DE10124660A1 - Structure for a bank of filters has analyzing and synthesizing filters in separate branches for splitting signal paths and combining signals for individual branches. - Google Patents

Structure for a bank of filters has analyzing and synthesizing filters in separate branches for splitting signal paths and combining signals for individual branches.

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DE10124660A1 DE2001124660 DE10124660A DE10124660A1 DE 10124660 A1 DE10124660 A1 DE 10124660A1 DE 2001124660 DE2001124660 DE 2001124660 DE 10124660 A DE10124660 A DE 10124660A DE 10124660 A1 DE10124660 A1 DE 10124660A1
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Abstract

A signal path splits into two branches (3,4) through a filter bank at a junction near an analyzing bank (1). The branches re-unite near a synthesizing bank (2). Each branch has an analyzing filter (5) and a synthesizing filter (16). The synthesizing bank has a combining device (6) for combining signals for the individual branches. Between the junction and the combining device there is data link between one branch and another branch. An Independent claim is also included for a device for optical scanning with detectors.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterbank-Anordnung, die eine Analy­ sebank und eine Synthesebank beinhaltet, wobei sich der Signalpfad durch die Filterbank im Bereich der Analysebank auf mindestens zwei Zweige auf­ teilt und im Bereich der Synthesebank die Zweige wieder zusammengeführt werden. Eine solche Filterbank-Anordnung kann insbesondere auch bei opti­ schen Abtastanordnungen Anwendung finden.The present invention relates to a filter bank arrangement that an analy sebank and a synthesis bank, the signal path through the filter bank in the area of the analysis bank on at least two branches divides and merged the branches again in the area of the synthesis bank become. Such a filter bank arrangement can in particular also be used with opti find scanning applications.

Filterbank-Anordnungen mit einer Analysebank und einer Synthesebank sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus G. Strang, T. Nguyen, "Wavelets and Filterbanks", Wellesley-Cambridge Press, 1996, Seiten 14 bis 21, 130 bis 133 und 299 bis 305 sowie aus P. P. Vaidyanathan, "Multirate Sy­ stems and Filter Banks", Prentice Hall, 1993, Seiten 188 bis 199 und 223 bis 254 bekannt. In diesem Stand der Technik sind die Filterbank-Anordnungen stets so aufgebaut, dass sich der Signalpfad auf mindestens zwei Zweige auf­ teilt, wobei die Zweige im Bereich der Synthesebank wieder zusammenge­ führt werden. Die einzelnen Zweige weisen dabei unterschiedliche Analysefil­ ter, in der Regel Hochpass- und Tiefpassfilter, auf. Aus diesem Stand der Technik ist außerdem bereits das Problem des Aliasing bekannt, das zu Stö­ rungen in den zu verarbeitenden Signalen führt.Filter bank arrangements with an analysis bank and a synthesis bank are from the prior art, for example from G. Strang, T. Nguyen, "Wavelets and Filterbanks", Wellesley-Cambridge Press, 1996, pages 14 to 21, 130 to 133 and 299 to 305 and from P.P. Vaidyanathan, "Multirate Sy stems and Filter Banks ", Prentice Hall, 1993, pages 188 to 199 and 223 to 254 known. The filter bank arrangements are in this state of the art always constructed in such a way that the signal path extends over at least two branches divides, the branches in the area of the synthesis bank together again leads. The individual branches have different analysis files ter, usually high-pass and low-pass filters. From this state of the Technology is also already aware of the problem of aliasing, which leads to Stö leads in the signals to be processed.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik bereits Methoden zur elektroni­ schen Datenerfassung und Datenbearbeitung in optischen Abtastanordnun­ gen aus Gerald C. Holst, "Sampling, Aliasing and Data Fidelity", SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, Washington, USA, 1998, Seiten 102 bis 129 bekannt, wobei ebenfalls auf die Problematik des Aliasing eingegangen wird. Furthermore, methods for electronics are already from the prior art between data acquisition and data processing in optical scanning arrangements from Gerald C. Holst, "Sampling, Aliasing and Data Fidelity", SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, Washington, USA, 1998, pages 102 to 129 known, also dealing with the problem of aliasing.  

In Rachel Alter-Gartenberg, "Multiresolution Imaging: An End-to-End Assess­ ment", Journal of Mathematical Imaging and Vision 8, 1998, Seiten 59 bis 77, ist ein Verfahren zu Unterdrückung von Alias-Spektren in optischen Abta­ stanordnungen mit Hilfe von signalangepaßten Wiener-Filtern beschrieben. Mit solchen Filtern kann eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden, jedoch ist dieses Verfahren äußerst rechenintensiv und damit aufwendig.In Rachel Alter-Gartenberg, "Multiresolution Imaging: An End-to-End Assess ment ", Journal of Mathematical Imaging and Vision 8, 1998, pages 59 to 77, is a method for the suppression of alias spectra in optical scanning arrangements with the help of signal-matched Wiener filters. Such filters can improve the image quality, however, this process is extremely computationally intensive and therefore complex.

Aus Patent Abstracts of Japan, E897, 28. Feb. 1990, Vol. 14/No. 112: JP 01- 311715 ist eine Chirp-Filter mit einer Filterbank-Anordnung bekannt, die eine Analysebank und eine Synthesebank aufweist, wobei in der Analysebank Fil­ terzweige mit Filtern mit identischer Frequenzcharakteristik vorgesehen sind und die Filterzweige Verzögerungseinrichtungen aufweisen.From Patent Abstracts of Japan, E897, Feb. 28, 1990, vol. 14 / no. 112: JP 01- 311715 a chirp filter with a filter bank arrangement is known, the one Analysis bank and a synthesis bank, wherein in the analysis bank Fil ter branches with filters with identical frequency characteristics are provided and the filter branches have delay devices.

Die eigene frühere, jedoch nachveröffentlichte Anmeldung DE 199 55 665 beschreibt eine Filterbank-Anordnung, die eine Analysebank und eine Syn­ thesebank beinhaltet, wobei sich der Signalpfad durch die Filterbank im Be­ reich der Analysebank auf mindestens zwei Zweige aufteilt und im Bereich der Synthesebank die Zweige wieder zusammengeführt werden. Jeder der Zweige weist identische Analysefilter auf und die Synthesebank weist eine Kombiniereinrichtung zur Kombination der Signale der einzelnen Zweige auf. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Zweige Einrichtungen zum Aufwärtssam­ pling sowie Verzögerungseinrichtungen zur relativen Verzögerung der Signale der einzelnen Zweige untereinander beinhalten.The own earlier, but later published application DE 199 55 665 describes a filter bank arrangement comprising an analysis bench and a syn thesebank contains, the signal path through the filter bank in the Be the analysis bank is divided into at least two branches and in the area the synthesis bank the branches are merged again. Everyone who Zweig has identical analysis filters and the synthesis bank has one Combination device for combining the signals of the individual branches. It is also provided that the branches are devices for upward movement pling and delay devices for the relative delay of the signals of the individual branches.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine vereinfachte und verbes­ serte Möglichkeit zur Unterdrückung von Aliasing in Filterbank-Anordnungen sowie speziell in optischen Abtastanordnungen bereit zu stellen.The object of the present invention is now to provide a simplified and verbes First possibility to suppress aliasing in filter bank arrangements as well as especially in optical scanning arrangements.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des vorliegenden Patentan­ spruchs 1 und 11.This object is achieved by the features of the present patent Proverbs 1 and 11.

Erfindungsgemäß ist eine Filterbank-Anordnung vorgesehen, die eine Analy­ sebank und eine Synthesebank beinhaltet, wobei sich der Signalpfad durch die Filterbank an mindestens einer Verzweigung im Bereich der Analysebank auf mindestens zwei Zweige aufteilt und im Bereich der Synthesebank die Zweige wieder zusammengeführt werden. Jeder der Zweige weist Analysefil­ ter und Synthesefilter auf und die Synthesebank weist mindestens eine Kom­ biniereinrichtung zur Kombination der Signale der einzelnen Zweige auf. Ge­ mäß der Erfindung ist nun vorgesehen, dass zwischen mindestens einer Ver­ zweigung und mindestens einer Kombiniereinrichtung mindestens eine daten­ technische Verbindung zwischen mindestens einem Zweig und mindestens einem weiteren Zweig vorgesehen ist. Durch diese datentechnischen Verbin­ dungen wird zumindest teilweise der Einsatz von Signalverarbeitungskompo­ nenten ermöglicht, die für geringere Datenmengen ausgelegt werden können als bei einer Filterbank-Anordnung ohne solche datentechnischen Verbindun­ gen. Aufgrund dieser Reduzierung der zu verarbeitenden Datenmengen er­ reicht man eine schnellere und weniger fehlerbehaftete Signalverarbeitung, die mit Hilfe von kostengünstigeren Komponenten realisiert werden kann.According to the invention, a filter bank arrangement is provided which has an analyte sebank and a synthesis bank, the signal path through  the filter bank on at least one branch in the area of the analysis bank divided into at least two branches and in the area of the synthesis bank Branches are merged again. Each of the branches has analysis files ter and synthesis filter and the synthesis bank has at least one com binier device for combining the signals of the individual branches. Ge According to the invention it is now provided that between at least one ver branch and at least one combining device at least one data technical connection between at least one branch and at least another branch is provided. Through this data technology connection The use of signal processing compo is at least partially nents that can be designed for smaller amounts of data than in a filter bank arrangement without such data technology connections Due to this reduction in the amount of data to be processed if you hand over faster and less error-prone signal processing, which can be realized with the help of cheaper components.

Es kann beispielsweise durch die mindestens eine datentechnische Verbin­ dung eine Gitterstruktur gebildet wird, bei der mindestens zwei durch eine gemeinsame Verzweigung gebildete Zweige untereinander datentechnisch verbunden sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Analysefilter wie auch die Synthesefilter zur Verarbeitung unterschiedlicher Anteile der Signale ausge­ bildet sind. Es erfolgt also ein Austausch und dadurch insbesondere eine Zu­ sammenführung von Daten zwischen mindestens zwei datentechnisch paral­ lel verlaufenden Zweigen, in denen innerhalb der entsprechenden Filter je­ weils verschiedene Anteile der Signale getrennt voneinander verarbeitet wer­ den. Die einzelnen Filter können also im Vergleich zum Filteraufwand für das komplette Signal mit einer reduzierten Filterlänge ausgestattet werden. Man benötigt hierbei insbesondere bei einer Verbindung von zwei Zweigen für bei­ de Zweige nur denjenigen Signalverarbeitungsaufwand, wie er sonst bei einer Filterbank-Anordnung ohne solche datentechnische Verbindung für einen ein­ zigen Zweig anfallen würde. It can, for example, by means of the at least one data link a lattice structure is formed in which at least two by one common branching formed branches among each other in terms of data technology are connected. It is also provided that the analysis filter as well as the Synthesis filter for processing different portions of the signals out forms are. There is therefore an exchange and, in particular, a closing merging of data between at least two in terms of data technology lel branches, in which each within the corresponding filter because different parts of the signals are processed separately the. The individual filters can therefore be compared to the filter effort for the complete signal can be equipped with a reduced filter length. you needed here especially when connecting two branches for de branches only the signal processing effort that would otherwise occur with a Filter bank arrangement without such a data connection for one branch would arise.  

Alternativ oder zusätzlich zu der Gitterstruktur können datentechnische Ver­ bindungen in Form von kaskadenförmigen Verzweigungen vorgesehen sein, durch die eine Baumstruktur gebildet wird, bei der sich mindestens ein durch eine Verzweigung gebildeter Zweig wiederum an einer Verzweigung auf min­ destens zwei weitere Zweige aufteilt. Durch diese mehrfache Aufteilung auf einzelne Zweige können die in den Zweigen vorgesehenen Filter je nach der Tiefe der Verzweigung im Vergleich zu einer Filterbank-Anordnung ohne eine solche mehrfache, baumförmige Aufteilung mit einer reduzierten Filterlänge ausgestattet werden.As an alternative or in addition to the lattice structure, data processing ver bonds are provided in the form of cascade-shaped branches, through which a tree structure is formed, in which at least one through a branch formed branch in turn at a branch to min divides at least two more branches. Through this multiple division individual branches can use the filters provided in the branches depending on the Depth of branching compared to a filter bank arrangement without one such multiple, tree-shaped division with a reduced filter length be equipped.

