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Die
Erfindung betrifft ein Bilderfassungssystem nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und ein Verfahren für die Steuerung eines Bilderfassungssystems
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Bei
modernen Bilderfassungssystemen, die insbesondere als Bestandteil
von Fahrerassistenzsystemen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden,
besteht das Bedürfnis,
Signalverarbeitungskapazitäten vorzusehen,
die ein individuelles Auslesen von Teilbildern und oder Gruppen
von Teilbildern bzw. eine Anpassung des Regelverhaltens des Bilderfassungssystems
an individuelle Teilbilder oder Gruppen von Teilbildern erlauben.
Oft benötigen
mehrere, parallel laufende Applikationen gleichzeitig die jeweils
für sie interessanten
Teilbilder. Im Fahrzeugbereich ist es beispielsweise denkbar, dass
ein Spurverlassenswarner und ein Verkehrszeichenerkennungssystem auf
unterschiedliche Teilbilder der gleichen Kamera zugreifen. Für einen
sicheren Betrieb dieser Applikationen ist es von großer Bedeutung,
eventuell auftretende Bildfehler in diesen Teilbildern zu detektieren und
diese an die jeweilige Applikation weiterzumelden. Da jede Applikation
unterschiedlich auf Bildfehler reagieren kann, wäre es wünschenswert, wenn die zu detektierenden
Bildfehler und die zugehörigen Detektionsschwellen
für jedes
Teilbild individuell konfiguriert werden könnten.
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Aus
DE 102 01 520 A1 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildfehlererkennung bzw. -anzeige
bei Bildaufnahmesystemen bekannt, wobei eine Selbstdiagnosefunktion
vorgesehen ist, die Bildfehler erkennt und klassifiziert. Das Bildaufnahmesystem
gibt Fehlersignale aus, welche das Vorhandensein des Bildfehlers
und die Art des Bildfehlers anzeigen.
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Aus
EP 1 074 430 A1 ist
weiterhin ein Bildaufnahmesystem bekannt, bei dem analoge Bilddaten
in digitale Bilddaten umgewandelt und diese in einem Speicher gespeichert
werden. In Abhängigkeit von
den gespeicherten Daten wird ein Bildsensor des Bildaufnahmesystems
gesteuert, um die Empfangsqualität,
insbesondere die Helligkeit zu verbessern.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
Bilderfassungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 stellt ein
Bilderfassungssystem bereit, das jedem Benutzer eine frei definierbare Menge
von Teilbildern liefert. Dabei kann für jedes Teilbild eine Vorverarbeitung
individuell konfiguriert werden. Insbesondere kann auch die Art
der zu entdeckenden Bildfehler für
jedes Teilbild gesondert festgelegt werden. Dadurch können mehrere
Applikationen gleichzeitig auf Teilbilder derselben Kamera zugreifen
und gleichzeitig die für
die jeweilige Applikation optimalen Fehlerdetektions- und Vorverarbeitungsverfahren
eingesetzt werden. Weiterhin ist auch die Reihenfolge der Auslesung
von Teilbildern individuell steuerbar. Besonders vorteilhaft sind
auch Mittel für
die Speicherung von Teilbildern und/oder Steuerparametern für die Teilbilder
vorgesehen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines adressierbaren Bildsensors,
da Teilbilder durch selektive Steuerung des Bildsensors erzeugbar
sind.
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Das
Verfahren für
die Steuerung eines Bilderfassungssystems mit den Merkmalen des
Anspruchs 6 ermöglicht
auf vorteilhafte Weise die Erzeugung individuell definierbarer Teilbilder
aus dem von einem Bildsensor bereit gestellten Bild eines Erfassungsbereichs
des Bilderfassungssystems. In vorteilhaften Ausführungsvarianten kann, angepasst an
die jeweilige Erfassungsaufgabe, die Spezifikation der Teilbilder
zeitlich konstant oder zeitlich variabel, insbesondere periodisch
veränderbar
gesteuert werden. Individuelle Teilbilder oder Gruppen von Teilbildern
können
in einer Ausführungsvariante
des Verfahrens vorteilhaft aus einem einzigen Vollbild eines Bildsensors
extrahiert werden. Bei noch flexibler steuerbaren Verfahren sind
die Teilbilder individuell belichtbar. Besonders vorteilhaft können die
Größe und/oder
die Lage eines Teilbilds oder einer Gruppe von Teilbildern individuell
festgelegt werden. Dadurch ist eine optimale Anpassung an spezifische
Erfassungsaufgaben möglich.
