CN108012074A - 摄像机系统和用于该摄像机系统的运行方法 - Google Patents

摄像机系统和用于该摄像机系统的运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种摄像机系统(100)，其具有用于产生初级图像数据(BD1)的图像传感器(100)和至少一个用于与外部单元(200)进行数据交换的接口单元(120)，其中所述摄像机系统(100)构成为用来，将由所述图像传感器(110)产生的初级图像数据(BD1)的至少一部分至少暂时存储(310)在与所述摄像机系统(100)相配设的存储器单元(130)中。

Description

摄像机系统和用于该摄像机系统的运行方法
技术领域
本发明涉及一种摄像机系统，该摄像机系统具有用于产生初级图像数据的图像传感器和至少一个用于与外部单元进行数据交换的接口单元。
此外，本发明涉及一种用于这种摄像机系统的运行方法。
此外，本发明涉及一种图像处理系统，该图像处理系统具有至少一个摄像机系统以及一种用于这种图像处理系统的运行方法。
背景技术
开头所述的类型的摄像机系统是已知的并且具有如下缺陷：尤其是在图像传感器的光学分辨率比较大时单位时间产生的初级图像数据的数量可能不能经由接口单元传输。
发明内容
因此，本发明的任务是如下开发开头所述的类型的摄像机系统和运行方法，使得前面所述的现有技术的缺点被避免并且能够实现更为灵活的使用。
该任务在开头所述的类型的摄像机系统方面根据本发明通过如下方式解决，该摄像机系统构成为，将由图像传感器产生的初级图像数据的至少一部分至少暂时存储在与该摄像机系统相配设的存储器单元中，以便获得所存储的初级图像数据，借助数据简化单元使由图像传感器产生的初级图像数据和/或所存储的初级图像数据的至少一部分经受数据简化，以便获得次级图像数据，并且经由至少一个接口单元将次级图像数据的至少一部分输出给外部单元。
由此有利地确保了，外部单元例如可以被连续地供给以次级图像数据，而由此使接口单元或在摄像机系统与外部单元之间的数据接口过负荷。同时根据本发明有利地确保了，至少暂时提供特别优选根本没有经受数据简化的所存储的初级图像数据，用以可能需要的分析。
例如，图像处理系统的计算机系统可以在根据本发明的摄像机系统之前连续地获得次级图像数据，并且根据针对图像处理系统可预设的图像处理任务分析所述图像数据。如果暂时图像质量或次级图像数据的信息内容不充分，则基于根据本发明在存储器单元中对初级图像数据的至少临时存储可以调用所述初级数据。由此有利地确保，至少在确定的时间段，在该时间段中可以取消所存储的初级图像数据(例如与存储器系统的存储器容量有关)，由图像传感器产生的初级图像数据以最大可能的质量可供使用并且例如可以通过外部单元调用。
在一些实施形式中可以设计为，摄像机系统构成为，至少暂时存储或暂存借助数据简化单元获得的次级图像数据。为此，在一个实施形式中可以设置特殊的存储器装置。在其他实施形式中也可考虑的是，使用设置用于存储初级图像数据的存储器单元的确定的存储器区域(也)用以至少暂时存储次级图像数据。
在一个优选的实施形式中设计为，摄像机系统构成为由外部单元接收至少一个包含控制信息的控制指令，其中尤其是摄像机系统构成为根据控制信息影响摄像机系统的运行。由此保证了摄像机系统的特别灵活的运行，并且存在如下可能性：例如根据本发明的图像处理系统的计算机系统可以影响摄像机系统的运行特性。
在一个特别优选的实施形式中，该摄像机系统构成为，根据控制信息将所存储的初级图像数据的至少一部分输出给外部单元。这例如在如下情况下才是合乎目的的，外部单元例如图像处理系统的计算机单元在分析由摄像机系统传输给外部单元的次级图像数据时确定，由此该摄像机系统要调用更高质量的或具有更大的信息内容的对应的图像数据。在此情况下，外部单元或控制指令可以发送给摄像机系统，该控制指令包含控制信息，所述控制信息促使摄像机系统，根据本发明至少暂时将存储在其存储器单元中的初级图像数据根据接收到的控制指令发送给外部单元。
例如，该摄像机系统在一个实施形式中根据控制信息将以最大质量存在的初级图像数据发送给外部单元。
在另一实施形式中可以设计为，摄像机系统将质量小于最大质量的图像数据输出给外部单元，其中要输出给外部单元的图像数据的质量通过控制信息来明确规定。
在另一有利的实施方式中设计为，控制信息限定例如二维区域，所述二维区域表征初级图像数据的至少一个图像的一部分(感兴趣区域，AOI“interessierendesGebiet”)。在该实施形式中，摄像机系统因此在获得相应的控制信息之后可以只将图像数据的通过控制信息限定的部分输出给外部单元。
在另一有利的实施形式中设计为，摄像机系统标识要输出给外部单元的图像数据。例如，要输出的图像数据可以设置有识别特征，该识别特征显示，要输出的图像数据借助控制信息被请求并且随后通过摄像机系统被输出给外部单元。由此，在外部单元的区域中有利地在原始获得的次级图像数据与例如借助前面所述的控制信息所请求的被存储的初级图像数据之间进行区分。