Es kann folglich als spezielle Ausgestaltung der Erfindung entweder eine Git­ terstruktur oder eine Baumstruktur oder auch eine Kombination aus Baum­ struktur und Gitterstruktur vorgesehen sein, z. B. eine Baumstruktur mit meh­ reren Verzweigungen, bei der einzelne, datentechnisch parallele Zweige nach einer Verzweigung durch entsprechende Verbindungen eine Gitterstruktur bilden.Consequently, as a special embodiment of the invention, either a git ter structure or a tree structure or a combination of tree structure and lattice structure may be provided, for. B. a tree structure with meh rere branches, in which individual, technically parallel branches after a branching through appropriate connections a lattice structure form.

Bevorzugt wird dabei vorgesehen, dass die Zweige Einrichtungen zum Auf­ wärtssampling sowie Verzögerungseinrichtungen zur relativen Verzögerung der Signale der einzelnen Zweige untereinander aufweisen. So kann bei­ spielsweise vorgesehen sein, dass jedes Signal eines bestimmten Zweiges um einen bestimmten Betrag gegen den vorherigen, angrenzenden Zweig versetzt ist. Durch eine Kombination einer solchen Verzögerung mit einem Aufwärtssampling, bei dem zwischen bestehende Daten zusätzliche Daten, beispielsweise in Form von Nullen, eingeschoben werden, wird eine spezielle Form der Zusammenfassung der Signale der einzelnen Zweige ermöglicht, in dem die Daten eines ersten Zweiges nach dem Aufwärtssampling an die Stelle der Nullen der Daten eines zweiten Zweiges eingefügt werden.It is preferably provided that the branches have devices for opening forward sampling and delay devices for relative delay of the signals between the individual branches. So at for example, be provided that each signal of a particular branch by a certain amount against the previous, adjacent branch is offset. By combining such a delay with a Upsampling, where additional data between existing data, for example in the form of zeros, is inserted a special one Form of combining the signals of the individual branches allows in which the data of a first branch after up sampling to the Place the zeros of the data of a second branch.

Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass Einrichtungen zum Abwärtssam­ pling in den Zweigen angeordnet sind, wobei die Einrichtungen zum Abwärts­ sampling den Einrichtung zum Aufwärtssampling vorgeschaltet sind. Man er­ reicht dadurch zunächst eine Datenreduktion, die die Erhöhung der Daten­ menge kompensiert, die durch das Aufwärtssampling bewirkt wird.In addition, provision can be made for devices to descend Pling are arranged in the branches, with the facilities for downward sampling upstream of the facility for sampling. Man he  a data reduction is sufficient to increase the data compensated for the amount caused by the up sampling.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Analysefilter das Verhalten ei­ nes Tiefpass-Filters aufweisen.In particular, it can be provided that the analysis filter egg behavior low pass filter.

Nachdem in der Regel die Analysefilter kein ideales Übertragungsverhalten aufweisen, kann vorgesehen werden, dass ein Teil der Analysefilter oder auch jeder der Analysefilter mit einem entsprechenden inversen Filter kombiniert ist. Durch diese Kombination aus Analysefilter und inversen Filter kann eine weitgehend ideale Übertragung in der gewünschten Bandbreite erreicht wer­ den. Sofern es sich bei dem inversen Filter um einen Filter mit einer anstei­ genden Charakteristik handelt, kann es unter Umständen zu Instabilitäten des Filters kommen. In solchen Fällen kann vorgesehen werden, dass ein Fensterfilter zur Begrenzung des inversen Filters vorgesehen ist, um eine Stabilisierung zu erreichen.After the analysis filter usually no ideal transmission behavior have, it can be provided that part of the analysis filter or each of the analysis filters combined with a corresponding inverse filter is. This combination of analysis filter and inverse filter enables a largely ideal transmission in the desired bandwidth the. If the inverse filter is a filter with an increase characteristic, there may be instabilities of the filter. In such cases it can be provided that a Window filter to limit the inverse filter is provided to a To achieve stabilization.

Um eine Optimierung und möglichst weitgehende Reduzierung der von den einzelnen Filtern zu bearbeitenden Datenmengen zu erreichen, kann vorgese­ hen sein, dass die Filterbank-Anordnung als Polyphasen-Anordnung ausgebil­ det ist. Solche Polyphasen-Anordnungen sind aus dem vorstehend zitierten Stand der Technik bereits bekannt.In order to optimize and reduce the To reach individual filters to be processed amounts of data can be read hen be that the filter bank arrangement trained as a polyphase arrangement det. Such polyphase arrangements are from that cited above State of the art already known.

Es können außerdem zwischen Analysebank und Synthesebank noch weitere Signalverarbeitungskomponenten vorgesehen sein, beispielsweise, wenn die Analysebank eine analoge Signalverarbeitung durchführt, die Synthesebank dagegen digital ausgelegt ist. Dann ist zwischen Analysebank und Synthese­ bank mindestens ein Analog-Digital-Wandler vorzusehen.There can also be more between the analysis bank and the synthesis bank Signal processing components may be provided, for example when the Analysis bank performs an analog signal processing, the synthesis bank is digitally designed. Then there is between the analysis bench and synthesis bank to provide at least one analog-to-digital converter.

Für das spezielle Gebiet der optischen Bilderfassung kann eine optische Ab­ tastanordnung in die Signalverarbeitungsform einer Filterbank-Anordnung gebracht werden, insbesondere in eine Form, wie sie vorstehend im Rahmen der Erfindung beschrieben wurde. Speziell kann dabei die optische Abtast­ anordnung mindestens zwei Detektoreinrichtungen aufweisen, wobei einer oder mehreren Detektoreinrichtungen in der Signalverarbeitungskette minde­ stens ein Zweig einer Filterbank-Anordnung zugeordnet ist und jede Detek­ toreinrichtung zumindest einen Teil einer Analysebank der Filterbank- Anordnung bildet.For the special field of optical image acquisition, an optical Ab probe arrangement in the signal processing form of a filter bank arrangement be brought, in particular in a form as described above in the frame the invention has been described. Specifically, optical scanning can  Arrangement have at least two detector devices, one or more detector devices in the signal processing chain At least one branch is assigned to a filter bank arrangement and each detector gate device at least part of an analysis bank of the filter bank Arrangement forms.

Je nach Art der Detektoreinrichtungen sind die Zweige der Analysebank be­ reits durch die optische Abtastanordnung - und speziell dabei durch die De­ tektoreinrichtungen selbst - realisiert, wobei die Detektoreinrichtungen als Tiefpass-Filter wirken und beispielsweise aufgrund ihrer Anordnung, insbe­ sondere ihrer relativen Anordnung zueinander, sich ein Verhalten der Detek­ toreinrichtungen als Abwärtssampler aufgrund einer Unterabtastung ergeben kann. Analog zu den vorstehenden Ausführungen ist vorgesehen, dass die Filterbank-Anordnung eine Synthesebank aufweist, die zur Verarbeitung der von den Detektoreinrichtungen gelieferten Signalen dient, wobei der Signal­ pfad durch die Filterbank mindestens zwei Zweige aufweist und im Bereich der Synthesebank die Zweige wieder zusammengeführt werden. Die Synthe­ sebank weist mindestens eine Kombiniereinrichtung zur Kombination der Signale der einzelnen Zweige auf und vor mindestens einer Kombiniereinrich­ tung ist mindestens eine datentechnische Verbindung zwischen mindestens einem Zweig und mindestens einem weiteren Zweig vorgesehen.Depending on the type of detector device, the branches of the analysis bench are already through the optical scanning arrangement - and especially through the De tector devices themselves - realized, the detector devices as Low-pass filters work, for example because of their arrangement special their relative arrangement to each other, a behavior of the Detek result in gate devices as down samplers due to undersampling can. Analogous to the above, it is provided that the Filterbank arrangement has a synthesis bank, which is used to process the signals supplied by the detector devices, the signal path through the filter bank has at least two branches and in the area the synthesis bank the branches are merged again. The synthesis sebank has at least one combining device for combining the Signals of the individual branches on and in front of at least one combiner device is at least one data link between at least one branch and at least one further branch are provided.

Es können zwischen den Detektoreinrichtungen und der Synthesebank noch weiter Signalverarbeitungskomponenten vorgesehen werden. Da die zumin­ dest als Teil der Analysebank wirkenden Detektoreinrichtungen eine analoge Signalverarbeitung durchführen, die Synthesebank dagegen in der Regel digi­ tal ausgelegt ist, sind zwischen Analysebank und Synthesebank insbesondere ein oder mehrere Analog-Digital-Wandler vorzusehen.There can still be between the detector devices and the synthesis bank further signal processing components are provided. Because at least an analog device, at least as part of the analysis bank Carry out signal processing, the synthesis bank, however, usually digi is designed between the analysis bank and the synthesis bank in particular to provide one or more analog-to-digital converters.

Es kann insbesondere vorgesehen werden, dass durch die mindestens eine datentechnische Verbindung eine Gitterstruktur gebildet wird, bei der minde­ stens zwei durch eine gemeinsame Kombiniereinrichtung verbundene Zweige untereinander datentechnisch verbunden sind und die Synthesefilter zur Ver­ arbeitung unterschiedlicher Anteile der Signale ausgebildet sind. Es erfolgt also ein Austausch und dadurch insbesondere eine Zusammenführung von Daten zwischen mindestens zwei datentechnisch parallel verlaufenden Zwei­ gen, in denen innerhalb der entsprechenden Filter jeweils verschiedene An­ teile der Signale getrennt voneinander verarbeitet werden. Die einzelnen Fil­ ter können also im Vergleich zum Filteraufwand für das komplette Signal mit einer reduzierten Filterlänge ausgestattet werden. Man benötigt hierbei ins­ besondere bei einer Verbindung von zwei Zweigen für beide Zweige nur den­ jenigen Signalverarbeitungsaufwand, wie er sonst bei einer Synthesebank- Anordnung ohne solche datentechnische Verbindung für einen einzigen Zweig anfallen würde.In particular, it can be provided that the at least one data-technical connection, a lattice structure is formed in which at least at least two branches connected by a common combiner are interconnected in terms of data technology and the synthesis filters for ver  work different parts of the signals are formed. It takes place So an exchange and thereby in particular a merging of Data between at least two technically parallel two conditions in which different An parts of the signals are processed separately. The individual fil ter can compare with the filter effort for the complete signal a reduced filter length. You need ins especially when connecting two branches for both branches only the the signal processing effort that would otherwise be required in a synthesis Arrangement without such a data link for a single branch would arise.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Gitterstruktur kann eine datentechnische Verbindungen in Form von kaskadenförmigen Kombiniereinrichtungen vorge­ sehen sein, durch die eine Baumstruktur gebildet wird, bei der mindestens zwei durch eine Kombiniereinrichtung verbundene Zweige über eine weitere Kombiniereinrichtung mit mindestens einem weiteren Zweig zusammenge­ führt werden. Durch diese mehrfache Zusammenführung einzelner Zweige können die in den Zweigen vorgesehenen Filter je nach der Tiefe der Ver­ zweigung der Baumstruktur im Vergleich zu einer Synthesebank-Anordnung ohne eine solche mehrfache, baumförmige Aufteilung mit einer reduzierten Filterlänge ausgestattet werden.As an alternative or in addition to a lattice structure, a data technology Connections in the form of cascading combiners are featured be seen, through which a tree structure is formed, at least two branches connected by a combiner over another Combination device with at least one additional branch leads. Through this multiple merging of individual branches can the filters provided in the branches depending on the depth of Ver branching of the tree structure compared to a synthesis bench arrangement without such a multiple, tree-shaped division with a reduced Filter length.

Jede der Detektoreinrichtungen kann beispielsweise zeilenförmig oder matrix­ förmig ausgebildet sein. In beiden Fällen erfolgt eine 2-dimensionale Abta­ stung der Objektszene. Bei einer zeilenförmigen Detektoranordnung, bei der sich die Detektorzeile in eine x-Richtung erstreckt und sich die Detekto­ ranordnung in eine dazu orthogonale y-Richtung bewegt, erfolgt diese 2- dimensionale Abtastung räumlich in x-Richtung und zeitlich-räumlich in y- Richung, da sich die zeilenförmige Detektoranordnung in der zur Zeile ortho­ gonalen Richtung bewegt und dabei die Detektorsignalwerte in Zeitinkremen­ ten sukzessive ausgelesen werden. Bei der matrixförmigen Detektoranord­ nung erfolgt die 2-dimensionale Abtastung direkt und zeitgleich durch die 2- dimensionale Detektoranordnung.Each of the detector devices can, for example, be in the form of a line or matrix be shaped. In both cases there is a 2-dimensional scan of the object scene. In a line-shaped detector arrangement in which the detector line extends in an x-direction and the detector If the arrangement is moved in an orthogonal y direction, this 2- dimensional scanning spatially in the x-direction and temporally-spatially in the y- Direction, since the line-shaped detector arrangement is in the ortho gonal direction and the detector signal values in time increments be read out successively. With the matrix-shaped detector arrangement  2-dimensional scanning takes place directly and simultaneously through the 2- dimensional detector arrangement.