Besonders vorteilhaft können
für jedes
Teilbild Fehlerarten und Vorverarbeitungsschritte spezifiziert werden,
wodurch eine optimale Bildqualität
erzielbar ist.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Dabei zeigt
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1 ein
Blockschaltbild eines Teils eines Bilderfassungssystems;
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2 ein
weiteres Blockschaltbild eines Teils eines Bilderfassungssystems;
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3 eine schematische Darstellung von Teilbildern
und deren Größe.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In
der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen ist unter dem Begriff „Teilbild" zunächst ein
einziges Teilbild aber auch immer eine Gruppe von Teilbildern mit übereinstimmenden
Eigenschaften zu verstehen. Das in 1 dargestellte
Blockschaltbild stellt eine Baugruppe 100 eines Bilderfassungssystems
dar. Das Bilderfassungssystem umfasst wenigstens einen Bildsensor 10,
dessen Ausgangssignale der Baugruppe 100 zugeleitet werden. Mit
dem Bildsensor 10 ist ein Funktionsmodul 1 verbinden,
das die Spezifikation von Teilbildern aus dem von dem Bildsensor 10 bereitgestellten
Gesamtbild seines Erfassungsbereichs ermöglicht. Das Funktionsmodul 1 ist
mit einem Funktionsmodul 2 verbunden, das die Extraktion
von Teilbildern gemäß der in dem
Funktionsmodul 1 festgelegten Spezifikation aus dem von
dem Bildsensor 10 bereitgestellten Gesamtbild bewirkt.
Weiterhin umfasst die Baugruppe 100 ein Funktionsmodul 3 für die Anwendung
von Fehlerdetektionsmechanismen und ein weiteres Funktionsmodul 4 für die Anwendung
von Vorverarbeitungsverfahren. Schließlich ist ein weiteres Funktionsmodul 5 als
Schnittstelle für
nachfolgende Verarbeitungsstufen des Bilderfassungssystems vorgesehen.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der Baugruppe 100 beschrieben. Über das
erste Funktionsmodul 1 kann ein Benutzer des Bilderfassungssystems
die Position und die Größe eines
gewünschten
Teilbildes spezifizieren. Als ein Extremwert ist dabei selbstverständlich auch
ein Teilbild zugelassen, das der gesamten zur Verfügung stehenden
Pixelfläche
des Bildsensors 10, also praktisch einem Vollbild entspricht.
Bei anderen Auswahlvarianten können Teilbilder
spezifiziert werden, die nur noch einem kleinen Bruchteil der gesamten
Pixelfläche
entsprechen. Die Festlegung von Anzahl und Position der Teilbilder ist
in das Belieben des Benutzers gestellt, der diese Festlegung zweckmäßig nach
dem jeweils relevanten Bildinhalt treffen kann. Eine große Flexibilität ergibt
sich dadurch, dass die gewählte
Spezifikation zeitlich konstant bleibend oder zeitlich variabel
wählbar
ist. Zeitlich konstant bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine
einmal gewählte
Spezifikation bezüglich
der Anzahl und Größe der Teilbilder
und ihrer jeweiligen Position zumindest für eine vorgebbare Zeit konstant
bleibt. Zeitlich variabel bedeutet andererseits, dass sich eine
zuvor gewählte
Spezifikation in einem vorgebbaren Zeitrythmus ändern kann. So kann sich beispielsweise
eine gewählte
Spezifikation auch periodisch ändern.