在另一有利的实施形式中，可以设计为，摄像机系统根据借助控制指令接收的控制信息控制数据简化单元的运行，这对在将初级图像数据变换成次级图像数据时的数据量的可能减小产生作用。以此方式例如可以动态地(这意味着在摄像机系统的运行时间期间)改变数据简化的程度，例如以便考虑执行图像处理任务的计算机系统的不同运行状态。
在另一有利的实施形式中设计为，数据简化单元构成为，执行如下方法中的一种或多种，其中尤其这些方法或该方法尤其是针对所阐述的初级图像数据和/或所存储的初级图像数据来执行：
-减小图像数据的位置分辨率
-减小图像数据的光谱分辨率
-减小图像数据的幅度分辨率
-减小帧率
-为图像数据设置识别特征。
在一个优选的实施形式中，可以在一个维度上减小图像数据的位置分辨率，例如在宽度维度上或在高度位置上减小。
在另一优选的实施形式中，可以在至少两个维度上减小图像数据的位置分辨率，例如在宽度和高度的维度上进行。
在图像数据具有多于两个的维度例如为附加地具有深度维度或其他维度的图像数据的情况下，有利地也在多于两个的维度上或也仅在深度维度上等应用图像数据的位置分辨率的减小。
例如，位置分辨率的减小可以相同地在图像数据或表征图像数据的各个图像上执行，例如借助沿着相应的维度的欠采样。在一个特别简单的实施形式中，例如从二维图像沿着宽度维度可以选择每第二图像点，并且可以沿着高度维度选择每第二图像点，由此已经实现了显著的数据简化。
在另一有利的实施形式中，图像数据的光谱分辨率的减小例如可以包括略去多个色彩通道中的一个色彩通道。例如，在每个图像点都具有三个色彩通道例如红、绿、蓝的图像数据中略去所述色彩通道中的至少一个色彩通道。
在另一有利的实施形式中，图像数据的幅度分辨率的减小例如可以包括减小量化级的数量，所述量化级用于表示在数字域中的相关的幅度值。
在其他实施形式中，替选于或补充于前面所述的减小步骤也可以使用本身已知的图像补偿方法，譬如根据JPEG标准或JPEG2000标准等，其中在一些实施形式中考虑有损压缩，并且其中在其他实施形式中优选使用无损压缩。
在另一有利的实施形式中，图像数据或其一部分或单独的图像可以被设置有识别特征，譬如图像编号和/或时间戳等。根据其他实施形式，可能的是，将这些特征应用于初级图像数据上和/或所存储的初级图像数据和/或次级图像数据上。
在根据本发明的摄像机系统的另一有利的实施形式中设计为，存储器单元具有至少一个环形存储器，所述环形存储器的存储区域循环地利用图像传感器的新产生的初级图像数据覆写。换言之，存储器单元的至少一个区域可以组织为环形存储器。通过确定环形存储器的大小可以以本身已知的方式确定用于确定的日期或确定的图像数据的最大存储器持续时间，在所述图像数据重新被之后产生的新初级图像数据覆写之前。
在另一有利的实施形式中可以设计为，存储器单元被组织为使得其具有多个环形存储器，其中至少第一环形存储器可以用于至少暂时存储初级图像数据，并且其中至少第二环形存储器用于至少暂时存储次级图像数据。
作为本发明的任务的另一解决方案，说明了一种图像处理系统，该图像处理系统具有至少一个根据本发明的摄像机系统和至少一个计算机系统，其中所述计算机系统构成为，接收由所述摄像机系统经由至少一个接口单元输出的次级图像数据，分析所接收的次级图像数据的至少一部分，并且根据分析的结果将至少一个包含控制信息的控制指令输出给摄像机系统。该控制指令可以如前面已参照摄像机系统所描述的那样用于，影响摄像机系统的运行方式，尤其是请求所存储的初级图像数据的至少一部分和/或控制数据简化单元的运行。
在一个特别优选的实施形式中因此设计为，计算机系统构成为，借助控制指令促使摄像机系统将所存储的初级图像数据的至少一部分作为所请求的图像数据输出给计算机系统，并且所请求的图像数据由摄像机系统接收，其中尤其是计算机系统分析所接收的被请求的图像数据。
作为本发明的另一解决方案，提出了根据权利要求8所述的用于运行摄像机系统的方法，该摄像机系统具有用于产生初级图像数据的图像传感器和用于与外部单元交换数据的接口单元。
在一个优选的实施形式中，该摄像机系统从外部单元接收至少一个包含控制信息的控制指令，其中该摄像机系统根据控制信息将所存储的初级图像数据的至少一部分输出给外部单元，和/或根据控制信息控制数据简化单元的运行。
作为本发明的任务的另一有利的解决方案提出了根据权利要求10所述的用于运行图像处理系统的方法。
其他有利的设计方案是从属权利要求的主题。
附图说明
在下文中参照附图阐述了本发明的有利的实施形式。在附图中示出：
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施形式的图像处理系统，
图2示意性示出了根据一个实施形式的根据本发明的摄像机系统，
图3示意性示出了根据另一实施形式的摄像机系统，
图4A、4B、4C分别示出了根据本发明的用于摄像机系统的运行方法的一个实施形式的简化的流程图，