In beiden Fällen ist durch die von der Filterbank-Anordnung vorgegebene Struktur der Signalverarbeitung eine 2-dimensionale digitale Filterung gege­ ben. Da die 2-dimensionale digitale Filterung in zwei aufeinanderfolgende gleiche 1-dimensionale Filterungen separiert werden kann, genügt hier die Betrachtung des 1-dimensionalen Filterungs-Grundmusters. Allerdings ist ei­ ne Realisierung der Filterbank mit 2-dimensionalen digitalen Filterungen ge­ genüber der zweifach angewandten 1-dimensionalen Filterung mit geringe­ rem elektronischen Aufwand zu realisieren.In both cases it is determined by the filter bank arrangement Structure of signal processing against 2-dimensional digital filtering ben. Because the 2-dimensional digital filtering in two successive same 1-dimensional filterings can be separated, the here is sufficient Consideration of the 1-dimensional basic filtering pattern. However, egg ne Realization of the filter bank with 2-dimensional digital filtering compared to the double-applied 1-dimensional filtering with low to realize rem electronic effort.

Es kann daher entweder ein zeilenförmiges Detektorelement vorgesehen sein oder mehrere Detektorelemente zeilenförmig angeordnet sein, die in ihre Ge­ samtheit eine Detektoreinrichtung bilden. Werden mehrere solcher zeilen­ förmigen Detektoreinrichtungen parallel zueinander angeordnet, wobei je­ doch die einzelnen Detektoreinrichtungen in einer Raumrichtung gegenein­ ander versetzt sind, so ergibt sich bereits eine relative Verzögerung der den Detektoreinrichtungen zugeordneten Zweigen automatisch aus dieser Art der Anordnung.Either a line-shaped detector element can therefore be provided or several detector elements can be arranged in a row, which in their Ge together form a detector device. Will be several such lines shaped detector devices arranged parallel to each other, each but the individual detector devices face each other in one spatial direction are offset, there is already a relative delay of the Branches assigned to detector devices automatically from this type of Arrangement.

Werden matrixförmige Detektoreinrichtungen verwendet, so kann z. B. die ge­ samte optische Abtastanordnung durch mehrere matrixförmige Detektorein­ richtungen gebildet werden, die z. B. jeweils eine zugehörige Frontoptik pro Detektormatrix aufweisen. Es kann dann jeder Zeile oder Spalte eines matrix­ förmigen Detektorelements ein Zweig der Filterbank-Anordnung zugeordnet werden. Die einzelnen matrixförmigen Detektoreinrichtungen können dann in geeigneter Weise relativ zueinander angeordnet werden, z. B. ebenfalls in ei­ ner Matrixform oder auch in Zeilenform. Die einfachste Form einer matrix­ förmigen Detektoreinrichtung, um eine 2-dimensionale Analysebank einer 2- dimensionalen aliasingfreien Filterbank aufzubauen, ist die Anordnung zweier Detektor-Matrizen mit einem gegenseitigen Versatz von z. B. je einer halben Pixelbreite in beide Richtungen der Ebene, in der sich die Detektor-Matritzen erstrecken.If matrix-shaped detector devices are used, z. B. the ge whole optical scanning arrangement by several matrix-shaped detectors directions are formed, the z. B. each associated front optics per Have detector matrix. It can then match any row or column of a matrix shaped detector element associated with a branch of the filter bank arrangement become. The individual matrix-shaped detector devices can then in be suitably arranged relative to each other, e.g. B. also in egg ner matrix form or also in line form. The simplest form of a matrix shaped detector device to a 2-dimensional analysis bank of a 2- To build dimensional aliasing-free filter bank is the arrangement of two Detector matrices with a mutual offset of z. B. half each  Pixel width in both directions of the plane in which the detector matrices are extend.

Die bereits vorstehend beschriebenen Maßnahmen, ein zum Analysefilter in­ verses Filter sowie gegebenenfalls ein dieses begrenzendes Fensterfilter vor­ zusehen, kann auch bei einer optischen Abtastanordnung Anwendung finden, ebenso wie die Ausbildung der Filterbank-Anordnung als Polyphasen- Anordnung.The measures already described above, one for analysis filter in verses filter and possibly a window filter that limits this can also be used in an optical scanning arrangement, as well as the design of the filter bank arrangement as a polyphase Arrangement.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfol­ gend anhand der Fig. 1 bis 19 erläutert.A specific embodiment of the present invention will be explained hereinafter with reference to FIGS . 1 to 19.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematische Darstellung des Schaltbildes einer Filterbank-Anord­ nung mit zwei Zweigen, Fig. 1 shows a schematic representation of the circuit diagram of a filter bank Anord voltage with two branches,

Fig. 2 schematisches Schaltbild einer Filterbank-Anordnung nach Fig. 1 als Polyphasen-Anordnung, Fig. 2 is a schematic diagram of a filter bank arrangement of FIG. 1 as a polyphase arrangement,

Fig. 3 logarithmische Darstellung des Übertragungsverhaltes eines Tief­ pass-Analysefilters, Fig. 3 logarithmic representation of the transmission Verhaltes a low-pass analysis filter

Fig. 4 logarithmische Darstellung eines zum Tiefpassfilter inversen Fil­ ters, Fig. 4 logarithmic representation of an inverse filter for low-pass fil ters,

Fig. 5 logarithmische Darstellung eines Fensterfilters, Figure 5 is logarithmic representation. A window filter,

Fig. 6 logarithmische Darstellung der Kombination des Inversenfilters mit dem Fensterfilter, Fig. 6 logarithmic representation of the combination of the inverse filter with the filter window,

Fig. 7 logarithmische Darstellung des Übertragungsverhaltens der Kom­ bination aus Analysefilter, Inversenfilter und Fensterfilter, Fig. 7 logarithmic representation of the transmission behavior of the com bination of the analysis filter, Inverse filter and filter window,

Fig. 8 schematische Darstellung einer optischen Abtastanordnung mit zwei Detektorzeilen, Fig. 8 schematic representation of an optical pick-up with two detector rows,

Fig. 9 Darstellung des Übertragungsverhaltens der optischen Abta­ stanordnung, Fig. 9 representation of the transmission characteristics of the optical Abta stan order,

Fig. 10 schematische Darstellung einer optischen Abtastanordnung mit zwei Detektormatrizen, Fig. 10 schematic representation of an optical pick-up with two detector arrays,

Fig. 11 Darstellung einer Filterbank-Anordnung mit Filtern, die unter­ schiedliche Signalanteile verarbeiten, sowie mit einer Gitterstruktur, FIG. 11 view of a filter bank arrangement with filters that process under schiedliche signal components, as well as with a grating structure,

Fig. 12 Filterbank-Anordnung nach Fig. 11 als Polyphasen-Anordnung, Fig. 12 filter bank arrangement of FIG. 11 as a polyphase arrangement,

Fig. 13 Filterbank-Anordnung mit Baumstruktur, Fig. 13 filter bank arrangement with tree structure,

Fig. 14 Darstellung der Synthesebank einer Filterbank-Anordnung nach Fig. 13 mit zusätzlicher Gitterstruktur als Polyphasen-Anordnung, Fig. 14 representation of the synthesis bank of a filter bank assembly of FIG. 13 with additional grid structure as polyphase arrangement,

Fig. 15 optische Abtastanordnung mit vier Detektorzeilen, Fig. 15 optical scanning arrangement with four detector rows,

Fig. 16 Darstellung der Signalverarbeitung für eine optische Abtastanorn­ dung nach Fig. 15 als Filterbank-Anordnung mit vier Zweigen, Fig. 16 showing the signal processing for an optical Abtastanorn dung to Fig. 15 as a filter bank configuration with four branches,

Fig. 17 vereinfachte Darstellung der Filterbank-Anordnung nach Fig. 16, Figure 17 is simplified illustration. The filter bank assembly of Fig. 16,

Fig. 18 Filterbank-Anordnung nach Fig. 17 als Polyphasen-Anordnung, Fig. 18 filter bank arrangement of FIG. 17 as a polyphase arrangement,

Fig. 19 mehrdimensionale Filterbank-Anordnung mit M Zeilen. Fig. 19 multidimensional filter bank arrangement with M lines.

Die Filterbank-Anordnung nach Fig. 1 zeigt eine Analysebank 1 und eine Syn­ thesebank 2 mit zwei Zweigen 3, 4, die fast identisch aufgebaut sind. Jeder der Zweige 3, 4 weist ein Analysefilter 5 auf, der als Tiefpaßfilter ausgebildet ist. Danach folgen Einrichtungen 10 zum zweifachen Abwärtssampling und Einrichtungen 7 zum zweifachen Aufwärtssampling. Nach dem Aufwärtssam­ pling sind in der Regel Synthesefilter 16 als inverse Filter vorgesehen, die bei spezieller Anpassung der Anordnung gegebenenfalls jedoch entfallen können. Jedes Synthesefilter 16 kann, sofern es vorgesehen ist, durch ein zugeordne­ tes Fensterfilter 11 begrenzt und damit stabilisiert werden. Die beiden Zweige werden in einer Kombiniereinrichtung 6 wieder zusammengeführt. Der zweite Zweig 4 weist bereits in seinem Anfangsbereich eine vom ersten Zweig 3 ver­ schiedene Ausgestaltung auf, in Fig. 1 dargestellt durch eine Verzögerungs­ einrichtung 9, aus der eine Verzögerung der Signale des zweiten Zweigs 4 gegenüber den Signalen des ersten Zweigs 3 resultiert. Diese Verzögerung kann sich zwangsläufig durch entsprechende bauliche oder elektronische Ge­ gebenheiten der Filterbank-Anordnung ergeben. Um diese Verzögerung wie­ der auszugleichen, ist im ersten Zweig 3 vor der Kombiniereinrichtung eine entsprechende Verzögerungseinrichtung 9 vorgesehen. Zwischen Analyse­ bank 1 und Synthesebank 2, insbesondere zwischen den Einrichtungen 10 zum Abwärtssampling und den Einrichtungen 7 zum Aufwärtssampling kön­ nen noch weitere Signalverarbeitungseinrichtungen 23 vorgesehen werden wie beispielsweise Analog-Digital-Wandler für den Fall, dass die Analysebank 1 analog und die Synthesebank 2 digital arbeitet. Solche weiteren Einrichtun­ gen 23 können auch bei den nachfolgend beschriebenen Filterbank- Anordnungen entsprechend vorgesehen werden, auch wenn diese nicht in jedem Fall explizit in den entsprechenden Figuren dargestellt sind.The filter bank assembly of Fig. 1 shows an analysis bank 1 and a bank 2 Syn thesis with two branches 3, 4, which are constructed almost identical. Each of the branches 3 , 4 has an analysis filter 5 which is designed as a low-pass filter. This is followed by devices 10 for double down sampling and devices 7 for double up sampling. After the upward pling, synthesis filters 16 are generally provided as inverse filters, which may, however, be omitted if the arrangement is specially adapted. Each synthesis filter 16 , if it is provided, can be limited by an associated window filter 11 and thus stabilized. The two branches are brought together again in a combining device 6 . The second branch 4 already has in its initial area a different configuration from the first branch 3 , shown in FIG. 1 by a delay device 9 , from which a delay of the signals of the second branch 4 compared to the signals of the first branch 3 results. This delay can inevitably result from the corresponding structural or electronic conditions of the filter bank arrangement. In order to compensate for this delay like that, a corresponding delay device 9 is provided in the first branch 3 in front of the combining device. Interim analysis bank 1 and synthesis bank 2, especially between the bodies are provided 10 for down-sampling and the means 7 for up-sampling Kgs NEN further signal processing means 23, such as analog-to-digital converter for the case that the analysis bank 1 analog and the synthesis Bank 2 digital is working. Such further facilities 23 can also be provided accordingly in the filter bank arrangements described below, even if they are not always explicitly shown in the corresponding figures.

Die Beschreibung der Filterbank-Anordnung kann bevorzugt mit Hilfe der komplexen Z-Transformation erfolgen, so dass in der weiteren Beschreibung auf diese übergegangen werde. Es soll zunächst eine Betrachtung der Filter­ bank-Anordnung ohne Synthesefilter 16 betrachtet werden. The filter bank arrangement can preferably be described with the aid of the complex Z-transformation, so that this is referred to in the further description. It should first be considered the filter bank arrangement without synthesis filter 16 .