Beispielsweise kann ein Vollbild periodisch auf eine Teilbilddarstellung
mit insgesamt vier Teilbildern umgeschaltet werden, die das Vollbild
in vier Quadranten aufteilen. Hierbei sind weiterhin Varianten möglich, bei
denen jedes Teilbild aus einem gemeinsam belichteten Vollbild ausgeschnitten
wird oder bei denen eine Anzahl von Teilbildern oder auch jedes
Teilbild individuell belichtet wird. Die Extraktion der mittels
des Funktionsmoduls 1 spezifizierten Teilbilder erfolgt
durch das Funktionsmodul 2. Lediglich beispielhaft sind
in 1 drei Teilbilder 2.1, 2.2, 2.3 angedeutet,
die das Funktionsmodul 2 gemäß einer durch das Funktionsmodul 1 definierten Spezifikation
extrahiert hat. In einem weiteren Bearbeitungsschritt kann für alle Teilbilder,
eine Auswahl von Teilbildern oder auch jedes Teilbild individuell festgelegt
werden, ob in dem jeweiligen Teilbild überhaupt Bildfehler detektiert
werden sollen oder nicht. Falls Bildfehler detektiert werden sollen,
kann weiterhin zusätzlich
festgelegt werden, welche Bildfelder erfasst werden sollen. Als
störende
Bildfehler kommen dabei insbesondere Belichtungsfehler, Verrauschung,
Kontrastverlust und Unschärfe
in Betracht. Typische Bildfehler können vorteilhaft durch eine Analyse
der Grauverteilung in dem jeweils betrachteten Teilbild erfasst
werden. Abgesehen von der Art der zu detektierenden Bildfehler können vorteilhaft Schwellwerte
festgelegt werden. Ein Überschreiten des
vorgebbaren Schwellwerts bedeutet dann ein potentielles Versagen
der jeweiligen Applikation. Aus Sicherheitsgründen werden daher die Schwellwerte zweckmäßig so angesetzt,
dass ein möglichst
weiter Wertebereich für
eine einwandfreie Funktion des Bilderfassungssystems mit hinreichend
großem
Sicherheitsabstand zu einem nicht mehr akzeptablen Grenzwert eingehalten
wird. Besonders vorteilhaft kann eine drohende Annäherung an
die Schwellwerte auch rechtzeitig weitergemeldet werden, um beispielsweise
eine Warneinrichtung zu aktivieren. Selbstverständlich ist es auch möglich, in
dem jeweiligen Teilbild erfasste Messwerte auch ständig weiterzumelden,
um dem Benutzer des Bilderfassungssystems jederzeit eine Beurteilung
der Bildqualität
zu ermöglichen.
So können
beispielsweise der momentane Rauschpegel und/oder der momentane
Grad der Unschärfe
und/oder weitere Messwerte ständig
weitergegeben werden, auch wenn die vorstehend erwähnten Schwellwerte
noch nicht erreicht sind. Die Fehlerspezifikation wird mittels des
Funktionsmoduls 3 festgelegt. Dieses Funktionsmodul 3 bestimmt
also, auf welches der Teilbilder die Fehlerspezifikation angewandt
wird. Das bedeutet, bei welchem Teilbild überhaupt eine Fehlerdetektion
stattfindet und welche Fehler detektiert werden sollen. Hierunter
fallen selbstverständlich
auch Ausführungsvarianten,
bei denen nur eine vorgebbare Anzahl von Teilbildern, ggf. nur ein
Teilbild auf Fehler untersucht werden sollen. Weiterhin sind Ausführungsvarianten
denkbar, bei denen bei bestimmten Teilbildern nur bestimmte vorgebbare
Bildfehler festgestellt werden sollen. Eine Optimierung hinsichtlich
der zu erwartenden Bildinhalte kann hierbei beträchtliche Rechnerleistung sparen.
In dem vorliegenden Beispielsfall ist angedeutet, dass eine Fehlerdetektion
nur auf die Teilbilder 2.1 und 2.2 angewandt wird.
Und zwar wird auf das Teilbild 2.1 die Fehlerspezifikation 3.1 angewandt,
während
das Teilbild 2.2 der Fehlerspezifikation 3.2 unterzogen
wird. Wie schon zuvor erwähnt,
können
dabei die Fehlerspezifikationen 3.1 und 3.2 durchaus unterschiedlich
sein.
