht identischen Punkten gebildet werden, aus zwei weiteren Spalten, die von insgesamt acht anderen identischen Punkten gebildet werden, und aus einer aus vier identischen Punkten gebildeten letzten Spalte. Es handelt sich also hierbei in der Tat um eine Vergrösserung des Bildpunktes 48. Da jeder Elementarpunkt in horizontaler Richtung wiederholt wird, lässt sich nur die Hälfte der 2048 Elementarpunkte einer Zeile aufzeichnen. Der Wahlschalter 42 (Figur 1) erlaubt die Wahl der linken Hälfte, der rechten Hälfte oder aber der zentralen Hälfte des Bildes und bestimmt daher, ob die Ablesung in jedem der Speicher am Anfang, bei einem Viertel oder aber in der Mitte einer gespeicherten Zeile beginnen und entsprechend in der Mitte, am Ende der Dreiviertellange oder am Ende der gespeicherten Zeile aufhören muss.

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Allgemein ist es möglich, eine η-fache Vergrösserung zu erhalten,, indem die Elementarpunkte in jeder Zeile n-mal und die Zeilen selber 2n mal wiederholt werden. Die Grosse eines normalen Bildes beträgt im betrachteten Beispiel 211 mm mal 211 mm und die eines zweifach vergrösserten halben Bildes 211 mm mal 422 mm_o Die maximale Länge beträgt im betrachteten Beispiel 500 mm«, _:

Das Gerät nach der Erfindung ist nicht auf das beschriebene Äusführungsbeispiel und auch nicht auf die Registrierung von Satellitenbildern beschränkt, sondern kann zur Aufzeichnung von Telebildern beliebigen Ursprungs verwendet werden.

Claims

PÄTENTÄNSPRUECHE

Gerät zur photographischen Aufnahme von durch modulierte elektrische Analogsignale übertragenen Bildern, mit einem Laser,, dessen in seiner Stärke modulierter Strahl photoempfindliches, durch einen Schrittmotor vorgeschobenes Papier überstreicht, gekennzeichnet durch eine Abtastschaltung (23) zur Abtastung des empfangenen und demodulierten Analogsignals und zur Erzeugung von entsprechenden Abtastsignalen, welche Elementarpunkte darstellen, durch einen Analog-Digital-Wandler (24) zur Umwandlung der Analogsignale in Elementarpunkte definierende digitale Signale , durch Speicher (30,31) zur Speicherung dieser, Elementarpunkte definierenden digitalen Signale, durch Mittel (39,40) zur Auslesung dieser Speicher (30,31), durch einen Digital-Analog-Wandler (33) zur Umwandlung dieser ausgelesenen digitalen Signale in Analogsignale, durch eine Schaltung (7) zur Modulation des Lasers (8) durch die die Elementarpunkte darstellenden Analogsignale und durch Mittel (41,42) zur Wiederholung der Elementarpunkte„

2ο Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei im Tandem geschaltete Speicher (30,31) aufweist, die im Duplex gesteuert werden und dazu eingerichtet sind, dass sich der eine Speicher füllt, während der andere ausgelesen wird, und umgekehrt, wobei eine Zeile von Elementarpunkten einmal gespeichert 1-d.rd und 2n Mal reproduzierbar ist (n ist eine ganze, von O verschiedene Zahl) und ein normaler Bildpunkt durch 2 mal 2\ Elementarpunkten gebildet wird, und das Mittel (41,42) zur η-fachen Vergrösserung eines Bildpunktes durch η-fache Wiederholung jedes Elementarpunktes in horizontaler Richtung und durch 2n-fache Wiederholung jeder Zeile vorgesehen sind_o

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3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine logische Graukorrektur-Schaltung (28) aufweist, welche vor den Speichern (30,31) für die digitalen Signale angeordnet ist und einen programmierbarem Speicher enthält.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es Steuer-, Daten- und Adressbusleitungen (39,34,35) aufweist, welche direkt an einen äusseren Rechner anschliessbar sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ausgang (44) zur Speicherung der empfangenen Signale auf Magnetband aufweist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1. bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer eingestellten Vergrösserung ein dem Papierformat entsprechender Abschnitt aus dem zu vergrössernden Bild wählbar ist.

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