Definiert ist z = ejω. Für den Übergang der obigen Gleichungen vom Fourier­ in den Z-Bereich gelten die folgenden Regeln:
Z = e jω is defined . The following rules apply to the transition of the above equations from the Fourier to the Z range:

  • 1. Halbierte Frequenzwerte (ω/2) ergeben im Z-Bereich Terme mit z1/2,1. Halved frequency values (ω / 2) result in terms with z 1/2 in the Z range,
  • 2. Verdoppelte Frequenzen 2ω ergeben Terme mit z2 2. Doubled frequencies 2 ω result in terms with z 2
  • 3. Um π verschobene Frequenzen ω ergeben Terme mit (-z).3. Frequencies ω shifted by π result in terms with (-z).

Die Z-Transformierte von V(ω) = (↓2) H(ω) nach dem Abwärtsampling von H(ω) wird dann:
The Z transform of V (ω) = (↓ 2) H (ω) after the down-sampling of H (ω) then becomes:

V(z) = (↓2) H(z) = 1/2.[H(z1/2) + H(-z1/2)]V (z) = (↓ 2) H (z) = 1/2. [H (z 1/2 ) + H (-z 1/2 )]

Ebenso, die Z-Transformierte von (↑2) V(z) nach dem Aufwärtssampling von V(z):
Likewise, the Z transform of (↑ 2) V (z) after up sampling V (z):

U(z) = (↑2) V(z) = V(z2)U (z) = (↑ 2) V (z) = V (z 2 )

Die Operation U(z) = (↓2) (↑2) H(z) geht über in:
The operation U (z) = (↓ 2) (↑ 2) H (z) merges into:

U(z) = 1/2.[H(z2) + H(-z2)]U (z) = 1/2. [H (z 2 ) + H (-z 2 )]

Dabei beschreiben die beiden Zweige 3, 4 bestimmte Signalpfade einer tat­ sächlichen Umsetzung dieser schematischen Anordnung. Ein solches Beispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert, wobei jeder Zweig 3, 4 dort eine Detektorzeile 15, 17 einer optischen Abtastanordnung 14 beinhal­ tet. Weitere Beispiele für optische Abtastanordnungen sind im übrigen in den Fig. 10 und 15 dargestellt. Der Analysefilter 5 des ersten Zweigs 3 gefolgt von dem Abwärtssampler 10 entspricht nun dem Signalmodell der ersten De­ tektorzeile 15. Der Analysefilter 5 ergibt sich durch das Übertragungsverhal­ ten der Detektorzeilen 15, 17, der Abwärtssampler 10 ergibt sich aufgrund einer Unterabtastung, die aus der räumlichen Anordnung der Detektorzeilen 15, 17 resultiert. Die Synthesebank 2 dient dann zur Verarbeitung der von den Detektorzeilen 15, 17 gelieferten Signalen in digitaler Form nach einer Analog-Digital-Wandlung durch entsprechende Signalverarbeitungseinrich­ tungen 23. Das Ausgangssignal einer Detektorzeile 15, 17 ist damit:
The two branches 3 , 4 describe certain signal paths of an actual implementation of this schematic arrangement. Such an example is explained below with reference to FIG. 8, where each branch 3 , 4 contains a detector line 15 , 17 of an optical scanning arrangement 14 . Further examples of optical scanning arrangements are otherwise shown in FIGS . 10 and 15. The analysis filter 5 of the first branch 3 followed by the down sampler 10 now corresponds to the signal model of the first detector line 15 . The analysis filter 5 results from the transmission behavior of the detector lines 15 , 17 , the down sampler 10 results from an undersampling which results from the spatial arrangement of the detector lines 15 , 17 . The synthesis bank 2 is then used to process the signals supplied by the detector lines 15 , 17 in digital form after an analog-to-digital conversion by means of appropriate signal processing devices 23 . The output signal of a detector line 15 , 17 is thus:

V1(z) = 1/2[H(z1/2) + H(-z1/2)]
V 1 (z) = 1/2 [H (z 1/2 ) + H (-z 1/2 )]

wobei H(z1/2) das Basisband ohne Aliasing und H(-z1/2) das Aliasband mit Aliasing-Störungen sind.where H (z 1/2 ) is the baseband without aliasing and H (-z 1/2 ) is the alias band with aliasing disorders.

Das in den Zweigen 3, 4 vorgesehene zweifache Aufwärtssampling ermöglicht ein bevorzugtes Kombinieren der Signalwerte beider Zweige, bzw. im speziel­ len Fall der Fig. 8, der beiden Detektorzeilen 15, 17.The double up-sampling provided in the branches 3 , 4 enables a preferred combination of the signal values of both branches, or in the special case of FIG. 8, the two detector lines 15 , 17 .

Das Aufwärtssampling verändert das Übertragungsspektrum und es ist:
Upsampling changes the transmission spectrum and it is:

U1(z) = 1/2.[H(z) + H(-z)]U 1 (z) = 1/2. [H (z) + H (-z)]

Es erfolgt eine ausreichende Verzögerung (z-1) durch die Verzögerungsein­ richtung 8 im ersten Zweig 3, im speziellen Fall nach Fig. 8 z. B. um eine räumliche Abtasteinheit, damit die Signale des ersten Zweigs 3 bzw. der er­ sten Detektorzeile 15 alternierend mit denen des zweiten Zweigs 4 bzw. der zweiten Detektorzeile 17 kombinieren können. Am Ausgang des ersten Zweigs 3 ist dann
There is a sufficient delay (z -1 ) by the device 8 delay in the first branch 3 , in the special case of FIG. 8 z. B. a spatial scanning unit so that the signals of the first branch 3 or he most detector line 15 can alternately combine with those of the second branch 4 or the second detector line 17 . Then at the exit of the first branch 3

z-1.U1(z) = ½.z-1.[H(z) + H(-z)]z -1 .U 1 (z) = ½.z -1 . [H (z) + H (-z)]

Der zweite Zweig ist, wie bereits beschrieben, im Grunde identisch aufgebaut. Die Verzögerungseinrichtung 9 entspricht im speziellen Fall der Fig. 8 der räumlich versetzten Anordnung der beiden Detektorzeilen 15, 17. Verzöge­ rungseinrichtung 9 und Analysefilter 5 in Zweig 4 liefern ein Signal z-1.H(z), aus dem sich unter Berücksichtigung der inhärent vorhandenen Wirkung als Abwärtssampler 10 das Signal
As already described, the second branch is basically identical. In the special case of FIG. 8, the delay device 9 corresponds to the spatially offset arrangement of the two detector lines 15 , 17 . Delay device 9 and analysis filter 5 in branch 4 deliver a signal z -1 .H (z), from which, taking into account the inherent effect as down sampler 10, the signal

V2(z) = ½.[z-1/2H(z1/2) - z-1/2H(-z1/2)] = ½.z-1/2[H(z1/2) - H(-z1/2)]
V 2 (z) = ½. [Z -1/2 H (z 1/2 ) - z -1/2 H (-z 1/2 )] = ½.z -1/2 [H (z 1 / 2 ) - H (-z 1/2 )]

ergibt, das im speziellen Fall dem Ausgangssignal der zweiten Detektorzeile 17 entspricht. Wie in Fig. 8 dargestellt, sind die beiden Detektorzeilen 15, 17 gegeneinander um eine halbe Pixelbreite räumlich versetzt. Daraus ergibt sich eine Verschiebung der Signale der Detektorzeilen 15, 17 mit einem Ver­ zögerungsfaktor z-1/2 im Ausgangssignal der zweiten Detektorzeile 17. Im vorliegenden Fall ergibt sich also die in Fig. 1 in allgemeiner Form eingeführte Verzögerung durch die spezielle bauliche Anordnung in Fig. 8. Analoges gilt für die Anordnungen nach Fig. 10 und 15.results that corresponds in a special case to the output signal of the second detector line 17 . As shown in FIG. 8, the two detector lines 15 , 17 are spatially offset from one another by half a pixel width. This results in a shift of the signals of the detector lines 15 , 17 with a delay factor z -1/2 in the output signal of the second detector line 17th In the present case, the delay introduced in general form in FIG. 1 results from the special structural arrangement in FIG. 8. The same applies to the arrangements according to FIGS. 10 and 15.

Nach Aufwärtssampling ist
After up sampling is

U2(z) = ½.z-1[H(z) - H(-z)]U 2 (z) = ½.z -1 [H (z) - H (-z)]

Nach einer Kombination der beiden Signale der Zweige 3, 4 durch die Kombi­ niereinrichtung 6 erhält man die gesamte Übertragungsfunktion T(z) der An­ ordnung:
After a combination of the two signals of the branches 3 , 4 by the combiner 6 , the entire transfer function T (z) of the arrangement is obtained:

T(z) = ½.z-1.[H(z) + H(-z) + H(z) - H(-z)] = z-1. H(z).T (z) = ½.z -1 . [H (z) + H (-z) + H (z) - H (-z)] = z -1 . H (z).

Die Aliasing-Komponenten der Signale beider Zweige 3, 4 heben sich gegen­ seitig auf, da T(z) nur eine Funktion von z, jedoch nicht von -z ist. Mit der Fil­ terbank-Anordnung kann somit eine aliasingfreie Übertragung erzeugt wer­ den. Da die Alias-Terme wegfallen, ist die nutzbare Übertragungsbandbreite die gesamte Nyquistbandbreite, die im Vergleich mit einer Anordnung mit nur einem Zweig doppelt so groß ist. T(z) besteht aus der Ausgangsfunktion H(z) und einer Verzögerung (Term z-1). Die Amplitudenübertragung ist um einen Faktor 2 höher im Vergleich zu einem einzelnen Zweig. Gegebenenfalls sind jedoch noch die in den beiden Zweigen bei praktischen Realisierungen vor­ handenen Quantisierer (A/D-Wandler) und sonstige Rauschterme zu berück­ sichtigen. The aliasing components of the signals of both branches 3 , 4 cancel each other out, since T (z) is only a function of z, but not of -z. With the fil terbank arrangement, an aliasing-free transmission can thus be generated. Since the alias terms are eliminated, the usable transmission bandwidth is the total Nyquist bandwidth, which is twice as large compared to an arrangement with only one branch. T (z) consists of the output function H (z) and a delay (term z -1 ). The amplitude transfer is higher by a factor of 2 compared to a single branch. If necessary, however, the quantizers (A / D converter) and other noise terms present in the two branches for practical implementations must also be taken into account.

Es sollen nun im folgenden auch zu den Analysefiltern 5 inverse Synthesefil­ ter 16 in den Zweigen 3, 4 betrachtet werden, die jeweils durch Fensterfilter 11 begrenzt und damit stabilisiert werden. Die Fig. 3 bis 7 zeigen eine bevorzugte Ausgestaltung der Filter 5, 11, 16. Es ist dabei jeweils das Analy­ sefilter 5 als Tiefpfaßfilter ausgebildet. Überträgt man die Filterbank-Struktur nach Fig. 1 auf das Signalverarbeitungsschema der Anordnungen nach Fig. 8, 10 und 15, so ergibt sich automatisch, dass die optische Abtastanordnung 14 mit den Detektoreinrichtungen 15, 17, die als Analysefilter 5 wirkt, einen Tiefpaßcharakter aufweist. Dies ist zur Verdeutlichung in Fig. 9 dargestellt, die das Übertragungsverhalten der Detektoreinrichtungen sowie einer den Detektoreinrichtungen 15, 17 vorgeschaltete Frontoptik 15,17 der optischen Abtastanordnung darstellen. Somit müssen die Synthesefilter 16 F(z) jeweils komplementäre Hochpass-Filter werden. Die hinreichende Bedingung für Aliasingfreiheit kann weiterhin erfüllt werden, wie weiterhin gezeigt wird.It should now be considered below to the analysis filters 5 inverse Synthesefil ter 16 in the branches 3 , 4 , which are each limited by window filter 11 and thus stabilized. FIGS. 3 to 7 show a preferred embodiment of the filter 5, 11, 16. The analyzer filter 5 is designed as a low-pass filter. If one transfers the filter bank structure according to FIG. 1 to the signal processing scheme of the arrangements according to FIGS. 8, 10 and 15, it automatically results that the optical scanning arrangement 14 with the detector devices 15 , 17 , which acts as an analysis filter 5, has a low-pass character , This is shown for clarity in Fig. 9, representing the transmission behavior of the detector means and a detector means 15, 17 upstream of front optics 15, 17 of the optical scanning device. The synthesis filters 16 F (z) must therefore each be complementary high-pass filters. The sufficient condition for aliasing freedom can still be met, as will be shown further.