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In
einem weiteren Schritt ist die Möglichkeit vorgesehen,
die Bildsignale eines jeweiligen Teilbilds einem Vorverarbeitungsprozess
zuzuführen.
Eine nicht abschließende
Darstellung derartiger Vorverarbeitungsprozesse umfasst insbesondere
eine Kontrastmaximierung durch Spreizung und Verschiebung des Grauwertebereichs,
die Anwendung einer nichtlinearen Kennlinie auf die grauwerte, die
Skalierung des Teilbilds, eine Kantenfilterung, eine Filterung zum
Zwecke der Kontrastverstärkung,
eine Rauschunterdrückung,
eine Entzerrung. Dabei können
die vorerwähnten
Verfahrensschritte einzeln oder auch in einer vorbestimmbaren Kombination
angewendet werden. Vorteilhaft können
dabei auch Gruppen von Teilbildern oder individuelle Teilbilder
unterschiedlichen Vorverarbeitungsschritten unterzogen werden. Dies
schließt
auch die Variante ein, dass auf ein Teilbild keine Vorverarbeitung
angewandt wird. Für
die Auswahl und Anwendung der zuvor beschriebenen Vorverarbeitungsschritte
ist ein Funktionsmodul 4 vorgesehen. In dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist angedeutet, dass das Teilbild 2.1 und das Teilbild 2.3 einer
Vorverarbeitung unterzogen werden, während das Teilbild 2.2 zwar
einer Fehlerdetektion aber keiner nachfolgenden Vorverarbeitung
unterzogen wird.
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In
einem weiteren Schritt schließlich
werden die vorverarbeiteten und nicht vorverarbeiteten Teilbilder
zusammen mit den ermittelten Fehlerangaben, einem weiteren Funktionsmodul 5 zugeleitet.
Dieses Funktionsmodul wirkt im Wesentlichen als Schnittstelle die
die vorverarbeiteten Bilddaten an eine nachfolgende Applikation
und/oder an einen Benutzer weitergibt. Zweckmäßig können hier auch standardisierte
Schnittstellenparameter implementiert werden.
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Im
Folgenden wird, unter Bezug auf 2 und 3 eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung
bei einem flexibel einsetzbaren Bilderfassungssystem mit einer Mehrbildkamera
beschrieben. Moderne Bilderfassungssysteme arbeiten häufig mit mehreren
Bildausschnitten aus einem einzigen Kamerabild. Diese sind entweder
fest eingestellt (z.B. der im Bild sichtbare Fahrbahnbereich) oder
werden durch ein Objekterkennungssystem der momentanen Situation
entsprechend ausgewählt
(z.B. Bildbereiche mit detektierten Fahrbahnrändern oder durch ein Stereosystem
detektierte Hindernisse). Dabei stellt sich das Problem, dass die
Belichtungssteuerung der Kamera entweder so eingestellt wird, dass
nur einer der momentan verwendeten Bildausschnitte mit einem optimalen
Kontrast abgebildet wird oder aber ein Kompromiss zwischen den oft
widerstreitenden Belichtungserfordernissen der Teilbilder gefunden
werden muss. In beiden Fällen
werden zumindest einige der verwendeten Teilbilder nicht optimal
oder sogar falsch belichtet. Wünschenswert
wäre daher
eine individuelle Einstellung der Belichtung für jedes einzelne Teilbild.
Dem Benutzer des Bilderfassungssystems wird daher ein frei wählbares
Ensemble von Teilbildern des durch die Kamera abgebildeten Bildbereichs
zur Verfügung
gestellt, bei dem die Belichtung jedes einzelnen Teilbilds individuell
geregelt wird. In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorteilhaft
vorgesehen, dass sowohl eine zeitliche als auch eine räumliche
Unterabtastung für
jedes einzelne Teilbild einstellbar ist. In einer weiteren Ausführungsvariante
ist auch noch die Form des Teilbilds durch den Benutzer festlegbar.