图4D示出了根据本发明的用于图像处理系统的运行方法的一个实施形式的简化的流程图，
图5A示意性示出了根据另一实施形式的图像处理系统，
图5B示意性地示出了与图5A类似的具有用于进一步说明的真实摄像机图像的视图，
图6示意性示出了另一实施形式的程序。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施形式的图像处理系统1000。该图像处理系统1000具有摄像机系统100，用于生成图像数据，并且具有计算机或计算机系统200，其经由数据连接10与摄像机系统100以本身已知的方式连接。
该摄像机系统100具有在图1中并未示出的图像传感器，该图像传感器可以产生初级图像数据。例如，图像传感器可以是CCD型(电荷耦合器件，ladungsgekoppeltesElement)的图像传感器，或也可以是CMOS型(complementary metal oxide semiconductor互补金属氧化物半导体)的传感器。其他传感器类型也可以用于根据本发明的摄像机系统100。
在摄像机系统100利用其图像传感器产生初级图像数据时，例如在工业图像处理、过程自动化等的领域中，计算机系统200执行本身已知的任务，譬如图像分析或图像处理。图像分析和/或图像处理的方式和范围可以根据应用领域而极大变化。通过数据连接10，计算机系统200被供给图像数据，该摄像机系统100借助其图像传感器确定所述图像数据。
图2示意性地示出了根据本发明的摄像机系统的一个实施形式100a。根据图1的摄像机系统100例如可以具有在图2中绘出的并且在下文中详细阐述的结构。
根据图2的摄像机系统100a具有图像传感器110，尤其是光学图像传感器譬如CCD传感器或CMOS传感器。图像传感器110以本身已知的方式产生初级图像数据BD1。由图像传感器110产生的初级图像数据BD1尤其例如通过位置分辨率表征，尤其通过图像传感器110的最大(光学)分辨率表征，所述最大分辨率例如通过图像元件(像素)的数量来说明，哪些像素例如可以以二维矩阵形的布置设置。
尤其是，由图像传感器110产生的初级图像数据BD1例如可以通过数字图像的序列表示。这些数字图像例如具有宽度，该宽度对应于图像传感器110沿着宽度坐标的图像元件或传感器元件的数量，并且具有高度，所述高度对应于图像传感器110沿着与宽度坐标正交的高度坐标的图像元件或传感器元件的数量。
此外，由图像传感器110产生的初级图像数据BD1可以通过光谱分辨率表示，即例如通过一个或多个色彩通道例如RGB通道或其他色彩通道的存在来表示。也可考虑的是，图像传感器110在其他实施形式中构成为黑白图像传感器，或者也称作灰度级传感器工作。
图像传感器110的其他特征是幅度分辨率，该幅度分辨率定义了有多少不同的亮度值可用于通过图像传感器110获得的初级图像数据BD1的单独的图像点的数字表示。例如，在8比特的幅度分辨率的情况下可以表示2^8＝256个不同的亮度或强度值，在16比特的分辨率的情况下相应地表示2^16＝65536个的许多不同的亮度或强度值等。
图像传感器110的另一特征是帧率，该帧率例如可以说明每秒钟图像传感器110能提供的图像。
前面所述的标准或特征以本身已知的方式影响为了表示由图像传感器110产生的初级图像数据BD1所需的数据量。对于多个应用而言会期望的是，初级图像数据BD1即表示由图像传感器110提供的信息的尽可能大的信息内容或最好图像质量的图像数据直接以最大可能的帧率被发送给计算机系统200(图1)，因为一方面可能数据连接10的带宽对此并不足够而另一方面接收初级图像数据BD1的计算机系统200必须使用比较大的计算能力，以便处理所有图像数据BD1或甚至必须丢弃初级图像数据BD1的一部分。
因此根据本发明提出了，摄像机系统100a构成为至少暂时将由图像传感器100产生的初级图像数据BD1的至少一部分存储在与摄像机系统100a相配设的存储器单元130。这在图2中通过用附图标记BD1标记的箭头标示指向存储器单元130。由此，获得所存储的初级图像数据BD1’，所述初级图像数据如在图2中通过虚线箭头BD1’表示的那样以后可以可能从存储器单元130中再次被调取。
此外，摄像机系统100a根据本发明构成为，将由图像传感器110产生的初级图像数据BD1的至少一部分进行数据简化，这通过在图2中用附图标记140表示的数据简化单元进行。数据简化的目的是减小图像数据的数据量，或更精确地说减小初级图像数据BD1，所述初级图像数据输送给数据简化单元140。
通过数据简化，数据简化单元140产生次级图像数据BD2，所述次级图像数据对应于较小的数据量或需要较小的数据开销用于其表示。
在另一实施形式中，也可以设计为，数据简化单元140使用所存储的初级图像数据BD1’作为用于数据简化的输入数据。