Durch die Wahl der Synthesefilter 16 F(z) kann (gegenüber dem vorherigen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1) der Übertragungscharakteristik ein anderes Verhalten gegeben werden, z. B. derart, dass im gesamten Frequenzbereich der normierten Nyquistbandbreite (0, 1) eine Verstärkung (d. h. störungsfreie Übertragung) stattfindet.By choosing the synthesis filter 16 F (z) (compared to the previous embodiment according to FIG. 1) the transmission characteristic can be given a different behavior, e.g. B. in such a way that amplification (ie interference-free transmission) takes place in the entire frequency range of the standardized Nyquist bandwidth (0, 1).

Wie bereits vorher dargestellt, stellt jedes Analysefilter 5 ein Tiefpass-Filter dar, dessen Übertragungsfunktion durch ein IIR Butterworth-Filter nachgebil­ det werden kann. In Fig. 3 das Übertragungsverhalten eines solchen Filters in logarithmischer Auftragung dargestellt.As already shown above, each analysis filter 5 represents a low-pass filter, the transfer function of which can be simulated by an IIR Butterworth filter. In Fig. 3, the transmission behavior of such a filter shown in logarithmic scale.

Die Frequenznormierung erfolgt hier auf den Bereich kNYQ = 1 [Zyklus/Län­ geneinheit]. Die Übertragungsfunktion dieses IIR-Filters ist:
The frequency is standardized here to the range kNYQ = 1 [cycle / length unit]. The transfer function of this IIR filter is:

Wählt man für F(z) ein zu H(z) inverses Filter, dann ist:
If you choose a filter that is inverse to H (z) for F (z), then:

Die Inverse des Synthesefilters 16 hat den Wert "Eins" bei k = 0 und "Unend­ lich" bei k = 1. Dieses Filter ist in Fig. 4 in logarithmischer Auftragung darge­ stellt. Das inverse Synthesefilter 16 wäre instabil, da es das Rauschen insbe­ sondere bei hohen Frequenzen verstärken würde. Um es stabil zu machen, kann es bei den hohen Frequenzen durch ein sog. Tiefpass-Fensterfilter 11 begrenzt werden. Dessen Übertagungsverhalten ist in Fig. 5 logarithmisch dargestellt. Die bekanntesten dieser Fensterfilter sind die FIR-Filter nach "Hamming, Hann, Bartlett, Kaiser" u. a., die aus dem Stand der Technik hinrei­ chend bekannt sind.The inverse of the synthesis filter 16 has the value "one" at k = 0 and "infinite" at k = 1. This filter is shown in Fig. 4 in logarithmic representation. The inverse synthesis filter 16 would be unstable since it would amplify the noise in particular at high frequencies. In order to make it stable, it can be limited at the high frequencies by a so-called low-pass window filter 11 . Its transmission behavior is shown logarithmically in FIG. 5. The best known of these window filters are the FIR filters according to "Hamming, Hann, Bartlett, Kaiser" and others, which are sufficiently known from the prior art.

In der Darstellung nach Fig. 5 wurde ein Hann-Fenster mit einer 3-dB- Eckfrequenz bei k = 0,95 ausgewählt. Die Simulation zeigt, dass das FIR- Fenster mindestens von der Ordnung 40 und größer gewählt werden muss, damit der Abfall bei der oberen Eckfrequenz ausreichend scharfkantig ver­ läuft.In the illustration of FIG. 5 is a Hann window is selected with a cut-off frequency 3 dB at k = 0.95. The simulation shows that the FIR window must be selected at least in order 40 and larger so that the drop at the upper corner frequency is sufficiently sharp.

Fig. 6 zeigt das Produkt aus dem inversen Synthesefilter 16 und dem Fenster­ filter 11, ebenfalls in logarithmischer Darstellung. Die gesamte Transferfunk­ tion ergibt sich letztlich durch das weitere Produkt mit dem Übertragungsver­ halten des Analysefilters 5 und man erhält den in Fig. 7 logarithmisch darge­ stellten Verlauf. Fig. 6 shows the product of the inverse synthesis filter 16 and the window filter 11 , also in a logarithmic representation. The entire transfer function ultimately results from the further product with the transmission behavior of the analysis filter 5 and the logarithmic representation shown in FIG. 7 is obtained.

Der Gewinn der Filterbank mit den Synthesefiltern 16 liegt darin, dass das Tiefpaß-Übertragungsverhalten der Analysefilter 5 kompensiert wird und im Nyquistband alle Raumfrequenzen, bis zur Grenzfrequenz des FIR-Fensterfil­ ters, gleichmäßig übertragen werden, wie Fig. 7 zeigt. The gain of the filter bank with the synthesis filters 16 is that the low-pass transmission behavior of the analysis filter 5 is compensated for and all spatial frequencies up to the cutoff frequency of the FIR window filter are evenly transmitted in the Nyquist band, as shown in FIG. 7.

Das anhand von Fig. 1 erläuterte Signalverarbeitungsschema beruht auf einer sog. QMF-Filterbank (Quadrature Mirror Filter Bank). Fig. 2 zeigt eine weitere Lösungsvariante, die als Polyphasen-Anordnung bezeichnet wird. Der Vorteil besteht darin, dass mit diskreten Filterkomponenten 5, 16 der halben Länge die gleiche Filterung durchgeführt werden kann wie bei einer Anordnung nach Fig. 1. Das Grundprinzip werde kurz erläutert:
Wenn ein Signal in vektorieller Form zweifach abwärts gesampled wird, dann gehen die ungeraden Komponenten verloren und die geraden bleiben erhal­ ten, oder umgekehrt. Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird das Abwärtssam­ pling (↓2 H x) nach der Filterung durchgeführt, was weniger effizient ist, da zunächst H x berechnet wird und dann nur noch die geraden Anteile übrig­ bleiben. Ähnlich verhält es sich mit dem Aufwärts-Sampling. Dabei ist es vor­ teilhafter, die Filterung vor dem (↑2)-Operator durchzuführen und dann erst durch das zweifache Aufwärtssampling (↑2) in den Einrichtungen 7 die Vek­ torlängen des Signals zu verdoppeln.The signal processing scheme explained with reference to FIG. 1 is based on a so-called QMF filter bank (Quadrature Mirror Filter Bank). Fig. 2 shows a further variant of the solution, which is referred to as a polyphase arrangement. The advantage is that the same filtering can be carried out with discrete filter components 5 , 16 of half the length as with an arrangement according to FIG. 1. The basic principle will be briefly explained:
If a vectorial signal is sampled down twice, the odd components are lost and the even ones are preserved, or vice versa. In the arrangement according to FIG. 1, the downward pling (↓ 2 H x) is carried out after the filtering, which is less efficient since H x is first calculated and then only the even portions remain. The situation is similar with upward sampling. It is more advantageous to perform the filtering in front of the (↑ 2) operator and only then to double the vector lengths of the signal by means of double up sampling (↑ 2) in devices 7 .

Bei der Polyphasen-Realisierung werden "gerade" - und "ungerade" Kompo­ nenten getrennt verarbeitet ("gerade" und "ungerade" sind die beiden Pha­ sen). Der Eingangsvektor x wird in xeven und xodd aufgespaltet, also x = (xeven xodd).In the polyphase implementation, "even" and "odd" components are processed separately ("even" and "odd" are the two phases). The input vector x is split into x even and x odd , i.e. x = (x even x odd ).

Im Z-Bereich ist der gerade Teil
In the Z area is the straight part

Xeven(z) = ½[X(z) + X(-z)]
X even (z) = ½ [X (z) + X (-z)]

und der ungerade Teil
and the odd part

Xodd(z) = ½[X(z) - X(-z)]X odd (z) = ½ [X (z) - X (-z)]

Der gerade Teil enthält ausschließlich gerade Potenzen in z, d. h. z2, z4, . . .; der ungerade Teil ungerade Potenzen in z, d. h. z1, z3, z5, . . . Daher ist
The even part contains only even powers in z, ie z 2 , z 4 ,. , . the odd part of odd powers in z, ie z 1 , z 3 , z 5,. , , thats why

X(z) = Xeven(z2) + z-1Xodd(z2)X (z) = X even (z 2 ) + z -1 X odd (z 2 )

Ebenso kann ein Filter in einen geraden und einen ungeraden Teil aufgeteilt und damit dargestellt werden, als:
Likewise, a filter can be divided into an even and an odd part and thus represented as:

H(z) = Heven(z2) + z-1Hodd(z2)H (z) = H even (z 2 ) + z -1 H odd (z 2 )

Es kann gezeigt werden, dass dadurch eine Filterbankstruktur erzeugt werden kann, bei der in der Analyse-Bank das Abwärtssampling vor dem Analyse-Fil­ ter Hp(z) und in der Synthese-Bank das Aufwärtssampling nach dem Synthe­ se-Filter Fp(z) erfolgt.It can be shown that a filter bank structure can be created in this way, in which the down-sampling before the analysis filter H p (z) in the analysis bank and the up-sampling after the synthesis filter F p (in the synthesis bank z) takes place.

Die Polyphasen-Realisierung ist in der Regel einfacher und auch effektiver, da die Filter Hp und Fp nebeneinander liegen. Hp und Fp können durch lineare zei­ tinvariante Filter realisiert werden. Das Abwärts- und Aufwärtssampling wird so durchgeführt, dass die Filter gegenüber der direkten Realisierung nurmehr die halbe Länge haben.The polyphase implementation is generally simpler and also more effective, since the filters H p and F p lie side by side. H p and F p can be realized by linear time variant filters. The downward and upward sampling is carried out in such a way that the filters are only half the length of the direct implementation.

Wenn Hp und Fp zueinander inverse Filterungs-Matrizen sind, dann erhält man perfekte Rekonstruktion, d. h. es gilt:
If H p and F p are inverse filtering matrices, then you get a perfect reconstruction, which means:

Fp(z).Hp(z) = I, oder z-1
F p (z) .H p (z) = I, or z -1

wobei I die Einheitsmatrix darstellt.where I represents the unit matrix.

Die Signalverarbeitung kann effektiver gestaltet werden, wenn an Stelle der Signalverarbeitung nach Fig. 1 ein Verarbeitungsschema mit Hilfe einer Git­ terstruktur nach Fig. 11 oder mit Hilfe einer Baumstruktur nach Fig. 13, oder auch eine Kombination dieser beiden Prinzipien, gegebenenfalls verbunden mit einer Polyphasen-Realisierung, verwendet wird.The signal processing can be designed more effectively if, instead of the signal processing according to FIG. 1, a processing scheme with the aid of a grid structure according to FIG. 11 or with the aid of a tree structure according to FIG. 13, or a combination of these two principles, optionally combined with a polyphase Realization is used.