Eine optimale Darstellung der Teilbilder wird durch eine dynamische Festlegung
der Belichtungsreihenfolge für
die einzelnen Teilbilder erreicht. Dazu wird dem Bilderfassungssystems
eine Teilbildkennung übergeben,
die die gewünschte
Bildgröße des Teilbilds
und dessen Lage umfasst. Weiterhin kann die Teilbildkennung vorteilhaft
noch Unterabtastfaktoren sowie ggf. weitere Parameter, die beispielsweise
die Form des Teilbilds betreffen, umfassen. Aus der Anzahl und der Größe der Teilbilder
und den zeitlichen Unterabtastfaktoren der eingestellten Teilbilder
ergibt sich dann eine Abarbeitungsreihenfolge für die jeweiligen Teilbilder.
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Die
Voraussetzung dafür
ist der Einsatz eines Bildsensors mit einer hinreichend großen Bildwiederholrate
und einem adressierbaren Bildbereich in Verbindung mit einer Signalverarbeitungseinrichtung,
die die gewünschten
Teilbilder aus dem Gesamtbild extrahiert und an eine weiterverarbeitende oder
darstellende Einheit weiterleitet oder für eine spätere Benutzung speichert. Gleichzeitig
ermittelt diese Signalverarbeitungseinrichtung die erforderlichen
Regelparameter, wie insbesondere elektrische Verstärkung (Gain),
Integrationszeit und Offset, um das jeweilige Teilbild mit einem
optimalen Kontrast darstellen zu können. Die für jedes Teilbild ermittelten Regelparameter
werden vorteilhaft zwischengespeichert und zu Beginn des Belichtungsvorgangs
gesetzt, sobald das Teilbild in der Abarbeitungsreihenfolge der
Teilbilder wieder an der Reihe ist.
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Pro
neu eingehendes Bild kann so jeweils nur ein Teilbild verarbeitet
werden. Da moderne Bildsensoren aber nicht an die bisherigen analogen Videoformate
gebunden sind, erlauben diese eine höhere Bildwiederholfrequenz,
insbesondere bei kleineren Bildausschnitten. Somit kann eine ähnliche oder
sogar höhere
Verarbeitungsgeschwindigkeit wie bei einem konventionellen Bilderfassungssystem
erreicht werden, bei dem ein Teilbild erst nachträglich aus
dem Gesamtbild gewonnen wird. Ein großer Vorteil ergibt sich daraus,
dass jedes Teilbild individuell so belichtet werden kann, dass die
darin enthaltene Bildinformation mit einem optimalen Kontrast abgebildet
wird. Damit entfallen die genannten Nachteile bisheriger Systeme,
bei denen Teilbilder mit schlechtem Kontrast vorkommen. Eine vorteilhafte
Ausführungsvariante
der Erfindung wird im Folgenden noch ausführlicher unter Bezug auf 2 beschrieben.
In 2 ist als Blockschaltbild ein Teil eines Bilderfassungssystems
dargestellt. Das Blockschaltbild zeigt zunächst wiederum einen Teil der
schon aus 1 bekannten Komponenten oder
Funktionsmodule. Als Bildsensor 10 ist jetzt ein adressierbarer
Bildsensor vorgesehen. Ein adressierbarer Bildsensor erlaubt ein
nur teilweises Auslesen seines Sensorarrays. Je nach Bauweise des
Bildsensors ist damit auch eine teilweise Belichtung verbunden,
wie z.B. bei einigen CMOS-Sensoren mit linearer Belichtungsempfindlichkeit.
Die Zeit, die zum Auslesen und ggf. zum Belichten der einzelnen
Teilbilder benötigt
wird, bestimmt die maximal erreichbare Bildwiederholrate des Bilderfassungssystems.