根据本发明，在数据简化单元140的输出端上获得的次级图像数据BD2或次级图像数据BD2的至少一部分经由接口单元120输出给外部单元200，例如图像处理系统1000的计算机系统200(图1)。由此确保了，计算机系统200始终被供给由图像传感器100提供的最新的图像数据，更确切地说呈次级图像数据BD2形式的数据简化的变体(Variante)，由此与必须直接将并未已经经受数据简化的初级图像数据BD1传输给外部单元200相比，有利地对数据连接10提出了较低的带宽要求(图1)。
对于计算机系统200代替或除了数据简化的次级图像数据BD2之外还需要由图像传感器110原始产生的初级图像数据BD1的情况(所述初级图像数据通常具有比数据简化的次级图像数据BD2更大的信息内容)，有利地可以对其进行回调，因为初级图像数据BD1以所存储的初级图像数据BD1’形式至少暂时(例如在一定的时间段中被计算但通过图像传感器110产生)被保存在存储器单元130。例如，计算机系统200在这样的情况下由摄像机系统100a请求传输确定的所存储的初级图像数据BD1’。这种传输例如可以直接从存储器单元130经由数据接口120并且随后经由至外部单元200或计算机系统200的数据连接10(图1)进行。
替选地，如在图2中通过虚线箭头BD1’表示的那样，响应于计算机系统200的这种查询也可以从存储器单元130中调取确定数量的感兴趣的所存储的初级图像数据BD1’并且感兴趣的所存储的初级图像数据BD1’根据计算机系统200的查询在传输给计算机系统200之前通过数据简化单元140经受数据简化。在此，例如可以进行其他类型的例如不怎么强的数据简化，使得响应于计算机系统200的查询例如相较于之前数据简化的次级图像数据BD2可以将不怎么强的数据简化的图像数据传输给计算机系统200。
然而通常通过计算机系统200直接查询初级图像数据BD1的由存储器单元130提供的最佳的质量。在此情况下可以直接从存储器单元130中获取这样数量的初级图像数据或所存储的初级图像数据，并且例如经由数据接口120和计算机系统200来传输，即在无任何可能的数据简化。
在响应于计算机系统200“随后”传输给计算机系统200的数据及例如所存储的初级图像数据BD1’的所请求的部分在图2中通过附图标记BD2’表示。
在一个优选的实施形式中，可以设计为，至少暂时但可能也持续地存储由数据简化单元140形成的次级图像数据BD2，尤其是暂存可预设的缓冲时间段。为此，可选地可以设置与数据简化单元140相配设的中间存储器141，所述中间存储器在一个优选的实施形式中可以与存储器单元130类似地设计。替选地或补充地，可以设计为，要暂存的次级图像数据BD2暂存在存储器单元130的为此设置的存储器区域中。通过前面所描述的对次级图像数据BD2的可选的暂存确保了，所述次级图像数据必要时也可以相对于其产生在时间上错移地通过数据简化单元140传输给计算机系统200，这例如在如下情况下才是有利的：至计算机系统200的数据连接10(图1)短暂是满载的(例如通过传输随后被请求的初级图像数据)，使得不能确保通过数据连接10传输次级图像数据BD2所需的数据速率。一旦对于传输次级图像数据BD2所需的数据速率又可以通过数据连接10提供，则被暂存的次级图像数据可以传输给计算机系统200。
图2除了示出已在上文所描述的部件之外也示出了控制单元150，该控制单元例如可以包括计算机单元如微控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程的逻辑器件例如FPGA(现场可编程门阵列)等或其组合。该控制单元150在一个特别优选的实施形式中可以设置为用于控制摄像机系统100a的或其部件的运行。尤其是，该控制单元150例如可以控制图像传感器110和/或数字简化单元140和/或存储器单元130和/或数据接口120的运行。
图3示意性地示出了根据本发明的摄像机系统的另一实施形式100b的框图。如上面已参照根据图2的实施例所描述的那样，存在图像传感器110，该图像传感器产生或提供初级图像数据BD1。在此，存储器单元130具有环形存储器132，在该环形存储器中例如以数字图像形式循环地并且以本身已知的方式存储图像传感器110的初级图像数据BD1，也参见框形箭头P1。示例性地在图3中示出了三个图像b1、b2、b3。只要存储器单元130的供环形存储器132使用的存储器区域通过数字图像完全描述，则最旧的还在环形存储器132中的被存储的数字图像通过当前新由图像传感器110提供的图像覆写，等等。可见的是，环形存储器132的大小的设计参照初级图像数据BD1的数据量或数据速率(如其由图像传感器110提供)来确定，确定的数字图像b1在其通过最新后续的图像覆写之前保留在环形存储器132中何种时间段。
