DE102006052542A1 - Bilderfassungseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera (1) und mit einem elektronisch steuerbaren optischen Filter (2) vor dem Bildaufnahmesensor zur multispektralen Aufnahme von Szenen in ausgewählten Farbspektralbereichen hat eine Auswahleinheit zur Auswahl mindestens eines Szenenteils einer mit der Kamera (1) aufzunehmenden Szene in einem zur Auswahl des mindestens einen Szenenteils geeignet großen Spektralbereich und eine Steuerungseinheit (4) zur Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters (2) und der Kamera (1), derart, dass eine Mehrzahl von Bildern derselben Szene in ausgewählten Spektralbereichen aufgenommen wird, wobei die Steuerungseinheit (4) zur Adaption der durch die Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Fihen an die spektrale Charakteristik des ausgewählten Szenenteils und zur Kombination der Mehrzahl von in unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Bilder und adaptiven Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters (2) zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera und mit einem elektronisch steuerbaren optischen Filter vor dem Bildaufnahmesensor zur multispektralen Aufnahme von Szenen in ausgewählten Spektralbereichen.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera zur Aufnahme von Szenen in ausgewählten Spektralbereichen in einer Dunkelkammer.
  • Multispektrale Kameras zur Aufnahme von Bildern in ausgewählten Farbspektren sind an sich hinreichend bekannt. Sie werden benutzt, um aufgenommene Objekte hinsichtlich ihrer Spektralverteilung auszuwerten.
  • Multispektrale Kameras, die nur wenige spektrale Kanäle benötigen, enthalten in der Regel Filterräder. Sie werden mit ausgewählten Filtern bestückt, die bei der Messung sequentiell motorisch in den Strahlengang gebracht werden. Der feste Filtersatz, der mechanische Filterwechsel und die notwendigen Wechselzeiten charakterisieren diese beispielsweise in S. Helling, I. Seidel und W. Biehlig: Multispektrale Farbbildrekonstruktion mit sieben Kanälen, Tagungsband, 9. Workshop, Farbbildverarbeitung, 2003, Seiten 91 bis 98, beschriebenen Systeme.
  • Multispektrale Kameras werden auch als multispektrale Mehrkamera-Systeme aufgebaut, die in der Regel aus einer Vielzahl von Bildsensoren bestehen, die auf einer gemeinsamen Plattform montiert sind. Diese multispektralen Mehrkamera-Systeme werden insbesondere zur Aufnahme von bewegten Szenen genutzt, wie sie bei der Erdfernerkundung auftreten. Diese Anwendungen erfordern parallel arbeitende multispektrale Systeme. Der mit einem multispektralen Mehrkamera-System verbundene Aufwand wird durch den satelliten- oder flugzeuggestützten Einsatz gerechtfertigt. Durch die mehreren Bildsensoren in einer Kamera für die multispektrale Bilderfassung und die zugeordneten Filter oder Prismen für bestimmte Filtercharakteristiken sind die Spektralbereiche der Abbildungen und die Anzahl multispektraler Abbildungen klar begrenzt.
  • Weiterhin sind Kameras mit dispersivem Abbildungssystem bekannt. Hier werden Kameras mit Sensorarray durch ein vor die Kamera montiertes dispersives Abbildungssystem zu einer multispektralen Kamera umgebaut. Die Kameras erfassen dann aber immer nur eine Szenenzeile, die spektral über die Sensorspalten aufgefächert werden. Der Einsatz derartiger Systeme erfordert den Schwenk der Kamera oder besser eine durchlaufende Szene, um nacheinander Zeile für Zeile aufzunehmen. Das Spektrum jeder Zeilenaufnahme liegt mit der Auflösung des dispersiven Abbildungssystems zeitgleich vor. Die starke Aufspreizung der Bestrahlung eines Zeilenpixels über eine ganze Spalte erfordert hohe Bestrahlungsstärken, um mit akzeptablen Integrationszeiten arbeiten zu können.