Es gilt hier weiterhin, dass jedes Filter durch die Summe von geraden und un­ geraden Anteilen dargestellt werden kann:
It also applies here that each filter can be represented by the sum of even and odd parts:

H(z) = Heven(z2) + z-1Hodd(z2) = E0(z2) + z-1E1(z2)H (z) = H even (z 2 ) + z -1 H odd (z 2 ) = E 0 (z 2 ) + z -1 E 1 (z 2 )

Diese Darstellung ist auch in Fig. 11, 12 und 14 gewählt. Wenn man nun nicht den vorgenannten allgemeinen Fall betrachtet, sondern die Anwendung die­ ser Systematik auf eine optische Abtasteinrichtung, bei der die Analysefilter als identische Tiefpass-Filter gegeben sind, so ergibt sich für jeden der Analy­ sefilter diese Darstellung. Analog ergibt sich dann für jeden Synthesefilter die Darstellung, die auch in den Fig. 11, 12, 14 dargestellt wird:
This representation is also selected in FIGS. 11, 12 and 14. If one does not now consider the general case mentioned above, but rather the application of this system to an optical scanning device in which the analysis filters are given as identical low-pass filters, this display results for each of the analysis filters. The representation that is also shown in FIGS. 11, 12, 14 then results analogously for each synthesis filter :

F(z) = z-1R0(z2) + R1(z2)F (z) = z -1 R 0 (z 2 ) + R 1 (z 2 )

Dabei sind die Synthesefilter analog zu den vorherigen Ausführungen idea­ lerweise stabilisierte inverse Filter, wobei die Stabilisierung wiederum bei­ spielsweise durch Fensterfilter erfolgen kann, so dass gilt:
In this case, the synthesis filters are ideally stabilized inverse filters analogous to the previous explanations, the stabilization again being able to take place, for example, through window filters, so that:

R0(z2) = 1/E0(z2)
R 0 (z 2 ) = 1 / E 0 (z 2 )

R1(z2) = 1/E1(z2)R 1 (z 2 ) = 1 / E 1 (z 2 )

Man kann damit anstatt eines Filterbank-Anordnung nach Fig. 1 oder 2 ver­ besserte Filterbank-Anordnungen erzielen, wie sie in den Fig. 11, 12 und 14 dargestellt sind. Diese beruhen darauf, dass jedes Filter nur noch einen Teil des gesamten Signales verarbeiten muss, nämlich entweder nur den geraden Anteil E0(z2) oder nur noch den ungeraden Anteil E1(z2). Jedes Filter muss dann nur noch die halbe Filterlänge im Vergleich zu den Filtern einer Filter­ bank-Anordnung nach Fig. 1 oder 2 aufweisen. Es wird trotzdem weiterhin die Information des Gesamtsignals beibehalten, da die Filterbank-Anordnung durch datentechnische Verbindungen 20, 21, 21' eine Gitterstruktur aufwei­ sen, die dazu dient, die geraden und ungeraden Signalanteile E0(z2) und E1(z2), die jeweils getrennt in den entsprechenden Filtern verarbeiten werden, wie­ der zusammen zu führen. Es ergibt sich also für zwei Zweige einer Anordnung nach Fig. 11, 12 oder auch 14 nur derjenige Filteraufwand, der bei einer Fil­ terbank-Anordnung nach Fig. 1 oder 2 für einen einzigen Zweig erforderlich ist.Instead of a filter bank arrangement according to FIG. 1 or 2, one can achieve improved filter bank arrangements as shown in FIGS. 11, 12 and 14. These are based on the fact that each filter only has to process a part of the total signal, namely either only the even part E 0 (z 2 ) or only the odd part E 1 (z 2 ). Each filter then only has to have half the filter length in comparison to the filters of a filter bank arrangement according to FIG. 1 or 2. Nevertheless, the information of the overall signal is still retained, since the filter bank arrangement has a grid structure through data connections 20 , 21 , 21 ', which serves to even and odd signal components E 0 (z 2 ) and E 1 (z 2 ), which will each be processed separately in the corresponding filters, as the lead together. Thus, for two branches of an arrangement according to FIGS. 11, 12 or 14, there is only that filter effort which is required for a single branch in a fil terbank arrangement according to FIG. 1 or 2.

Wird zusätzlich noch eine Polyphasen-Realisierung gewählt, was durch An­ wendung der Noble-Beziehungen unter Vertauschung von Ab- bzw. Aufwärts­ sampler und entsprechendem Filter ermöglicht wird, so ergibt sich noch eine weitere Vereinfachung. Dieser Übergang zu einer Polyphasen-Realisierung ist in Fig. 12 dargestellt, die eine entsprechende Weiterbildung der Filterbank- Anordnung nach Fig. 11 darstellt. Da nun in den Filtern nicht mehr die Anteile E0(z2) und E1(z2), sondern nur noch die Anteile E0(z) und E1(z) auftreten, wer­ den nur noch Filter mit der halben Filterlänge, d. h. der halben Anzahl an Fil­ terkoeffizienten, für die Prozessierung der Signale in den Zweigen der Filter­ bank-Anordnung benötigt.If, in addition, a polyphase implementation is selected, which is made possible by applying the Noble relationships by exchanging the downward and upward sampler and the corresponding filter, there is a further simplification. This transition to a polyphase implementation is shown in FIG. 12, which represents a corresponding development of the filter bank arrangement according to FIG. 11. Now that the shares E 0 (z 2 ) and E 1 (z 2 ) no longer occur in the filters, but only the shares E 0 (z) and E 1 (z), who only have filters with half the filter length , ie half the number of filter coefficients required for processing the signals in the branches of the filter bank arrangement.

Eine weitere Möglichkeit zur Vereinfachung der Signalverarbeitung, insbe­ sondere zur Verringerung des Aufwandes für die Filter, ist die Realisierung der Filterbank-Anordnung als Baumstruktur, wie sie in den Fig. 13 und 14 darge­ stellt ist. Diese zeigen eine vierkanalige Filterbank-Struktur, die im Falle einer Anwendung auf optische Abtastanordnungen einem Signalverarbeitungs­ schema für eine vierzeilige Detektoreinrichtung nach Fig. 15 entspricht. Hier­ bei ist insbesondere der Fall gegeben, dass zwischen den einzelnen Detekto­ relementen einer Detektorzeile 15 jeweils eine Lücke von der Breite eines Detektorelements besteht. Dies ist bei bestimmten Typen von Detektoren notwendig bzw. vorgegeben, beispielsweise bei der Detektion langwelliger elektromagnetischer Strahlung im infraroten Bereich gegeben. Die Folge ist bei einer solchen Detektorandordnung eine vierfache Unterabtastung, die zu entsprechend starkem Aliasing führen kann. Um diesem zu begegnen, ist ei­ ne Abtastung mit vier parallelen, insbesondere zeilenförmigen Detektorein­ richtungen erforderlich, wie in Fig. 15 dargestellt.Another possibility for simplifying the signal processing, in particular in particular to reduce the effort for the filter, is to implement the filter bank arrangement as a tree structure, as shown in FIGS . 13 and 14. These show a four-channel filter bank structure which, when applied to optical scanning arrangements, corresponds to a signal processing scheme for a four-line detector device according to FIG. 15. Here, in particular, there is a case where there is a gap between the width of a detector element between the individual detector elements of a detector line 15 . This is necessary or specified for certain types of detectors, for example for the detection of long-wave electromagnetic radiation in the infrared range. The result of such a detector arrangement is a fourfold subsampling, which can lead to correspondingly strong aliasing. To counteract this, egg ne scanning with four parallel, in particular line-shaped detector devices is required, as shown in Fig. 15.

Die Signalverarbeitung kann dann nach dem Prinzip einer vierkanaligen Fil­ terbank realisiert werden, wie sie in den Fig. 16 bis 18 dargestellt sind. Es liegen dabei wiederum zunächst gleiche Analysefiler 5 und Synthesefilter 16 vor, die in Fig. 17 zusammengefasst dargestellt sind. In Fig. 18 ist eine Poly­ phasen-Realisierung der Filterbank-Anordnung dargestellt. Analoges gilt auch für den allgemeinen Fall einer M-kanaligen Filterbank, wie sie beispielhaft in Fig. 19 gezeigt ist.The signal processing can then be implemented according to the principle of a four-channel filter bank, as shown in FIGS . 16 to 18. The same analysis filter 5 and synthesis filter 16 are again present, which are shown in summary in FIG. 17. In Fig. 18 a poly phase implementation of the filter bank arrangement is shown. The same applies analogously to the general case of an M-channel filter bank, as is shown by way of example in FIG. 19.

Die Filterbank-Anordnungen nach Fig. 13 und 14 stellen nun eine Verbesse­ rung der Anordnungen nach den Fig. 16 bis 18 dar, da bei einer Realisierung als Baumstruktur die Filterlänge zumindest in den tiefer liegenden Zweigen 3', 4', 3'', 4'' der Anordnung gegenüber den Filterlängen beispielsweise einer An­ ordnung nach Fig. 16 auf die Hälfte reduziert werden kann. Hierzu zeigt die Fig. 13 eine Baumstruktur mit kaskadenförmig angeordneten Verzweigungen 22, 22', 22'', die eine Verzweigung von zunächst zwei parallelen Zweigen 3, 4 auf dann vier parallele Zweige 3', 4', 3'', 4'' bewirken. Diese Zweige 3', 4', 3'', 4'' werden dann durch Kombiniereinrichtungen 6', 6'' wieder auf die Zweige 3, 4 zusammengeführt, die dann durch die Kombiniereinrichtung 6 zusammen­ geführt werden. Damit stellen die jeweiligen Verzweigungen 22, 22', 22'' und Kombiniereinrichtungen 6, 6', 6'' datentechnischen Verbindungen zwischen den einzelnen Verzweigungsstufen der Baumstruktur dar. Jede der Verzwei­ gungsstufen enthält Analysefilter 5, 5', 5'' und Synthesefilter 16, 16', 16'' wie auch Verzögerungseinrichtungen 8, 8', 8'', 9, 9', 9'', Abwärtssampler 10, 10', 10'' und Aufwärtssampler 7, 7', 7''. Dabei sind, wie erwähnt, für die Analyse­ filter 5', 5'' und die Synthesefilter 16', 16'' nur Filter mit reduzierter Filterlän­ ge erforderlich. In der Fig. 14 sind die Kombiniereinrichtungen 6, 6', 6'' der Einfachheit halber weggelassen und nur durch ein Pluszeichen angedeutet. Auch die Verzögerungseinrichtungen 8, 8', 8'' sind jeweils nur durch ein z-1 angedeutet.The filter bank arrangements according to FIGS. 13 and 14 now provide been an improvement tion of the arrangements of FIGS. 16 to 18 represent, as in an implementation as a tree structure, the filter length at least in the lower-lying branches 3 ', 4', 3 '', 4 '' of the arrangement compared to the filter lengths, for example an arrangement according to FIG. 16, can be reduced to half. To this end, 13 22, FIG. A tree structure with cascaded branches 22 ', 22' ', that a branch from first two parallel branches 3, 4 parallel to then four branches 3', 4 ', 3' ', 4' ' cause. These branches 3 ', 4 ', 3 '', 4 '' are then brought together again by combining devices 6 ', 6 ''onto the branches 3 , 4 , which are then brought together by the combining device 6 . The respective branches 22 , 22 ′, 22 ″ and combining devices 6 , 6 ′, 6 ″ thus represent technical connections between the individual branching stages of the tree structure. Each of the branching stages contains analysis filters 5 , 5 ′, 5 ″ and synthesis filter 16 , 16 ', 16 ''as well as delay devices 8 , 8 ', 8 '', 9 , 9 ', 9 '', down samplers 10 , 10 ', 10 '' and up samplers 7 , 7 ', 7 ''. As mentioned, only filters with a reduced filter length are required for the analysis filter 5 ', 5 ''and the synthesis filter 16 ', 16 ''. In FIG. 14, the combining devices 6 , 6 ', 6 ''have been omitted for the sake of simplicity and are only indicated by a plus sign. The delay devices 8 , 8 ', 8 ''are also only indicated by az -1 .

Bei einer Realisierung im Rahmen optischer Abtasteinrichtungen ist wieder­ um die Analysebank 1 weitgehend durch die Detektoreinrichtungen gegeben, die Synthesebank 2 dient dann zur Verarbeitung der entsprechenden Signale. So ist in Fig. 14 eine solche Synthesebank 2 dargestellt. Die eingespeisten Signale würden dann den Ausganssignalen von vier Detektoreinrichtungen, wie beispielsweise von vier Detektorzeilen 15 nach Fig. 15, entsprechen. Für den Fall einer allgemeinen Filterbank-Anordnung wäre lediglich die entspre­ chende Analysebank 1 analog den übrigen dargestellten Filterbank- Anordnungen zu ergänzen. Fig. 14 zeigt außerdem eine Kombination einer Baumstruktur mit einer Gitterstruktur, d. h. es sind hier zusätzlich noch daten­ technische Verbindungen 21, 21', 21'' vorgesehen, die eine noch weiterge­ hende Reduzierung des Datenverarbeitungsaufwandes in den Filtern 16, 16', 16'' erlauben, wie bereits anhand der Fig. 11 und 12 prinzipiell erläutert.In the case of an implementation in the context of optical scanning devices, the analysis bench 1 is again largely provided by the detector devices; the synthesis bench 2 then serves to process the corresponding signals. Such a synthesis bank 2 is shown in FIG. 14. The fed-in signals would then correspond to the output signals from four detector devices, such as four detector lines 15 according to FIG. 15. In the case of a general filter bank arrangement, only the corresponding analysis bank 1 would have to be supplemented analogously to the other filter bank arrangements shown. Fig. 14 also shows a combination of a tree structure with a lattice structure, that it is here additionally data-technical connections 21, 21 ', 21' 'are provided which even weiterge immediate reduction of the data processing effort in the filters 16, 16', 16 ''allow, as already explained in principle with reference to FIGS. 11 and 12.

Auch in den Filterbank-Anordnungen der Fig. 11 bis 14 können zwischen Analysebank 1 und Synthesebank 2 weitere Signalverarbeitungseinrichtungen 23 wie beispielsweise Analog-Digital-Wandler vorgesehen werden, wie bereits vorstehend erläutert wurde.Also in the filter bank arrangements of FIGS. 11 to 14 may be such as analog-to-digital converters are provided, for example, as has been explained above between analysis and synthesis Bank 1 Bank 2 further signal processing means 23.