Das Bilderfassungssystem umfasst weiterhin ein Funktionsmodul 1 für die Spezifikation
der Eigenschaften von Teilbildern. Das Funktionsmodul 1 ist
mit einem Funktionsmodul 20 verbunden, das die Reihenfolge
der Auslesung von Teilbildern regelt. Das Funktionsmodul 20 ist
mit einem Funktionsmodul 21 verbunden, das mehrere, weiter
unten noch erläuterte Steuerfunktionen
erfüllt. Das
Funktionsmodul 21 seinerseits ist mit dem Bildsensor 10,
einem Funktionsmodul 2 für das Auslesen von Teilbildern
und einem Funktionsmodul 24 für die Speicherung von Regelparametern
verbunden. Das Funktionsmodul 2 ist weiterhin mit einem Funktionsmodul 22 für die Berechnung
von Regelparametern und einem Funktionsmodul 23 für die Zwischenspeicherung
von Teilbildern verbunden. Schließlich ist das Funktionsmodul 23 mit
dem eine Schnittstellenfunktion ausübenden Funktionsmodul 5 verbunden.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels beschrieben,
wobei zusätzlich
auf die Darstellung in 3 verwiesen
wird. Der Bildsensor 10 erfasst Objekte aus dem Erfassungsbereich
des Bilderfassungssystems und wandelt dabei optische Signale in
elektrische Signale um. Bei dem Bildsensor 10 handelt es
sich vorzugsweise um eine CMOS-Kamera
mit matrixartig angeordneten Pixeln. Vorzugsweise handelt es sich
weiterhin um einen adressierbaren Bildsensor, bei dem es möglich ist,
entweder alle Pixel oder auch nur einen Teil der Pixel gezielt auszulesen.
Für eine
optimale Wiedergabe von ggf. ausgewählten Teilbildern ist die Reihenfolge
der Auslesung dieser Teilbilder von Bedeutung. Wird keine zeitliche
Unterabtastung gefordert, und bleibt auch die Größe der definierten Teilbilder,
beispielsweise des Teilbilds 1, über die Zeit gesehen konstant
(angedeutet in 3a mit „Teilbild 1-feste Größe"), ist die Reihenfolge
der Auslesung eines Teilbilds auf einfache Weise festgelegt. Die
Teilbilder werden einfach sequentiell, das heißt, nacheinander, abgearbeitet.
Ggf. wird an das letzte Teilbild noch eine Austastzeit angehängt, um
eine festgelegte Bildwiederholrate zu erreichen, die kleiner als
die maximal erreichbare Bildwiederholrate ist. Falls die Größe eines
Teilbilds zeitabhängig
veränderlich
sein soll, was zum Beispiel für
das Verfolgen eines dreidimensionalen Objekts notwendig ist, wird
für dieses Teilbild
zweckmäßig eine
Maximalgröße festgelegt (angedeutet
in 3a als „Teilbild 2 variable
Größe/Maximalgröße"). Falls hierbei
die aktuell geforderte Bildgröße des Teilbilds
kleiner sein soll, so muss auch hier zum Erreichen einer konstanten
Bildwiederholrate eine Austastzeit vor dem Auslesen des nächsten Teilbilds
angehängt
werden, die dem Unterschied zur der benötigten Auslesezeit bei maximaler Bildgröße entspricht.
Wird n Teilbilder zusätzlich
eine zeitliche Unterabtastung um den Faktor m festgelegt, dann wird
das Auslesen dieser Teilbilder sinnvollerweise auf einander folgende
Belichtungszyklen verteilt (Teilbilder 3 und 4 in 3a).
Für jede
Gruppe aus m Teilbildern legt dabei das jeweils größte Teilbild die
Auslesezeit fest. Bei ggf. vorhandenen kleineren Teilbildern muss
auch hier eine entsprechende Austastlücke angehängt werden. Mit Hilfe des Funktionsmoduls 1 werden,
für jedes
gewünschte
Teilbild, vorteilhaft wenigstens die im Folgenden beschriebenen Parameter
festgelegt. Zunächst wird
eine Kenngröße festgelegt,
bei der es sich beispielsweise um eine fortlaufende Kennzahl handelt.
Diese Kenngröße ist spezifisch
für ein
ganz bestimmtes Teilbild und dient der Identifizierung dieses Teilbilds.
Diese Kenngröße wird
insbesondere dann benötigt,
wenn sich die Größe und/oder
die Position des Teilbildes in Abhängigkeit von der Zeit ändern. Dies
findet beispielsweise beim Tracking eines Objekts statt. Die Zuordnung
einer derartigen Kenngröße zu einem
bestimmten Teilbild ermöglicht
dann auch eine eindeutige Zuordnung von Regelparametern zu diesem
Teilbild. Weiterhin können
Höhe und
Breite des Teilbilds spezifiziert werden, und, falls die Größe des Teilbilds
auch noch zeitabhängig
ist, die maximal erlaubte Größe des Teilbilds.