  • Weiterhin sind elektronisch durchstimmbare Filter bekannt. Die wichtigsten Arten von elektronisch durchstimmbaren Filtern sind einstellbare Flüssigkeitskristallfilter (Liquid-Crystal Tunable Filters LCTF), akustisch einstellbare optische Filter (Acousto-Optic Tunable Filters AOTF) und elektro-optische Fabry-Perot Filter (Electro-Optic Fabry-Perot EOFP). Diese Filter können sehr elegant ohne mechanische Komponenten in ihrer spektralen Transmission gesteuert werden. Eine monochrome Kamera mit vor gesetztem Filter erfasst die Szene nacheinander mit einer Anzahl von N Bildern in N unterschiedlichen Spektralbereichen. Die Auswahl der Spektralbereiche und damit das Durchstimmen kann in wesentlich feineren Abstufungen erfolgen, als mit einem Filterrad.
  • Die oben genannten elektronisch durchstimmbaren Filter LCTF, AOTF und EOPF besitzen unterschiedliche Eigenschaften, die beispielsweise in S. Poger, E. Angelopoulou: Multispectral Sensors in Computer Vision, in: Technical Report CS-2001-3, Stevens Institut of Technology, Hoboken, USA, beschrieben sind. Erst die Kombination der mit den gewünschten Aufnahmeparametern aufgenommen Bilder lässt eine Entscheidung für die Auswahl eines elektronisch durchstimmbaren Filters zu. LCTF-Filter sind zu bevorzugen, wenn es auf eine große Apertur von mehr als 20 mm in Verbindung mit einem großen Durchstimmbereich von mehr als 450 nm ankommt.
  • Multispektralkameras mit einstellbaren Flüssigkristallfiltern LCTF sind beispielsweise in C. Groh, H. Rothe: Echtzeitverarbeitung multispektraler Daten mit limitierter Übertragungsbandbreite, in: Tagungsband, 11. Workshop, Farbbildverarbeitung 2005, S. 29-36, beschrieben. In einem Ausführungsbeispiel sind zwei nebeneinander angeordnete Kameras jeweils mit einem LCT-Filter ausgerüstet, wobei der eine Filter im sichtbaren Wellenlängenbereich und der andere Filter im nahen Infrarot-Wellenlängenbereich durchgestimmt ist. Die hierdurch entstehenden zwei Datensätze werden durch Kreuzkorrelation aufeinander geschoben, um im Ergebnis einen dreidimensionalen Datensatz mit zwei räumlichen Koordinaten und den spektralen Kanälen als dritter Dimension zu erhalten.
  • Dieses multispektrale Kamerasystem soll für die flugkörpergestützte Fernerkundung eingesetzt werden.
  • DE 101 21 984 A1 offenbart die Nutzung multispektraler Techniken für den Vergleich und die Bewertung der Farbreproduktion bei der Bildwiedergabe.
  • DE 198 35 951 A1 offenbart ein multispektrales Farbreproduktionssystem, bei dem die große Datenmenge zur Darstellung eines jeden Spektrums ohne Verlust der für einen Beobachter sichtbaren Farbinformation wesentlich dadurch reduziert wird, dass in einem Kodiersystem angepasst an das menschliche Farbunterscheidungsvermögen die Multispektralkoeffizienten der linearen Spektraldarstellung nichtlinear verzerrt werden.
  • Weitere Verfahren sind zum Auffinden und zur Identifikation von speziellen Komponenten in komplexen multispektralen Datensätzen bekannt, die bekannte an Mustern erlernte Signaturen dieser Szenenkomponenten nutzen.
  • DE 198 34 718 offenbart in diesem Zusammenhang die Nutzung von Texturen von Oberflächen.
  • EP 0 604 124 B1 beschreibt die Nutzung von multispektralen Signaturtechniken zur Separierung eines multispektralen elektro-optischen Signals von einem Hintergrund, um atmosphärische Spurengase zu detektieren.