在图3中绘出的实施形式100b中，数据简化单元140示例性地具有缩放单元142，该缩放单元构成为，减小由图像传感器110呈初级图像数据BD1形式提供的数字图像的位置分辨率，其中在水平(图像宽度)的维度上和在竖直(图像高度)的维度上以举例的方式假定缩小因子4。由此于是将初级图像数据BD1的分辨率在每个维度上都减小了4倍，这引起通过数据简化单元140获得的次级图像数据BD2具有数据速率或数据量，与初级图像数据BD1的数据速率或数据量相比，其小于16倍。由此，有利地减轻数据接口120的负荷。这意味着，对于与计算机系统200的数据连接，需要大约16倍的数据带宽(图1)，以便将次级图像数据BD2以初级图像数据BD1出现的速率传输给计算机系统200。
接收次级图像数据BD2的计算机系统200由此也得以极大地减轻负荷，因为单位时间必须处理较小的数据量。因此，计算机系统200例如可以分析通过次级图像数据BD2表示的场景，摄像机系统100b已记录该场景，并且例如确定要检查的附近的对象或代码例如一维或多维条形码(“Strichcode”)的位置。
只要在次级图像数据BD2的确定的数字图像中通过计算机系统200没有发现感兴趣的对象，则计算机系统200例如等待通过该计算机系统接收的次级图像数据BD2的下一个数字图像并且执行关于此的重复的评估。
只要计算机系统200在次级图像数据BD2的数字图像中发现对于当前的图像处理任务而言感兴趣的图像区域，则计算机系统200可以将控制指令sb发送给摄像机系统100b，以便促使摄像机系统100b将所存储的初级图像数据BD1’的至少一部分(图2)作为所请求的图像数据b2’(图3)输出给计算机系统200。
如从图3中可看到的那样，控制指令sb由计算机系统200经由摄像机系统100b的控制接口122传输给摄像机系统100b，更确切地说在那里传输给功能单元152，所述功能单元例如也可以集成在前面参照图2所描述的控制单元150中。功能单元152评估控制指令sb并且从环形存储器132读取通过计算机系统200所请求的图像或所请求的图像数据b2’并且将所述图像或所述图像数据通过使用接口单元120发送给计算机系统200。该计算机系统200接收相应所请求的图像数据b2’并且可以将其输送给进一步的图像处理。
通过前面所概述的根据本发明的一个优选的实施形式的流程有利地确保了，在次级图像数据BD2中识别需要进一步分析的感兴趣区域，则计算机系统200通常可以从摄像机系统100b请求具有最大信息内容的高分辨率的初级图像数据BD1或所存储的图像b2’，所述初级图像数据或图像之后可以被传输给计算机系统200。
在另一优选的实施形式中，控制指令sb例如可以包含控制信息，所述控制信息表示存储在存储器单元130中的初级图像数据BD1’的确定的数字图像b1，由此该数字图像可以有目的地从环形存储器132或存储器单元130中读取并且可以传输给计算机系统200。
此外，根据其他实施形式，这种控制指令可以包含其他控制信息，所述控制信息例如表征数字图像的感兴趣的图像区域(AOI，area of interest)，典型地矩阵的图像区域。在此情况下，例如并不需要传输全部存储的数字图像b2’，而是为计算机系统200传输相关的被存储的数字图像b2’的感兴趣的子区域就足够了，由此进一步减小了对数据连接10(图1)的带宽要求。
特别有利地，在一个实施形式中摄像机系统100b根据图像编号和必要时根据坐标值(所述坐标值表征至少一个图像区域)在所述存储器单元130或其环形存储器132中定位计算机系统200感兴趣的所存储的初级图像数据并且随后传输给计算机系统200。
在另一有利的实施形式中设计为，图像数据可以配设有特殊的标志，例如集成到图像数据中和/或集成到相关的元数据中，其中特殊标志能够使进行接收的计算机系统200例如识别出，其是随后要请求的图像或是随后要请求的所存储的初级图像数据BD1’。
此外，这种特殊标志可以构成为，其能够实现如下相关关系，哪个数字图像或前面接收的次级图像数据BD2的哪个部分属于特殊标志或用其表示的图像。
例如，在其他实施形式中，至少一个时间戳可以用作在前述意义下的标志，以便能够实现随后有目的地请求计算机系统200感兴趣的被存储的初级图像数据。例如可设想的是，次级图像数据BD2例如其各个图像特别优选其所有图像分别设置有时间戳，所述时间戳例如通过摄像机系统100形成。在接收相应的次级图像数据之后，计算机系统200可以根据在被接收的次级图像数据BD2的图像中的时间戳有目的地由此请求摄像机系统100的对应的初级图像数据，例如通过传输表征该时间戳的值。
在其他实施形式中可能的是，次级图像数据并不如上文中所描述的那样直接设置时间戳(例如作为相关的数据值或集成到相应图像的相关的元数据中)。更确切地说，时间戳也可以通过单独的通信信道从摄像机系统100传输给计算机系统200。单独的通信信道例如可以通过使用虚拟连接经由前面已描述的接口10、120实现，或也可以通过在系统100、200之间单独的物理数据连接(有线的或无线的，未示出)实现。
在另一实施形式中也可以考虑的是，时间戳通过单独的定时器单元(未示出)产生并且提供给两个系统100、200，例如经由至少一个前面所述的接口或单独的有线的或无线的数据连接。