Wenn nun wiederum eine Anwendung der erläuterten Filterbank- Anordnungen im Rahmen einer optischen Abtastanordnung betrachtet wird, so ist wiederum die Analysebank bereits durch die Detektoreinrichtungen sowie deren räumliche Anordnung gegeben. Es wird dann eine Synthesebank 2 zur Verarbeitung der durch die Detektoreinrichtungen gelieferten Signale bereitgestellt, wobei die gelieferten Signale zunächst durch Analog-Digial- Wandler 23 umgesetzt werden. In den Fig. 11 und 12 sind diese Analog- Digital-Wandler 23 explizit dargestellt, in den Fig. 13 und 14 wurde aus Grün­ den der Einfachheit auf deren Darstellung verzichtet.If an application of the filter bank arrangements explained in the context of an optical scanning arrangement is now considered again, the analysis bench is already given by the detector devices and their spatial arrangement. A synthesis bank 2 is then provided for processing the signals supplied by the detector devices, the signals supplied first being implemented by analog-digital converters 23 . In Figs. 11 and 12, these analog to digital converters are explicitly shown 23 in FIGS. 13 and 14, the simplicity of green was omitted from the illustration.

Wie bereits ausgeführt, kann die erfindungsgemäße Filterbank bei optischen Abtastanordnungen Anwendung finden. Optoelektronisch abtastende Bildauf­ nahmesysteme (Scanner, digitale Kameras, etc.) beruhen auf dem Prinzip ei­ ner räumlich diskreten Abtastung der in die Fokalebene abgebildeten Bildsze­ ne. Die Abtastung erfolgt durch lichtempfindliche Detektoren mit endlich gro­ ßer Empfangsfläche.As already stated, the filter bank according to the invention can be used for optical Find scanning arrangements application. Optoelectronically scanning image Recording systems (scanners, digital cameras, etc.) are based on the principle of egg ner spatially discrete scan of the image image imaged in the focal plane ne. The scanning is done by light-sensitive detectors with finite size large reception area.

Die Auflösungsgrenzen der Bildaufnahmesysteme sind durch Aperturdurch­ messer und Brennweite der Frontoptik und ebenso durch den diskreten Ab­ tastprozess mit den eingesetzten Detektor-Arrays (diskrete Zeilen- oder Ma­ trizen-Anordnungen) festgelegt. Ein Signal (hier die Bildszene) kann theore­ tisch von seinen Abtastwerten wieder rekonstruiert werden, wenn bestimmte Bedingungen hinsichtlich des Signalspektrums und der Abtastrate eingehal­ ten werden. (Shannon'-sches Abtasttheorem). Signalanteile oberhalb der hal­ ben Abtastfrequenz (Nyquistfrequenz) können nicht mehr rekonstruiert wer­ den, und eine Rückfaltung der bei der Abtastung entstehenden Alias-Spektren in das Basisband erfolgt, wenn das abzutastende Signal nicht auf die Nyquist­ bandbreite begrenzt wird.The resolution limits of the imaging systems are through aperture diameter and focal length of the front optics and also by the discrete Ab Tasting process with the detector arrays used (discrete line or Ma  trice arrangements). A signal (here the picture scene) can be theoretical be reconstructed from its samples when certain Conditions regarding the signal spectrum and the sampling rate are met be. (Shannon's sampling theorem). Signal components above the hal ben sampling frequency (Nyquist frequency) can no longer be reconstructed and a refolding of the alias spectra resulting from the scanning into baseband if the signal to be sampled does not hit the Nyquist bandwidth is limited.

Wie sich zeigen lässt, wird bei fast allen optischen Bildaufnahmesystemen das optische Signal vor der Abtastung nicht ausreichend bandbegrenzt und damit die Abtastbedingung verletzt. Das rekonstruierte Signal (die Bilddaten) enthält in diesen Fällen den entstehenden Aliasing-Spektren zuzuordnende Störungen. Dieser Effekt ist aus der Fernsehtechnik lange bekannt; er wirkt sich vor allem störend aus, wenn die Bilddaten eine hohe Wiedergabetreue erfüllen müssen, wie z. B. in der Medizintechnik, wo Bildaufnahmesysteme als Diagnosesysteme eingesetzt sind und durch die Bildaufnahmetechnik gene­ rierte Artefakte zu verkehrten Diagnosen führen können. Ähnliche Anforde­ rungen müssen auf dem Gebiet der Kriminalistik und Beweissicherungstech­ nik gefordert werden.As can be shown, almost all optical imaging systems the optical signal is not sufficiently band limited before sampling and thus violating the sampling condition. The reconstructed signal (the image data) in these cases contains the aliasing spectra to be assigned Disorders. This effect has long been known from television technology; it acts especially annoying when the image data is high fidelity must meet such. B. in medical technology, where imaging systems as Diagnostic systems are used and gene by the imaging technology artefacts can lead to wrong diagnoses. Similar requirement in the field of crime and evidence preservation nik be required.

Weite Anwendung finden optische Bildaufnahmesystem in der Beobachtung und Aufklärung durch luftgestützte- oder satellitengestütze Systeme. Hierbei werden die generierten Bilddaten häufig automatisch weiterverarbeitet, wie z. B. bei Kartografie, der Errechnung von topographischen Höhenmodellen aus Stereobildern. Bildverfälschungen erschweren die automatische Anwendbar­ keit der Verarbeitungsalgorithmen, so dass Maßnahmen dagegen ergriffen werden müssen.Optical imaging systems are widely used in observation and reconnaissance through airborne or satellite-based systems. in this connection the generated image data are often automatically processed, such as z. B. in cartography, the calculation of topographic elevation models Stereo images. Image falsification complicates the automatic applicability processing algorithms so that measures can be taken against them Need to become.

Ein wesentliches Ziel ist daher die Realiserung nicht-unterabtastender und damit aliasingfreier Systeme. Als einfachste Realisierung wird die Anordnung einer "Bilinearen Zeile" nach Fig. 8 vorgeschlagen, d. h. der Anordnung von zwei parallelen Detektorzeilen 15, 17 mit einem gegenseitigen Versatz der Detektoreinrichtungen 15, 17, mit der die Abtastrate gegenüber den übli­ cherweise eingesetzten einfachen Detektorzeilen verdoppelt wird.An essential goal is therefore the realization of non-subsampling and thus aliasing-free systems. The simplest implementation is the arrangement of a "bilinear line" according to FIG. 8, ie the arrangement of two parallel detector lines 15 , 17 with a mutual offset of the detector devices 15 , 17 , with which the sampling rate is doubled compared to the commonly used simple detector lines ,

Solche Anordnungen sind grundsätzlich in der Literatur beschrieben. Ein spe­ zieller Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Ausbildung einer solchen Anordnung als Teil einer erfindungsgemäßen Filterbank-Anordnung.Such arrangements are basically described in the literature. A special However, the subject matter of the present invention is the formation of a such an arrangement as part of a filter bank arrangement according to the invention.

Das Grundprinzip der Erhöhung der Abtastrate kann ebenso auf mehrfache Abtastanordnungen erweitert werden, z. B. auf die Abtastung durch M- parallele Detektorzeilen und der Signalverarbeitung in einer M-fachen Filter­ bank. Hierzu wird nochmals auf die Detektoreinrichtungen gemäß den Fig. 15 und 19 verwiesen, wie auch auf die Filterbank-Anordnungen nach den Fig. 13 und 14 sowie 16 bis 18. Gleichermaßen sind zweidimensionale Abta­ stanordnungen, wie mit parallelen optischen Instrumenten oder durch paral­ lele Anordnungen von Flächendetektoren (Detektor-2D-Arrays) mit entspre­ chend für die Signalverarbeitung nachgeschaltenden höherdimensionalen Fil­ terbänken, möglich.The basic principle of increasing the sampling rate can also be extended to multiple scanning arrangements, e.g. B. on the scanning by M-parallel detector lines and the signal processing in an M-fold filter bank. For this purpose, reference is again made to the detector devices according to FIGS. 15 and 19, as well as to the filter bank arrangements according to FIGS. 13 and 14 and 16 to 18. Likewise, two-dimensional scanning arrangements, such as with parallel optical instruments or by parallel arrangements of surface detectors (detector 2D arrays) with corresponding higher-dimensional filter banks downstream for signal processing, are possible.

Es wird also insbesondere auch der Grundgedanke verfolgt, mit verbesserten und Anordnungen die Unterabtastung zu beheben und ein aliasingfreies Ab­ tastsystem zu erzeugen, damit eine verbesserte Raumfrequenzauflösung er­ zielt wird. Dazu wird zunächst die Anordnung nach Fig. 8 betrachtet. Der Auf­ bau der optischen Abtastanordnung 14 besteht aus 2 parallelen Detektorzei­ len 15, 17, wobei die benachbarten Pixel zwischen den Zeilen einen gegensei­ tigen Versatz einer halben Pixelbreite aufweisen. Die räumlich Abtastung er­ folgt entlang der Längserstreckung der Detektorzeilen 15, 17. Senkrecht da­ zu erfolgt eine Bewegung der Abtastanordnung 14, so dass in dieser Raum­ richtung eine zugleich räumliche und zeitliche Abtastung erfolgt.It is therefore particularly followed the basic idea to correct the subsampling with improved and arrangements and to generate an aliasing-free scanning system so that an improved spatial frequency resolution is aimed at. For this purpose, the arrangement according to FIG. 8 is first considered. The construction of the optical scanning arrangement 14 consists of 2 parallel detector lines 15 , 17 , the adjacent pixels between the lines having a mutual offset of half a pixel width. The spatial scanning follows along the longitudinal extent of the detector lines 15 , 17 . Vertically there is a movement of the scanning arrangement 14 , so that a spatial and temporal scanning takes place in this spatial direction.

Durch Kombination der Detektorsignale der einzelnen Detektorzeilen 15, 17, wie vorstehend für die erfindungsgemäßen zweikanaligen Filterbank- Anordnungen beschrieben, wird eine Verdopplung der räumlichen Abtastung erzeugt. In der zweiten Abtastrichtung senkrecht zur Längserstreckung der Detektorzeilen 15, 17 (in Bewegungsrichtung der Abtastanordnung) kann durch Überabtastung (over-sampling) gleichermaßen eine Verdopplung der Sampling-Raumfrequenz erzeugt werden, so dass insgesamt in beiden Rich­ tungen die Unterabtastung behoben wird. Analoges gilt auch für die anderen hier dargestellten Abtastanordnungen 14 und die entsprechenen, zur Signal­ verarbeitung geeigneten Filterbank-Anordnungen.By combining the detector signals of the individual detector lines 15 , 17 , as described above for the two-channel filter bank arrangements according to the invention, a doubling of the spatial scanning is generated. In the second scanning direction perpendicular to the longitudinal extent of the detector lines 15 , 17 (in the direction of movement of the scanning arrangement), a doubling of the sampling spatial frequency can likewise be generated by over-sampling, so that the undersampling is eliminated in total in both directions. The same applies to the other scanning arrangements 14 shown here and the corresponding filter bank arrangements suitable for signal processing.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Detektoranordnung aus zwei Detektormatrizen 18, 19, die um eine halbe Pixelbreite in jede Raum­ richtung x, y der Ebene, in der sich die Detektormatritzen 18, 19 erstrecken, gegeneinander versetzt sind. Mit einer solchen Anordnung kann eine direkte, simultane zweidimensionale Abtastung erfolgen. Die gesamte Filterbank-An­ ordnung ist dann so auszulegen, daß eine simultane, zweidimensionale Filte­ rung erfolgt. Auch hier gilt analoges für die weitern dargestellten Detekto­ ranordnungen, wie beispielsweise die Detektoranordnung nach Fig. 15, auf die vorstehend bereits detaillierter eingegangen wurde. Fig. 10 shows a schematic representation of a detector arrangement of two detector matrices 18 , 19 which are offset by half a pixel width in each spatial direction x, y of the plane in which the detector matrices 18 , 19 extend. With such an arrangement, direct, simultaneous two-dimensional scanning can take place. The entire filter bank arrangement is then to be designed so that a simultaneous, two-dimensional filtering takes place. Here, too, the same applies analogously to the detector arrangements further illustrated, such as the detector arrangement according to FIG. 15, which has already been discussed in more detail above.