  • Beispielsweise aus WO 2005/057129 A1 ist die Nutzung multispektraler Techniken auch zur Auswertung von Fernerkundungsdaten bekannt.
  • Diese beschriebenen Verfahren sind nicht adaptiv.
  • In DE 298 24 467 U1 ist eine Vorrichtung zur Klassifizierung von Pixeln in Gruppen gemäß Ihren Spektren unter Verwendung mehrerer Breitbandfilter beschrieben, mit der adaptiv eine Klassifizierung von Fluorophoren durch einen ausgewählten Satz an breitbandigen Filterpaaren zur Fluoreszenzanregung erfolgt.
  • DE 296 175 A5 offenbart ein Prozessorsystem zur Gewinnung und Verarbeitung von Fernerkundungsdaten, wobei eine adaptive Steuerung ohne Berücksichtigung unterschiedlicher Aufnahmebedingungen und Szenencharakteristika erfolgt. Durch Auswertung von Daten eines Vorfeldsensors werden bestimmte Szenencharakteristika, wie mittlere Bildhelligkeit, Varianzen, Korellationslängen usw. sowie atmosphärische Effekte analysiert und es werden Daten für eine optimale Steuerung und thematische Programmierung eines Hauptfeldsensors geliefert.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera zur multispektralen Aufnahme von Szenen in ausgewählten Spektren zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird mit der Bilderfassungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst durch eine Auswahleinheit zur Auswahl mindestens eines Szenenteils einer mit der Kamera aufzunehmenden Szene in einem zur Auswahl des Szenenteils geeignet großen Spektralbereich und durch eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters und der Kamera derart, dass eine Mehrzahl von Bildern derselben Szene in ausgewählten Spektralbereichen aufgenommen wird, wobei die Steuerungseinheit zur Adaption der durch die Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters vorgenommenen Auswahl von Spektralbereichen an die spektrale Charakteristik des mindestens einen ausgewählten Szenenteils und zur Kombination der Mehrzahl von in unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Bilder und adaptiven Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet ist.
  • Mit Hilfe der Ansteuerung der elektronisch steuerbaren optischen Filter in Abhängigkeit von der spektralen Charakteristik des mindestens einem ausgewählten Szenenteils und der Auswertung des Ergebnisses der Kombination der mehreren in voneinander unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Szenen ist eine aktive Adaptierung bei der Auswahl relevanter Filter (Spektralbereiche) möglich. Es wird somit ein intensives rückgekoppeltes Zusammenwirken der Kamera mit dem durchstimmbaren optischen Filter ermöglicht. Die Bilderfassungseinrichtung ist flexibel und effektiv für unterschiedliche Messaufgaben einsetzbar und liefert aufgrund der Fähigkeit zur aktiven Adaptierung der spektralen Charakteristik der Kameraparameter optimal an die Anwendung angepasste Bildinformation.
  • Als Spektralbereiche können sichtbare Spektralbereiche im Bereich von 380 bis 780 nm genutzt werden, die vom Menschen als Farbe wahrgenommen werden. Es ist aber auch denkbar, dass die Spektralbereiche mindestens teilweise außerhalb des sichtbaren Farbspektrums liegen.
  • Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen hinsichtlich der maximalen Unterscheidbarkeit von Szenenteilen, der geringstmöglichen Anzahl von Filtern, der geringstmöglichen Unterscheidbarkeit von Szenenteilen oder der maximal möglichen Anzahl von Filtern als Optimierungskriterium eingerichtet.