根据本发明的方法能够有利地实现极大地节约在数据连接10的范围中的传输带宽(图1)以及在计算机系统200中的计算时间。同时，有利地确保了，计算机系统200在需要的情况下可以输送具有最大可能的质量的图像数据，即初级(所存储的)图像数据BD1、BD1’。
在图3中在计算机系统200中通过附图标记202表示所谓的主机应用程序，该主机应用程序可以包括图像分析功能202a和图像处理功能202b。
图像分析功能202a例如用于，分析在计算机系统200中接收的次级图像数据BD2，尤其是在感兴趣的区域方面，感兴趣的区域必要时可以通过增加初级图像数据来进一步分析。此外，所述功能202a可以构成为，将一个或多个上文所述的控制指令sb发送给摄像机系统100b。
该图像处理功能202b示例性地可以设计为，可以根据需要的计算机系统200所要求的并且表征初级图像数据BD1或存储的初级图像数据BD1'的一部分的数字图像可以根据诸如对象识别，包含在图像数据中的代码的解码等的预定义图像处理任务进一步分析。
图4A示出了根据本发明的方法的一个实施形式的简化的流程图。在可选的步骤300中由图像传感器110(图2)产生初级图像数据BD1。在后续的步骤310中，由图像传感器110产生的初级图像数据BD1的至少一部分至少暂时存储在与摄像机系统100相配设的存储器单元130(图2)中。由此获得存储的初级图像数据BD1’。
接着在步骤320中通过数据简化单元140(图2)使由图像传感器110产生的初级图像数据BD1经受数据简化，由此获得次级图像数据BD2(图2)。接着，在步骤330(图4a)中次级图像数据BD2的至少一部分经由接口单元120输出给外部单元200。
在一些实施形式中，也可考虑的是，至少暂时不将次级图像数据BD2经由接口单元120输出给外部单元200。这在一个优选的实施形式中可以通过对应的控制指令从外部单元200对摄像机系统进行控制。
对前面参照步骤320所描述的方式替选地，也可以使存储在存储器单元130中的初级图像数据BD’的至少一部分经受数据简化，以便获得次级图像数据BD2。
此外在其他实施形式中可考虑的是，在存储器单元130中设置多个存储器装置，以便满足不同的存储目的，例如第一存储器装置用于存储初级图像数据，用以由外部单元200以后调取，以及第二存储器装置用于在通过数据简化单元140进行数据简化之前至少暂时存储初级图像数据BD1。
图4B示出了根据本发明的方法的一个实施形式的另一流程图。在步骤350中，摄像机系统100b(图3)从外部单元200接收至少一个包含控制信息的控制指令sb。在步骤352中，摄像机系统100b将所存储的初级图像数据BD1’(图2)的至少一部分输出给外部单元200。对输出所存储的初级图像数据的步骤352替选地或补充地，该摄像机系统可以根据控制信息也控制数据简化单元140的运行，例如预设数据简化的程度等。这在图4B中通过虚线绘出的步骤354来表示。
图4C示出了根据本发明的方法的另一实施形式的流程图。在步骤350中，又由外部单元200接收控制指令sb(图3)。在步骤356中，摄像机系统100b的数据简化单元140的运行根据在步骤350中接收的控制信息来控制。
图4D示出了根据本发明的方法的一个实施形式的另一流程图。在可选的步骤400中，计算机系统200(图1)接收由摄像机系统100经由至少一个接口单元120输出的次级图像数据BD2(图3)。在步骤410中，计算机系统200分析所接收的次级图像数据BD2或所接收的次级图像数据BD2的至少一部分。在步骤420中，根据在步骤410中的分析的结果将至少一个包含控制信息的控制指令sb输出给摄像机系统100。例如，借助这种控制指令可以请求摄像机系统100的确定数量的所存储的初级图像数据BD1’。
可选的步骤430表示在计算机系统200中接收所请求的图像数据b2’(图3)。随后，所接收的图像数据b2’可以通过计算机系统200分析。
在根据本发明的方法的一个特别优选的实施形式中，数据简化单元140(图2)例如可以构成为，尤尤其针对所产生的初级图像数据BD1和/或所存储的初级图像数据BD1’，其执行该方法中的一个或多个。
-减小图像数据的位置分辨率(在至少一个维度上或优选在两个维度上)，
-减小图像数据的光谱分辨率(例如通过减小色彩通道的数量)，
-减小图像数据的幅度分辨率(例如通过匹配用于幅度值的数字表示的量化级)，
-减小帧率，
-为图像数据设置识别特征(例如图像编号、时间戳)。
两个或多个上文所述的方法、尤其也有用于数据简化的方法的组合同样可考虑。在其他实施形式中，还可以考虑的是，计算机系统200参数化通过数据简化单元140进行的所期望的类型的数据简化，即通过相应的控制指令sb或相关的控制信息对摄像机系统100b预设，以何种方式或利用何种参数或通过使用何种技术执行对可预设的初级图像数据BD1的数据简化。
图5A示意性地示出了在本发明的另一实施形式中的数据流。该摄像机系统100借助在图5A中未绘出的图像传感器记录数字图像b1，该数字图像表示在前面所描述的意义下的一定数量的初级图像数据BD1。