Weiterhin kann die Position des Teilbilds spezifiziert werden. Und
schließlich
können
ein räumlicher Unterabtastfaktor
und/oder ein zeitlicher Unterabtastfaktor definiert werden. Bei
jeder Änderung
der maximalen Bildgröße und des
zeitlichen Unterabtastfaktors muss die Ausführungsreihenfolge durch das Funktionsmodul 20 neu
ermittelt werden. Ist nun statt eines rechteckigen Teilbilds eine
beliebig gestaltete und ggf. auch variable Form des Teilbilds vorgesehen,
so kann diese Form vorzugsweise über
eine Liste der Eckpunkte eines diese Form möglichst genau annähernden
Polygons beschrieben werden. Für
dieses Polygon muss dann wiederum ein umschreibendes Rechteck ermittelt
werden, um den oben dargestellten Ablauf der Abarbeitungsreihenfolge
zu ermöglichen.
Das Funktionsmodul 21 steuert in der in 2 dargestellten
Baugruppe eines Bilderfassungssystems wichtige Abläufe. So
steuert das Funktionsmodul 21 aufgrund der von dem Funktionsmodul 20 ermittelten
Auslesereihenfolge, welcher Bildausschnitt momentan ausgelesen,
ggf. räumlich unterabgetastet,
an das Funktionsmodul 22 für die Berechnung von Regelparametern,
sowie letztlich an das eine Schnittstellenfunktion ausübende Funktionsmodul 5 weitergeleitet
wird. Bevor das Teilbild ausgelesen wird, werden die zuvor für dieses
Teilbild ermittelten Regelparameter (z.B. Integrationszeit, Verstärkung, Offset)
gesetzt und ggf. der Belichtungsvorgang eingeleitet.
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Aus
der Grauwertverteilung des momentan gültigen Bildausschnitts oder
Teilbilds werden dann die optimalen Regelparameter berechnet. Dazu
gehört
z.B. ein Verstärkungsfaktor,
der den Schwerpunkt der Grauwertverteilung des Teilbilds in die
Mitte des Grauwertebereichs bringt. Die berechneten Regelparameter
müssen
zusammen mit der oben schon beschriebenen Kenngröße des Teilbilds gespeichert werden,
bis das entsprechende Teilbild wieder an der Reihe ist. Für diese
Speicherung ist das Funktionsmodul 24 vorgesehen. Ist statt
eines rechteckigen Teilbilds eine beliebig gestaltete Form des Teilbilds vorgesehen,
dann werden für
die Berechnung der Regelparameter zweckmäßig nur Grauwerte aus der gewünschten Ausschnittform
für das
Teilbild verwendet. Durch das Funktionsmodul 5, das eine
Schnittstellenfunktion hat, werden die Teilbilder am Ende eines
Durchlaufs zu einem definierten Zeitpunkt zur weiteren Benutzung
weitergeleitet. Teilbilder mit zeitlicher Unterabtastung werden
hier, bzw. in dem Funktionsmodul 23 zwischengespeichert,
so dass sich deren Bildinhalt innerhalb des vorgegebenen Abtastintervalls
nicht verändert.
Ist anstelle eines rechteckigen Teilbilds eine beliebig gestaltete
Form des Teilbilds vorgesehen, so wird an dieser Stelle auch der gewünschte Bildinhalt
aus dem umschreibenden Rechteck ausgelesen.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Baugruppen,
beziehungsweise die Funktionsmodule in den Baugruppen, zum besseren
Verständnis,
jeweils als diskrete Blöcke dargestellt.
Dies bedeutet nicht, dass die Realisierung der in den Funktionsmodulen
ablaufenden Funktionen auch in dieser Blockstruktur erfolgen muss.
Vielmehr können
die Funktionen auch mittels hochintegrierter Schaltungen, insbesondere
auch mit digitalen Signalprozessoren, umgesetzt werden.