  • Vorzugsweise ist eine mit einer Pilotkamera gekoppelte Anzeigeeinheit zur Darstellung der mit der Pilotkamera aufgenommen Abbildung sowie eine Auswahleinrichtung vorgesehen, die mit der Steuerungseinheit verbunden und zur Auswahl von Szenenteilen und Spektralbereichen durch einen Nutzer eingerichtet ist. Die Ansteuerung des optischen Filters erfolgt dann in Abhängigkeit von der von der Intensität unabhängigen spektralen Charakteristik des mindestens einen ausgewählten Szenenteils bzw. von den ausgewählten Spektralbereichen. Um die Auswahl von Abbildungsausschnitten zu ermöglichen wird das mit der Pilotkamera ungefilterte Bild auf der Anzeigeeinheit unverfälscht dargestellt.
  • Durch die Anzeigeeinheit wird für den Nutzer das mit der Pilotkamera aufgenommene Bild sichtbar dargestellt und kann als Information zur Auswahl relevanter Spektralbereiche durch den Nutzer verwendet werden, ohne das das dem Nutzer dargestellte Bild durch Einschränkung auf den ausgewählten Kanal einen eingeschränkten Informationsgehalt erhält.
  • Optional zur separaten Pilotkamera kann auch mit Hilfe eines Strahlteilers unter Umgehung des optischen Filters die ungefilterte Szene durch die Kamera zu Auswahlzwecken aufgenommen werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird an Stelle des optischen Filters eine Beleuchtungseinheit eingesetzt, um die Szene in auswählbaren Spektralbereichen auszuleuchten. Hierzu muss die Bilderfassungseinrichtung in einer Dunkelkammer angeordnet sein, um eine gezielte multispektrale Aufnahme der Szene in ausgewählten Farbspektralbereichen zu ermöglichen. Eine vollständige Abschirmung der Szene von Fremdstrahlung, d. h. die Erzielung vollkommener Dunkelheit, ist wünschenswert aber nicht zwingend erforderlich. Wichtig ist nur, dass die Dunkelkammer die Beleuchtungseinheit einen für das Aufnahmesystem nutzbaren spektralen Einfluss ausübt.
  • Als Steuerungseinheit kann vorzugsweise ein Computer genutzt werden. Die Anzeigereinheit kann dann ein an den Computer angeschlossener Monitor sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 Blockdiagramm einer Bilderfassungseinrichtung mit Kamera, Pilotkamera und elektronisch steuerbarem optischen Filter.
  • 1 lässt ein Blockdiagramm einer Bilderfassungseinrichtung mit einer Kamera 1 mit einem vorgesetzten elektronisch steuerbaren optischen Filter 2 erkennen. Das optische Filter 2 kann bspw. ein einstellbares Flüssigkristallfilter LCTF, ein akustisch einstellbares optisches Filter AOTF oder ein elektro-optisches Fabry-Perot-Filter IOPF sein. Das optische Filter 2 wird über einen Controller 3 mit einer Steuerungseinheit 4 angesteuert, an dessen Eingang zu dem das der Ausgang der Kamera 1 anliegt.
  • Eine Pilotkamera 5 ist auf dieselbe Szene bzw. einem Ausschnitt aus einer Szene ausgerichtet, indem die Ausrichtung der Kamera 1 und der Pilotkamera 5 sowie die Objektive 6a, 6b der Kamera 1 und der Pilotkamera 5 entsprechend eingestellt sind.
  • Der Ausgang der Pilotkamera 5 ist ebenfalls zu der Steuerungseinheit 4 geleitet.
  • An die Steuerungseinheit 4 ist eine Anzeigeeinheit 7 angeschlossen, um das ungefiltert aufgenommene Bild der Pilotkamera 5 darzustellen.
  • Die Versorgung der Bilderfassungseinrichtung mit elektrischer Energie erfolgt mit einer Stromversorgungseinheit 8.
  • Die Bilderfassungseinrichtung erfasst eine Szene bzw. einen Ausschnitt einer Szene ortsaufgelöst und multispektral, um dann anhand der mindestens einen ausgewählten relevanten Szenenteile das durchstimmbare optische Filter 2 und die Parameter der Kamera 1 optimal und aktiv an die Aufgabenstellung zu adaptieren. Dies kann z. B. bei einer Inspektionsaufgabe erfolgen um einen maximalen Kontrast des Inspektionsmerkmals gegenüber der unmittelbaren Umgebung zu erreichen. Die Pilotkamera 5 dient der Prozessführung und Prozesskontrolle in Echtzeit und erfasst die Szene.