Claims (23)

1. Filterbank-Anordnung, beinhaltend eine Analysebank (1) und eine Synthesebank (2), wobei sich der Signalpfad durch die Filterbank an mindestens einer Verzweigung (22, 22', 22'') im Bereich der Analyse­ bank (1) auf mindestens zwei Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'')aufteilt und im Bereich der Synthesebank (2) die Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'')wieder zusammengeführt werden, wobei jeder der Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') Analysefilter (5, 5', 5'') und Synthesefilter (16, 16', 16'') aufweist und die Synthesebank (2) mindestens eine Kombinierein­ richtung (6, 6', 6'') zur Kombination der Signale der einzelnen Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'')aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer Verzweigung (22, 22', 22'') und mindestens einer Kombiniereinrichtung (6, 6', 6'') mindestens eine datentechnische Verbindung (20, 21, 21', 21'', 6', 6'', 22', 22'') zwischen mindestens einem Zweig (3, 4, 3', 4', 3'', 4') und mindestens einem weiteren Zweig (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') vorgesehen ist.1. Filter bank arrangement, comprising an analysis bank ( 1 ) and a synthesis bank ( 2 ), the signal path through the filter bank on at least one branch ( 22 , 22 ', 22 '') in the region of the analysis bank ( 1 ) being at least two branches (3, 4, 3 ', 4', 3 '', 4 '') divides and in the field of synthesis bank (2), the branches (3, 4, 3 ', 4', 3 '', 4 '' ) are brought together again, each of the branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') analysis filter ( 5 , 5 ', 5 '') and synthesis filter ( 16 , 16 ', 16 '' ) and the synthesis bank ( 2 ) has at least one combining device ( 6 , 6 ', 6 '') for combining the signals of the individual branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 ''), characterized in that between at least one branch ( 22 , 22 ', 22 '') and at least one combining device ( 6 , 6 ', 6 '') at least one data connection ( 20 , 21 , 21 ', 21 '', 6 ' , 6 '', 22 ', 22 '') between at least one branch ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 ') and at least one further branch ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') is provided. 2. Filterbank-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die mindestens eine datentechnische Verbindung (20, 21, 21', 21'') eine Gitterstruktur gebildet wird, bei der mindestens zwei durch eine gemeinsame Verzweigung (22, 22', 22'') gebildete Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') untereinander datentechnisch verbunden sind und die Analysefilter (5, 5', 5'') wie auch die Synthesefilter (16, 16', 16'') zur Verarbeitung unterschiedlicher Anteile der Signale ausgebildet sind.2. Filter bank arrangement according to claim 1, characterized in that a grid structure is formed by the at least one data connection ( 20 , 21 , 21 ', 21 ''), in which at least two by a common branch ( 22 , 22 ', 22 '') branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') are connected to each other for data processing purposes and the analysis filters ( 5 , 5 ', 5 '') as well as the synthesis filters ( 16 , 16 ', 16 '') are designed to process different portions of the signals. 3. Filterbank-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß datentechnische Verbindungen in Form von kaskaden­ förmigen Verzweigungen (22', 22'') vorgesehen ist, durch die eine Baumstruktur gebildet wird, bei der sich mindestens ein durch eine Verzweigung (22) gebildeter Zweig (3, 4) wiederum an einer Verzwei­ gung (22', 22'') auf mindestens zwei weitere Zweige (3', 4', 3'', 4'') aufteilt.3. Filter bank arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that data connections in the form of cascade-shaped branches ( 22 ', 22 '') is provided, through which a tree structure is formed, in which there is at least one by a branch ( 22 ) formed branch ( 3 , 4 ) in turn at a branching ( 22 ', 22 '') divided into at least two further branches ( 3 ', 4 ', 3 '', 4 ''). 4. Filterbank-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') Einrichtungen (7, 7', 7'') zum Aufwärtssampling sowie Verzögerungseinrichtungen (8, 9, 8', 9', 8'', 9'') zur relativen Verzögerung der Signale der einzel­ nen Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') untereinander aufweisen.4. Filter bank arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') means ( 7 , 7 ', 7 '') for Upsampling and delay devices ( 8 , 9 , 8 ', 9 ', 8 '', 9 '') for the relative delay of the signals of the individual branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') with each other. 5. Filterbank-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') zusätzlich Einrichtungen (10, 10', 10'') zum Abwärtssampling aufweisen, die den Einrichtungen (7, 7', 7'') zum Aufwärtssampling vorgeschaltet sind.5. Filter bank arrangement according to claim 4, characterized in that the branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') additionally have devices ( 10 , 10 ', 10 '') for down sampling, which are connected upstream of the devices ( 7 , 7 ', 7 '') for up sampling. 6. Filterbank-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysefilter (5, 5', 5'') als Tiefpaß-Filter ausgebildet sind.6. Filter bank arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the analysis filter ( 5 , 5 ', 5 '') are designed as a low-pass filter. 7. Filterbank-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Analysefilter (5, 5', 5'') mit einem als entsprechenden inversen Filter ausgebildeten Synthesefilter (16, 16', 16'') kombiniert ist.7. Filter bank arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that each of the analysis filters ( 5 , 5 ', 5 '') is combined with a synthesis filter designed as a corresponding inverse filter ( 16 , 16 ', 16 '') , 8. Filterbank-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fensterfilter (11) zur Begrenzung des inversen Filters (16, 16', 16'') vorgesehen ist.8. Filter bank arrangement according to claim 7, characterized in that a window filter ( 11 ) for limiting the inverse filter ( 16 , 16 ', 16 '') is provided. 9. Filterbank-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbank-Anordnung als Polyphasen- Anordnung (13) ausgebildet ist. 9. Filter bank arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the filter bank arrangement is designed as a polyphase arrangement ( 13 ). 10. Filterbank-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbank-Anordnung eine optische Abta­ stanordnung (14) beinhaltet.10. Filter bank arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the filter bank arrangement includes an optical scanning arrangement ( 14 ). 11. Optische Abtastanordnung (14), die mindestens zwei Detektorein­ richtungen (15, 17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
einer oder mehreren Detektoreinrichtungen (15, 17) mindestens ein Zweig (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') einer Filterbank-Anordnung zugeordnet ist und jede Detektoreinrichtung (15, 17) zumindest einen Teil einer Analysebank der Filterbank-Anordnung bildet,
die Filterbank-Anordnung eine Synthesebank (2) aufweist, wobei der Si­ gnalpfad durch die Filterbank mindestens zwei Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') aufweist und im Bereich der Synthesebank (2) die Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') wieder zusammengeführt werden,
die Synthesebank (2) mindestens eine Kombiniereinrichtung (6, 6', 6'') zur Kombination der Signale der einzelnen Zweige (3, 4) aufweist, und
vor mindestens einer Kombiniereinrichtung (6, 6', 6'') mindestens eine da­ tentechnische Verbindung (21, 21', 21'', 6', 6'') zwischen mindestens ei­ nem Zweig (3, 4, 3', 4', 3'', 4') und mindestens einem weiteren Zweig (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') vorgesehen ist.11. Optical scanning arrangement ( 14 ) having at least two detector devices ( 15 , 17 ), characterized in that
at least one branch ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') of a filter bank arrangement is assigned to one or more detector devices ( 15 , 17 ) and each detector device ( 15 , 17 ) has at least part of an analysis bench the filter bank arrangement forms
the filter bank arrangement has a synthesis bank ( 2 ), the signal path through the filter bank having at least two branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') and in the region of the synthesis bank ( 2 ) Branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') are brought together again,
the synthesis bank ( 2 ) has at least one combining device ( 6 , 6 ', 6 '') for combining the signals of the individual branches ( 3 , 4 ), and
in front of at least one combining device ( 6 , 6 ', 6 '') at least one technical connection ( 21 , 21 ', 21 '', 6 ', 6 '') between at least one branch ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 ') and at least one further branch ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') is provided. 12. Optische Abtastanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die mindestens eine datentechnische Verbin­ dung (21, 21', 21'') eine Gitterstruktur gebildet wird, bei der minde­ stens zwei durch eine gemeinsame Kombiniereinrichtung (6, 6', 6'') verbundene Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') untereinander datentechnisch verbunden sind und die Synthesefilter (16, 16', 16'') zur Verarbeitung unterschiedlicher Anteile der Signale ausgebildet sind. 12. Optical scanning arrangement according to claim 11, characterized in that a lattice structure is formed by the at least one data-technical connection ( 21 , 21 ', 21 ''), in which at least two by a common combining device ( 6 , 6 ', 6 '') connected branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') are interconnected in terms of data technology and the synthesis filters ( 16 , 16 ', 16 '') are designed to process different portions of the signals , 13. Optische Abtastanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß datentechnische Verbindungen in Form von kaskadenförmigen Kombiniereinrichtungen (6, 6', 6'') vorgesehen ist, durch die eine Baumstruktur gebildet wird, bei der mindestens zwei durch eine Kombiniereinrichtung (6, 6', 6'') verbundene Zweige (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') über eine weitere Kombiniereinrichtung (6, 6', 6'') mit mindestens einem weiteren Zweig (3, 4, 3', 4', 3'', 4'') zusammenge­ führt werden.13. Optical scanning arrangement according to claim 11 or 12, characterized in that data technology connections in the form of cascade-shaped combining devices ( 6 , 6 ', 6 '') is provided, by which a tree structure is formed, in which at least two by a combining device ( 6 , 6 ', 6 '') connected branches ( 3 , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') via a further combining device ( 6 , 6 ', 6 '') with at least one further branch ( 3rd , 4 , 3 ', 4 ', 3 '', 4 '') are brought together. 14. Optische Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Detektoreinrichtung (15, 17) als Tiefpassfiler mit einem nachfolgenden Abwärtssampler wirkt.14. Optical scanning arrangement according to one of claims 11 to 13, characterized in that each detector device ( 15 , 17 ) acts as a low pass filter with a subsequent down sampler. 15. Optische Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Detektoreinrichtung (15, 17) zeilenförmig ausgebildet ist.15. Optical scanning arrangement according to one of claims 11 to 14, characterized in that each detector device ( 15 , 17 ) is linear. 16. Optische Abtastanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zeilenförmigen Detektoreinrichtungen (15, 17) parallel zueinander und in einer Raumrichtung gegeneinander ver­ setzt angeordnet sind.16. Optical scanning arrangement according to claim 15, characterized in that the line-shaped detector devices ( 15 , 17 ) are arranged parallel to each other and in a spatial direction against each other are arranged ver. 17. Optische Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Detektoreinrichtung (15, 17) matrixförmig ausgebildet ist.17. Optical scanning arrangement according to one of claims 11 to 14, characterized in that each detector device ( 15 , 17 ) is formed in a matrix. 18. Optische Abtastanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Zeile oder Spalte der Detektoreinrichtung (15, 17) ein Zweig der Filterbank-Anordnung zugeordnet ist.18. Optical scanning arrangement according to claim 17, characterized in that each row or column of the detector device ( 15 , 17 ) is assigned a branch of the filter bank arrangement. 19. Optische Abtastanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optische Abtastanordnung mindestens zwei matrix­ förmige Detektoreinrichtungen (15, 17) aufweist, die in beide Raum­ richtung der Ebene, in der sich die Detektoreinrichtungen (15, 17) er­ strecken, gegeneinander versetzt sind.19. Optical scanning arrangement according to claim 18, characterized in that the optical scanning arrangement has at least two matrix-shaped detector devices ( 15 , 17 ), in both directions of the plane in which the detector devices ( 15 , 17 ) stretch, against each other are offset. 20. Optische Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede als Analysezweig wirkende De­ tektoreinrichtung (15, 17) mit einem entsprechenden inversen Filter (16) kombiniert ist.20. Optical scanning arrangement according to one of claims 11 to 19, characterized in that each detector device acting as an analysis branch ( 15 , 17 ) is combined with a corresponding inverse filter ( 16 ). 21. Optische Abtastanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Fensterfilter (11) zur Begrenzung des inversen Fil­ ters (16) vorgesehen ist.21. Optical scanning arrangement according to claim 20, characterized in that a window filter ( 11 ) for limiting the inverse filter age ( 16 ) is provided. 22. Optische Abtastanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbank-Anordnung als Poly­ phasen-Anordnung (13) ausgebildet ist.22. Optical scanning arrangement according to one of claims 11 to 21, characterized in that the filter bank arrangement is designed as a poly phase arrangement ( 13 ). 23. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filterbank-Anordnung zur simultanen zweidimen­ sionalen Filterung ausgebildet ist.23. Arrangement according to one of claims 1 to 22, characterized records that the filter bank arrangement for simultaneous two-dimen sional filtering is formed.
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