Video, starke Kontrastverstärkung

[Michael Koch]

Hi,

ich suche ein Gerät mit dem ich ein analoges schwarz-weiss Videosignal
mindestens um den Faktor 10 verstärken kann. Damit soll ein sehr
kontrastarmes Bild soweit vorverstärkt werden, dass es nach der
Digitalisierung besser ausgewertet werden kann. Zu beachten ist aber, dass
nicht alle Teile des Bildes kontrastarm sind. Das heisst der Verstärker muss
einen ausreichend schnellen Begrenzer enthalten der die Amplitude auf den
zulässigen 0.3V-1.0V Bereich begrenzt. Und die Synchronimpulse müssen
natürlich vorher abgetrennt werden und nach der Verstärkung wieder eingefügt
werden. Das mitverstärkte Rauschen ist unproblematisch weil nach der
Digitalisierung mehrere Bilder gemittelt werden können.
Ich sehe kein grundlegendes Problem darin die Schaltung selber zu
entwickeln, aber das braucht Zeit. Daher frage ich mal in die Runde:

-- Gibt es sowas als Fertiggerät?
-- Oder hat jemand einen Schaltplan?

Gruss
Michael

 

[Stefan Engler]

Gibt es nicht bei Elektor so etwas?
Bücher der Reihe 30X Schaltungen.

Die Begrenzung dürfte recht einfach über
passende Dioden zu erreichen sein?

Ein Spannungsvergleicher und ALC wäre
doch volkommen übetrieben aber vielleicht hier
im Gesamtsystem schon angebracht, da die
Verstärkung des Video-OP durch die ALC
gesteuert werden könnte und so immer 0.7
Volt anliegen. (im Mittel). (einige OPV haben einen
Eingang, wo sich der Verstärkungsfaktor regeln lässt)

 

[Michael Koch]

Hi,

Die Begrenzung dürfte recht einfach über passende Dioden zu erreichen
sein?

Das wäre mir nicht scharf genug begrenzt. Ich möchte keine Nichtlinearität
in das Videosignal reinkriegen.

Ein Spannungsvergleicher und ALC wäre

was ist ein ALC?

doch volkommen übetrieben aber vielleicht hier
im Gesamtsystem schon angebracht, da die

Verstärkung des Video-OP durch die ALC
gesteuert werden könnte

Hier liegt vielleicht ein Missverständnis vor. Ich möchte keine automatische
Verstärkungsregelung. Einfach nur zwei Potis für Verstärkungsfaktor und
Helligkeit.

Gruss
Michael

 

[Ansgar Strickerschmidt]

Michael Koch schrub:

Hier liegt vielleicht ein Missverständnis vor. Ich möchte keine
automatische
Verstärkungsregelung. Einfach nur zwei Potis für Verstärkungsfaktor und
Helligkeit.

Ich glaube schon, dass Du eine ALC (Automatic Level Control) bzw. AGC
(Automatic Gain Control) willst. Und zwar eine mit schnellem
Regelverhalten...

Ansgar

--
Mails an die angegebene Adresse erreichen mich - oder auch nicht! Gültige
Adresse gibt's bei Bedarf!
Mails to the given address may or may not reach me - valid return address
will be given when required!

 

[Michael Koch]

Ich glaube schon, dass Du eine ALC (Automatic Level Control) bzw. AGC
(Automatic Gain Control) willst. Und zwar eine mit schnellem
Regelverhalten...

Wenn die Regelung mit der vollen Video-Bandbreite erfolgt, ja dann kann man
es so ausdrücken.

Gruss
Michael

 

[Dieter Wiedmann]

Michael Koch schrieb:

Ich glaube schon, dass Du eine ALC (Automatic Level Control) bzw. AGC
(Automatic Gain Control) willst. Und zwar eine mit schnellem
Regelverhalten...

Wenn die Regelung mit der vollen Video-Bandbreite erfolgt, ja dann kann man
es so ausdrücken.

Ach, du willst aus dem Videosignal eine Gleichspannung machen?

Für das was du da vorhast brauchts einen Video-ADC mit höherer
Auflösung, und etwas Software.


Gruß Dieter

 

[Michael Koch]

Ach, du willst aus dem Videosignal eine Gleichspannung machen?

sorry, das verstehe ich nicht.

Für das was du da vorhast brauchts einen Video-ADC mit höherer
Auflösung, und etwas Software.

Warum komliziert und teuer wenn's auch einfach mit analoger Verstärkung
geht?
Ich habe nicht die Absicht einen Frame Grabber mit mehr als 8 Bit Auflösung
zu verwenden.

Gruss
Michael

 

[Dieter Wiedmann]

Michael Koch schrieb:

Ach, du willst aus dem Videosignal eine Gleichspannung machen?

sorry, das verstehe ich nicht.