  • Im Bild der Pilotkamera 5 auf der Anzeigeeinheit sind die anwendungsrelevanten Live-Szenenteile auswählbar. Die Adaption und die Steuerung des optischen Filters 2 und optional der Kamera 1 erfolgt durch die Steuerungseineinheit 4.
  • Die Bilderfassungseinrichtung kann bspw. zur Aufnahme von Szenen mit Glanzeffekten und Gegenlicht eingesetzt werden, die eine hohe Dynamik haben und mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten, so genannte HDR-Aufnahmen (High Dynamic Range) – bei gleicher Filtereinstellung erfordern. Die aktive Adaptierung mit Hilfe der zweiten Kamera 5 und der Steuerungseinheit 4 würde bei 32 Filterpositionen (10nm-Schritte) und je 4 HDR-Aufnahmen ein Stapel von 128 Bilder mit einer extremen Datenmenge (mehr als 500 MB) von einer einzigen Szene bzw. Probe entstehen. Durch die adaptive an die Applikation angepasste Filterwahl und Datenkomprimierung kann die Aufnahmezeit und die Datenmenge erheblich reduziert werden. Hierzu wird das elektronisch steuerbare optische Filter 2 und ggf. die Parameter der Kamera 1 in Abhängigkeit von der mit der Pilotkamera 5 aufgenommenen Abbildung optimal angesteuert. Dabei wird ein Szenenteil aus der Abbildung ausgewählt und die von der Intensität der Bildinformation unabhängige spektrale Charakteristik des Szenenteils bestimmt. In Abhängigkeit von dieser spektralen Charakteristik werden eine Reihe von Filtereinstellungen bzw. Spektralbereichen ausgewählt, um eine Anzahl von Szenen mit den mehreren voneinander unterschiedlichen Filtereinstellungen aufzunehmen und die Anzahl von Szenen einander zu überlagern. Das Ergebnis der Kombination der aufgenommenen Szenen wird hinsichtlich definierter Optimierungskriterien bewertet, um die adaptiv die Bildaufnahme durch Anpassung der Filtereinstellungen und wiederholte Aufnahme von Szenen mit den angepassten Filtereinstellungen zu optimieren.

Claims (10)

  1. Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera (1) und mit einem elektronisch steuerbaren optischen Filter (2) vor dem Bildaufnahmesensor zur multispektralen Aufnahme von Szenen in ausgewählten Spektralbereichen, gekennzeichnet durch eine Auswahleinheit zur Auswahl mindestens eines Szenenteils einer mit der Kamera (1) aufzunehmenden Szene in einem zur Auswahl des Szenenteils geeignet großen Spektralbereich und durch eine Steuerungseinheit (4) zur Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters (2) und der Kamera (1) derart, dass eine Mehrzahl von Bildern derselben Szene in voneinander unterschiedlichen ausgewählten Spektralbereichen aufgenommen wird, wobei die Steuerungseinheit (4) zur Adaption der durch die Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters (2) vorgenommenen Auswahl von Farbspektralbereichen an die spektrale Charakteristik des mindestens einen ausgewählten Szenenteils und zur Kombination der Mehrzahl von in unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Bilder und adaptiven Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters (2) zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet ist.
  2. Bilderfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen hinsichtlich der maximalen Unterscheidbarkeit von Szenenteilen, der geringstmöglichen Anzahl von Filtern oder der geringstmöglichen Unterscheidbarkeit von Szenenteilen oder der maximal möglichen Anzahl von Filtern als Optimierungskriterium erfolgt.
  3. Bilderfassungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (4) zur Ansteuerung von Parametern der Kamera (1) eingerichtet ist.