方框144象征地表示数据简化，如其例如可以通过前面所描述的数据简化单元140来应用。数据简化144得到经数据简化的次级图像数据b1’，该次级图像数据经由数据连接10(图1)被馈送给计算机系统200。该计算机系统200根据经数据简化的次级图像b1’执行第一图像分析并且识别感兴趣的区域(“area of interest”)，该区域在图5A中象征性地用框形箭头P2表示。因此，计算机系统200在摄像机系统100中经由相应的控制指令请求至少暂时存储在摄像机系统100的存储器134中的数字图像，该数字图像相较于经数据简化的数字图像b1’具有更大的信息内容，该数字图像随后被传输给计算机系统200。在此，感兴趣的区域通过条形码BC表示。该计算机系统200有利地可以基于借助控制指令sb请求的在初级图像数据或所存储的初级图像数据中包含的数字图像执行对条码BC的进一步分析。例如，图像处理可以执行，使得评估在所请求的数字图像中包含的条形码BC(参见方框B1)。
图5B示出了与图5a类似的布置100、200，但其中图5A的极为示意的图像b1、b1’通过实黑白图像代替。
图6示出了根据本发明的摄像机系统100c的另一实施形式。该摄像机系统100c例如可以具有诸如在上文中参照实施形式100、100a、100b所描述的功能或其组合。利用方框100c’，在此表示实际摄像机系统的功能，所述功能例如包括图像传感器110以及必要时其他部件120、130、140、141、150。与前面所描述的实施形式不同，摄像机系统100c包括嵌入式的计算单元200’(英语：embedded CPU)，即计算单元，其集成在摄像机系统100c中，例如也可以设置在摄像机系统100c的共同的壳体(未示出)中。在嵌入式计算单元200’与功能块100c’之间设置数据连接10’。嵌入式计算单元200’例如可以具有与前面所描述的部件200(图1)类似的功能。数据连接10’例如可以具有与前面所描述的数据连接10(图1)类似的功能。
本发明有利地实现了减小在摄像机系统100(图1)与计算机系统200之间所需的传输带宽。此外，计算机系统200必须施加较小的计算能力，以便接收和处理或预处理根据实施形式首先按标准传送的次级图像数据BD2。
在一个特别优选的变型方案中，有利地比较小的(即例如具有比较小的位置分辨率或通常具有相较于初级图像数据更小的数据量)缩略图(英语：“thumbnails”)可以作为次级图像数据BD2被传输给计算机系统200，并且在计算机系统200中存在的软件例如图像处理系统或图像分析系统同样确定缩略图的可能感兴趣的区域并且在需要的情况下请求摄像机系统的呈至少暂时在所存储的初级图像数据之间的感兴趣的图像区域。
在另一有利的实施形式中，在此情况下可以完全绕开这样的缩略图，该缩略图没有感兴趣的内容。换言之，该缩略图可以通过计算机系统200丢弃，并且尤其不需要由计算机系统在摄像机系统中请求与要丢弃的缩略图对应的初级图像数据。
于是，例如也仅表示在摄像机系统中以高分辨率存储的图像数据的子区域的感兴趣的图像数据有利地可以传输给计算机系统并且在那里输送给分析器。
根据本发明的原理尤其为了将次级图像数据传输给计算机系统能够实现比较高的图像重复速率。此外有利地，为了实现数据接口120、122可以使用标准化的数据接口，所述数据接口必须能够实现相比于直接传输初级图像数据BD1所需的数据速率小得多的最大数据速率。
特别有利地，在优选的实施形式中该计算机系统200可以确定，图像数据的哪些部分以比较大的或最大可能的质量由摄像机系统100传输给计算机系统200。
在其他有利的实施形式中，该计算机系统200可以由应用程序开发者利用例如本身已知的用于图像处理的算法来参数化。尤其是，为了实现在计算机系统200中的图像处理无需关于摄像机系统100、100a、100b或其部件的内部结构的特定知识。
更为有利地，根据本发明的原理的应用能够实现用于图像处理系统的短的开发时间和高的灵活性。
在一些实施形式中，例如GB(千兆)以太网接口可用于数据接口十，其提供了每秒大约125MB(兆字节)的可能的传输速率。替选地或附加地，也可以使用如下数据接口类型中的一种或多种：10GB以太网、USB3、CameraLink Hs、CoaxPress。

Claims (11)

1.一种摄像机系统(100)，其具有用于产生初级图像数据(BD1)的图像传感器(110)和至少一个用于与外部单元(200)进行数据交换的接口单元(120)，
其中所述摄像机系统(100)构成为，将由所述图像传感器(110)产生的初级图像数据(BD1)的至少一部分至少暂时存储(310)在与所述摄像机系统(100)相配设的存储器单元(130)中，以便获得所存储的初级图像数据(BD1’)，借助数据简化单元(140)使由所述图像传感器(110)产生的初级图像数据(BD1)和/或所存储的初级图像数据(BD1’)的至少一部分经受(320)数据简化，以便获得次级图像数据(BD2)，并且经由所述至少一个接口单元(120)将所述次级图像数据(BD2)的至少一部分输出(330)给所述外部单元(200)。