Wenn du die Verstärkung mit der Frequenzdes Videosignals nachregelst
kommt halt eine Gleichspannung raus.

Für das was du da vorhast brauchts einen Video-ADC mit höherer
Auflösung, und etwas Software.

Warum komliziert und teuer wenn's auch einfach mit analoger Verstärkung
geht?
Ich habe nicht die Absicht einen Frame Grabber mit mehr als 8 Bit Auflösung
zu verwenden.

Also willst du den komplizierteren Weg gehen.


Gruß Dieter

 

[Michael Koch]

Wenn du die Verstärkung mit der Frequenz des Videosignals nachregelst
kommt halt eine Gleichspannung raus.

scheint mir zwar eher ein Quadrierer zu sein, aber du hast natürlich recht
dass es so nicht geht.

Das Prinzip ist doch ganz einfach:
-- Synchronsignale abtrennen
-- einstellbaren Offset subtrahieren
-- Signal verstärken
-- auf 0.3V-1.0V begrenzen (schnelle OP's mit Dioden)
-- Synchronsignale wieder hinzufügen, fertig.

Also willst du den komplizierteren Weg gehen.

Es gibt zwei mögliche Software-Pakete die für die Auswertung des Bildes zur
Verfügung stehen. Paket Nr. 1 läuft nur mit einem ganz bestimmten Frame
Grabber, und der hat nun mal 8 Bit. Paket Nr. 2 läuft mit Analog-->Firewire
Konverter, und ich weiss nicht ob's diese Dinger mit mehr als 8 Bit
Auflösung gibt, bzw. ob die höhere Auflösung Windows-intern überhaupt
unterstützt wird. Jedenfalls hört sich das für mich kompliziert und teuer
an.

Gruss
Michael

 

[Dieter Wiedmann]

Michael Koch schrieb:

Das Prinzip ist doch ganz einfach:
-- Synchronsignale abtrennen
-- einstellbaren Offset subtrahieren
-- Signal verstärken
-- auf 0.3V-1.0V begrenzen (schnelle OP's mit Dioden)
-- Synchronsignale wieder hinzufügen, fertig.

Dann hast du aber in den ursprünglich hellen, kontrastreichen
Bildpartien keinen nennenswerten Kontrast mehr.

Es gibt zwei mögliche Software-Pakete die für die Auswertung des Bildes zur
Verfügung stehen.

Tja, dann halt eigene Software schreiben, oder zumindest einen Treiber,
der liefert dann ausgangsseitig die 8-Bit.


Gruß Dieter

 

[Michael Koch]

Dann hast du aber in den ursprünglich hellen, kontrastreichen
Bildpartien keinen nennenswerten Kontrast mehr.

völlig richtig, in den ursprünglich hellen und dunklen Bereichen ist
hinterher keine Bildinformation mehr sichtbar. Das ist so gewollt. Die
Übertragungsfunktion soll im ganzen 0.3V-1.0V Bereich linear sein.

Tja, dann halt eigene Software schreiben, oder zumindest einen Treiber,
der liefert dann ausgangsseitig die 8-Bit.

Um Treiber programmieren zu können müsste ich erst mal ein paar Jahre
Informatik studieren. Das ist uneffektiv im Vergleich zum Analog-Verstärker


Gruss
Michael

 

[Ralf Jacob]

Michael Koch schrieb:

Hi,

ich suche ein Gerät mit dem ich ein analoges schwarz-weiss Videosignal
mindestens um den Faktor 10 verstärken kann. Damit soll ein sehr
kontrastarmes Bild soweit vorverstärkt werden, dass es nach der
Digitalisierung besser ausgewertet werden kann. Zu beachten ist aber, dass
nicht alle Teile des Bildes kontrastarm sind. Das heisst der Verstärker muss
einen ausreichend schnellen Begrenzer enthalten der die Amplitude auf den
zulässigen 0.3V-1.0V Bereich begrenzt. Und die Synchronimpulse müssen
natürlich vorher abgetrennt werden und nach der Verstärkung wieder eingefügt
werden. Das mitverstärkte Rauschen ist unproblematisch weil nach der
Digitalisierung mehrere Bilder gemittelt werden können.
Ich sehe kein grundlegendes Problem darin die Schaltung selber zu
entwickeln, aber das braucht Zeit. Daher frage ich mal in die Runde:

-- Gibt es sowas als Fertiggerät?
-- Oder hat jemand einen Schaltplan?