  4. Bilderfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit zur Auswahl eines Szenenteils einer mit der Kamera (1) aufzunehmenden Szene einen zwischen einem Objektiv der Kamera (1) und dem elektronisch steuerbaren optischen Filter (2) angeordneten Strahlenteiler und eine hinter dem Strahlenteiler angeordnete Aufnahmeeinheit hat.
  5. Bilderfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit zur Auswahl eines Szenenteils einer mit der Kamera (1) aufzunehmenden Szene eine Pilotkamera (5) hat.
  6. Bilderfassungseinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pilotkamera (5) mindestens einen Teil der Aufnahmeeinheit bildet.
  7. Bilderfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine mit der Pilotkamera (5) gekoppelte Anzeigeeinheit (7) zur Darstellung der mit der Pilotkamera (5) aufgenommenen Abbildung und mit einer Auswahleinrichtung, die mit der Steuerungseinheit (4) verbunden und zur Auswahl von Farbspektralbereichen durch einen Nutzer eingerichtet ist, wobei die Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters (2) und/oder der Parameter der ersten Kamera (1) in Abhängigkeit von den ausgewählten Spektralbereichen erfolgt.
  8. Bilderfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit der Pilotkamera (5) gekoppelte Anzeigeeinheit (7) zur Darstellung der mit der Pilotkamera (5) aufgenommenen Abbildungen und mit einer Auswahleinrichtung, die mit der Steuerungseinrichtung (4) verbunden und zur Auswahl von Szenenteilen durch einen Nutzer eingerichtet ist, wobei die Ansteuerung des optischen Filters (2) und/oder der Parameter der Kamera (1) in Abhängigkeit von spektralen Charakteristiken der ausgewählten Szenenteile erfolgt.
  9. Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera (1) zur Aufnahme von Szenen in ausgewählten Farbspektralbereichen in einer Dunkelkammer, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinheit zur Ausleuchtung der aufzunehmenden Szene in auswählbaren Farbspektralbereichen und durch eine Steuerungseinheit (4) zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit und der Kamera (1) derart, dass eine Mehrzahl von Bildern derselben Szene in ausgewählten Spektralbereichen aufgenommen wird, wobei die Steuerungseinheit (4) zur Adaption der durch die Ansteuerung der Beleuchtungseinheit vorgenommenen Auswahl von Spektralbereichen an die spektrale Charakteristik eines ausgewählten Szenenteils und zur Kombination der Mehrzahl von in unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Bilder und adaptiven Ansteuerung der Beleuchtungseinheit zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet ist.
  10. Bilderfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (4) ein Computer und die Anzeigeeinheit (7) ein an dem Computer angeschlossener Monitor ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015116568A1 (de) 2015-09-30 2017-03-30 Sick Ag Verfahren zur Analyse eines Objektes mit einer Bildaufnahmeeinheit in einer Fabrik- oder Prozessautomation sowie eine Bildaufnahmeeinrichtung zur Analyse eines Objektes in der Fabrik- oder Prozessautomation
US11092492B2 (en) 2017-09-20 2021-08-17 Unispectral Ltd. Projector imaging system with auto-homing tunable filter

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD296175A5 (de) * 1988-11-29 1991-11-21 Adw Inst Fuer Kosmosforschung Prozessorsystem zur gewinnung und verarbeitung von fernerkundungsdaten
US5528295A (en) * 1994-04-28 1996-06-18 Martin Marietta Corp. Color television camera using tunable optical filters
EP0604124B1 (de) * 1992-12-17 1998-05-20 Trw Inc. Verfahren zur Gewinnung einer Multispektralkennzeichnung
DE19835951A1 (de) * 1998-08-08 1999-04-08 Bernhard Prof Dr Ing Hill Multispektrales Farbreproduktionssystem mit nichtlinearer Kodierung