2.根据权利要求1所述的摄像机系统(100)，其中，所述摄像机系统(100)构成为，由外部单元(200，220)接收(350)至少一个包含控制信息的控制指令(sb)，其中尤其是所述摄像机系统(100)构成为，根据所述控制信息影响所述摄像机系统(100)的运行。
3.根据权利要求2所述的摄像机系统(100)，其中所述摄像机系统(100)构成为：
-根据所述控制信息将所存储的初级图像数据(BD1’)的至少一部分输出给所述外部单元(200)，和/或
-根据所述控制信息控制所述数据简化单元(140)的运行。
4.根据上述权利要求中任一项所述的摄像机系统(100)，其中所述数据简化单元(140)构成为，尤其针对所产生的初级图像数据(BD1)和/或所存储的所述初级图像数据(BD1’)，执行如下方法中的一种或多种：
-减小所述图像数据的位置分辨率，
-减小所述图像数据的光谱分辨率，
-减小所述图像数据的幅度分辨率，
-减小帧率，
-为所述图像数据设置识别特征。
5.根据上述权利要求中任一项所述的摄像机系统(100)，其中存储单元(130)具有至少一个环形存储器(132)。
6.一种图像处理系统(1000)，其具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的摄像机系统(100)和至少一个计算机系统(200)，
其中所述计算机系统(200)构成为，接收(400)由所述摄像机系统(100)经由所述至少一个接口单元(120)输出的次级图像数据(BD2)，分析(410)所接收的次级图像数据(BD2)的至少一部分，和根据所述分析(410)的结果将至少一个包含控制信息的控制指令(sb)输出(420)给摄像机系统(100)。
7.根据权利要求6所述的图像处理系统(1000)，其中所述计算机系统(200)构成为，借助所述控制指令(sb)促使所述摄像机系统(100)将所存储的初级图像数据(BD1’)的至少一部分作为被请求的图像数据(b2’)输出给所述计算机系统(200)，并且由所述摄像机系统(100)接收(430)被请求的图像数据(b2’)，其中尤其是所述计算机系统(100)分析所接收的被请求的图像数据(b2’)。
8.一种用于运行摄像机系统(100)的方法，所述摄像机系统具有用于产生(300)初级图像数据(BD1)的图像传感器(110)和用于与外部单元(200)进行数据交换的接口单元(120)，其中所述方法具有如下步骤：
至少暂时将由所述图像传感器(110)产生的初级图像数据(BD1)的至少一部分存储(310)在与所述摄像机系统(100)相配设的存储器单元(130)中，由此获得所存储的初级图像数据(BD1’)，
使由所述图像传感器(110)产生的初级图像数据(BD1)和/或所存储的初级图像数据(BD1’)的至少一部分经受(320)数据简化，由此获得次级图像数据(BD2)，
经由接口单元(120)将所述次级图像数据(BD2)的至少一部分输出(330)给所述外部单元(200)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述摄像机系统(100)从外部单元(200)接收(350)至少一个包含控制信息的控制指令(sb)，其中所述摄像机系统(100)
-根据所述控制信息将所存储的初级图像数据(BD1’)的至少一部分输出(352)给所述外部单元(200)，和/或
-根据所述控制信息控制所述数据简化单元(140)的运行。
10.一种用于运行图像处理系统(1000)的方法，所述图像处理系统具有至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的摄像机系统(100)和至少一个计算机系统(200)，
其中所述计算机系统(200)接收(400)由所述摄像机系统(100)经由所述至少一个接口单元(120)输出的次级图像数据(BD2)，分析(410)所接收的次级图像数据(BD2)的至少一部分，和根据所述分析(410)的结果将至少一个包含控制信息的控制指令(sb)输出(420)给所述摄像机系统(100)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算机系统(200)借助所述控制指令(sb)促使所述摄像机系统(100)将所存储的初级图像数据(BD1’)的至少一部分作为被请求的图像数据(b2’)输出给所述计算机系统(200)，并且由所述摄像机系统(100)接收(430)被请求的图像数据(b2’)，其中尤其是所述计算机系统(100)分析所接收的被请求的图像数据(b2’)。
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