Gruss
Michael


Ich möchte ein paar grundsätzliche Überlegungen beisteuern. Der Kontrast

eines Videosignals spielt sich immer zwischen 0 - 0,7Vss ab und
bezeichnet den Unterschied zwischen Schwarz und Weiss. Wenn ich das
Videosignal nun stark verstärke, verstärke ich dunkle Bereiche ( ab 0
Vss) und graue( ab 0,35Vss) und die weissen Bereiche landen im Begrenzer
(bei 0,7Vss ist Schluss). Eine Verstärkung der unteren Bereiche bringt
daher nur scheinbar etwas. Der Gesamtkontrastumfang ändert sich nicht,
da ich im Gegenzug im oberen Bereich etwas verliere.

Bei einem flauen Videosignal, hilft da eher eine Kennlinien
-Vorentzerrung wie z.B. die "Gammakorrektur" oder in schwarzen Bereichen
so etwas wie "Black Stretch". Beides sind nonlineare Verstärker die
die Kennline eines Videosignals nur in einem bestimmten Bereich verändern.

 

[MaWin]

"Ralf Jacob" <ralf-jacob@versatel.de> schrieb im Newsbeitrag
news:duts50$jl2$1@news01.versatel.de...

Eine Verstärkung der unteren Bereiche bringt daher nur scheinbar etwas. wie
z.B. die "Gammakorrektur" oder "Black Stretch".

Och Ralf, Verstaerkung ist nicht nur ein Faktor, sondern geht
auch um einen Offset: x' = v * ( x - o ) + o
Und wenn Synchronsignale abgetrennt sind und wieder drangepappt
werden, ist das genau die Verstaerkung, die der Kontrastregler
im Fernseher macht. Kein Voodoo, und Michael koennte sogar noch
den Offset o veraendern, um optimale Ergebnisse zu bekommen.

Solche Kisten gibt es fertig fuer Video-Ueberspielaufgaben, muss
man also nicht mal selber bauen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Michael Koch]

Hi,

Eine Verstärkung der unteren Bereiche bringt daher nur scheinbar etwas.
Der Gesamtkontrastumfang ändert sich nicht, da ich im Gegenzug im oberen
Bereich etwas verliere.

Ich möchte aber keine nichtlineare Übertragungsfunktion. Einfach nur eine
lineare Verstärkung um mindestens den Faktor 10. Es ist mir klar dass die
ursprünglich hellen Bereiche nach der Begrenzung 100% weiss sind.

Gruss
Michael

 

[Michael Koch]

Hi,

Solche Kisten gibt es fertig fuer Video-Ueberspielaufgaben, muss
man also nicht mal selber bauen.

Aber nicht mit Faktor 10, oder habe ich da was übersehen? Ich hab bislang
nur Verstärker gefunden die +-3db können.

Gruss
Michael

 

[Norbert Hahn]

On Sat, 11 Mar 2006 07:52:19 +0100, Ralf Jacob wrote:

Ich möchte ein paar grundsätzliche Überlegungen beisteuern. Der Kontrast
eines Videosignals spielt sich immer zwischen 0 - 0,7Vss ab und
bezeichnet den Unterschied zwischen Schwarz und Weiss. Wenn ich das
Videosignal nun stark verstärke, verstärke ich dunkle Bereiche ( ab 0
Vss) und graue( ab 0,35Vss) und die weissen Bereiche landen im Begrenzer
(bei 0,7Vss ist Schluss). Eine Verstärkung der unteren Bereiche bringt
daher nur scheinbar etwas. Der Gesamtkontrastumfang ändert sich nicht,
da ich im Gegenzug im oberen Bereich etwas verliere.

Das ist schon richtig, wenn man ein "normales" Videosignal hätte. Wenn
es aber pathologisch ist, hängt es davon ab, wo es fehlt. Wenn z.B.
Weißanteile nicht interessieren und die gewünschte Info in den dunklen
Partien steckt, müssen die halt verstärkt werden.

Bei einem flauen Videosignal, hilft da eher eine Kennlinien
-Vorentzerrung wie z.B. die "Gammakorrektur" oder in schwarzen Bereichen
so etwas wie "Black Stretch". Beides sind nonlineare Verstärker die
die Kennline eines Videosignals nur in einem bestimmten Bereich verändern.

Ok. Es kann aber sein, dass man eine lineare Kennlinie und Kappung von
weiß braucht. Es ist ja weder angegeben, was das für ein Signal ist
noch wie es später ausgewertet werden soll. Somit kann Gammakorrektur
auch falsch sein - es müsste evtl. ausprobiert werden.