DE19834718A1 (de) * 1998-07-31 2000-02-03 Fraunhofer Ges Forschung Digitale Bildverarbeitung für ein Qualitätskontrollsystem
DE29824467U1 (de) * 1997-08-25 2001-03-29 Applied Spectral Imaging Ltd Vorrichtung zur Klassifizierung von Pixeln in Gruppen gemäß ihren Spektren unter Verwendung mehrerer Breitband-Filter und Hardware hierfür
DE10121984A1 (de) * 2001-04-27 2002-11-21 Color Aix Perts Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur visuell optimierten Darstellung von Farbbildern auf Bildschirmen und/oder deren Vergleich mit Originalen oder gedruckten Bildern
US20030223248A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-04 Cronin Paul J. Multispectral imaging system
WO2005057129A1 (de) * 2003-12-15 2005-06-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und vorrichtung zur mindestens teilweise automatisierten auswertung von fernerkundungsdaten

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5379065A (en) * 1992-06-22 1995-01-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Programmable hyperspectral image mapper with on-array processing
US5606413A (en) * 1995-01-19 1997-02-25 Northrop Grumman Corporation Real time spectroscopic imaging system and method
US6697109B1 (en) * 1999-05-06 2004-02-24 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method and system for field sequential color image capture
US6353673B1 (en) * 2000-04-27 2002-03-05 Physical Optics Corporation Real-time opto-electronic image processor
US20050157190A1 (en) * 2004-01-16 2005-07-21 Litton Systems, Inc. Combining multiple spectral bands to generate an image

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD296175A5 (de) * 1988-11-29 1991-11-21 Adw Inst Fuer Kosmosforschung Prozessorsystem zur gewinnung und verarbeitung von fernerkundungsdaten
EP0604124B1 (de) * 1992-12-17 1998-05-20 Trw Inc. Verfahren zur Gewinnung einer Multispektralkennzeichnung
US5528295A (en) * 1994-04-28 1996-06-18 Martin Marietta Corp. Color television camera using tunable optical filters
DE29824467U1 (de) * 1997-08-25 2001-03-29 Applied Spectral Imaging Ltd Vorrichtung zur Klassifizierung von Pixeln in Gruppen gemäß ihren Spektren unter Verwendung mehrerer Breitband-Filter und Hardware hierfür
DE19834718A1 (de) * 1998-07-31 2000-02-03 Fraunhofer Ges Forschung Digitale Bildverarbeitung für ein Qualitätskontrollsystem
DE19835951A1 (de) * 1998-08-08 1999-04-08 Bernhard Prof Dr Ing Hill Multispektrales Farbreproduktionssystem mit nichtlinearer Kodierung
DE10121984A1 (de) * 2001-04-27 2002-11-21 Color Aix Perts Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur visuell optimierten Darstellung von Farbbildern auf Bildschirmen und/oder deren Vergleich mit Originalen oder gedruckten Bildern
US20030223248A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-04 Cronin Paul J. Multispectral imaging system
WO2005057129A1 (de) * 2003-12-15 2005-06-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und vorrichtung zur mindestens teilweise automatisierten auswertung von fernerkundungsdaten

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HELLING, S.; SEIDEL, E.; BIEHLIG, W.: "Multispek- trale Farbbildrekonstruktion mit sieben Kanälen", 9. Workshop Farbbildverarbeitung der German Color Group, Ostfildern, Oktober 2003
HELLING, S.; SEIDEL, E.; BIEHLIG, W.: "Multispektrale Farbbildrekonstruktion mit sieben Kanälen", 9. Workshop Farbbildverarbeitung der German Color Group, Ostfildern, Oktober 2003 *
POGER, S.; ANGELOPOULOU, E.: "Multispectral Sen- sors in Computer Vision" Department of Computer Science, Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ 07030, USA, 2001
POGER, S.; ANGELOPOULOU, E.: "Multispectral Sensors in Computer Vision" Department of Computer Science, Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ 07030, USA, 2001 *

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