Norbert

 

[Norbert Hahn]

On Sat, 11 Mar 2006 07:52:19 +0100, Ralf Jacob wrote:

Ich möchte ein paar grundsätzliche Überlegungen beisteuern. Der Kontrast
eines Videosignals spielt sich immer zwischen 0 - 0,7Vss ab und
bezeichnet den Unterschied zwischen Schwarz und Weiss. Wenn ich das
Videosignal nun stark verstärke, verstärke ich dunkle Bereiche ( ab 0
Vss) und graue( ab 0,35Vss) und die weissen Bereiche landen im Begrenzer
(bei 0,7Vss ist Schluss). Eine Verstärkung der unteren Bereiche bringt
daher nur scheinbar etwas. Der Gesamtkontrastumfang ändert sich nicht,
da ich im Gegenzug im oberen Bereich etwas verliere.

Das ist schon richtig, wenn man ein "normales" Videosignal hätte. Wenn
es aber pathologisch ist, hängt es davon ab, wo es fehlt. Wenn z.B.
Weißanteile nicht interessieren und die gewünschte Info in den dunklen
Partien steckt, müssen die halt verstärkt werden.

Bei einem flauen Videosignal, hilft da eher eine Kennlinien
-Vorentzerrung wie z.B. die "Gammakorrektur" oder in schwarzen Bereichen
so etwas wie "Black Stretch". Beides sind nonlineare Verstärker die
die Kennline eines Videosignals nur in einem bestimmten Bereich verändern.

Ok. Es kann aber sein, dass man eine lineare Kennlinie und Kappung von
weiß braucht. Es ist ja weder angegeben, was das für ein Signal ist
noch wie es später ausgewertet werden soll. Somit kann Gammakorrektur
auch falsch sein - es müsste evtl. ausprobiert werden.

Norbert

 

[Michael Koch]

Hi,

Ok. Es kann aber sein, dass man eine lineare Kennlinie und Kappung von
weiß braucht.

genau das suche ich. Wegen der Offset-Einstellung vor der Verstärkung muss
schwarz auch gekappt werden.

Es ist ja weder angegeben, was das für ein Signal ist
noch wie es später ausgewertet werden soll. Somit kann Gammakorrektur
auch falsch sein - es müsste evtl. ausprobiert werden.

Die Anforderungen:
-- Verstärkungsfaktor einstellbar bis mindestens 10
-- Offset einstellbar
-- lineare Übertragungsfunktion, keine Gamma-Korrektur oder "soft clipping"

Gruss
Michael

 

[Ralf Jacob]

MaWin schrieb:

"Ralf Jacob" <ralf-jacob@versatel.de> schrieb im Newsbeitrag
news:duts50$jl2$1@news01.versatel.de...
Eine Verstärkung der unteren Bereiche bringt daher nur scheinbar etwas. wie
z.B. die "Gammakorrektur" oder "Black Stretch".

Och Ralf, Verstaerkung ist nicht nur ein Faktor, sondern geht
auch um einen Offset: x' = v * ( x - o ) + o
Und wenn Synchronsignale abgetrennt sind und wieder drangepappt
werden, ist das genau die Verstaerkung, die der Kontrastregler
im Fernseher macht. Kein Voodoo, und Michael koennte sogar noch
den Offset o veraendern, um optimale Ergebnisse zu bekommen.

Solche Kisten gibt es fertig fuer Video-Ueberspielaufgaben, muss
man also nicht mal selber bauen.

In der Regel reden wir beim FBAS-Signal von DC-Kopplung und das
Videosignal wird auf 0V geklemmt. z.b. durch die Schwarzwerthaltung. Ob
mit oder ohne Sync ist für unsere Betrachtungen nicht weiter wichtig.
Wenn ich mit einem Offset arbeite hebe ich den Schwarzwert an, scheinbar
"sehe" ich mehr Kontrast im Schwarzen.
Grundsätzlich sollte hier aber zwischen der Bildaufnahmeseite
(Röhrenkamera, CCD-Chip) und der Bildwiedergabeseite (z.B. Fernseher)
unterschieden werden. Das FBAS-Signal ist aber 0 - 0,7 Vss. OV ist
Schwarz und 0,7Vss ist Weiß. Mehr Kontrast über die ganze Signalkette
geht nicht.

 

[Michael Koch]

Das FBAS-Signal ist aber 0 - 0,7 Vss. OV ist Schwarz und 0,7Vss ist Weiß.
Mehr Kontrast über die ganze Signalkette geht nicht.

Nehmen wir mal an mein Signal hat einen so schlechten Kontrast dass der
nutzbare Bildinhalt zwischen 0.4V und 0.45V liegt. Daneben gibt es aber auch
andere Bereiche im Bild die wirklich schwarz sind (0V) und auch Bereiche die
weiss sind (0.7V). Diese Bereiche interessieren mich aber nicht. Ich suche
einen Verstärker der mir beispielsweise den 0.4-0.45V Bereich auf 0-0.7V
aufweitet, wobei die schwarzen Bereiche auf 0V und die weissen Bereiche auf
0.7V begrenzt werden müssen.

Gruss
Michael