DE102006052542B4 - Bilderfassungseinrichtung - Google Patents
Bilderfassungseinrichtung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006052542B4 DE102006052542B4 DE102006052542A DE102006052542A DE102006052542B4 DE 102006052542 B4 DE102006052542 B4 DE 102006052542B4 DE 102006052542 A DE102006052542 A DE 102006052542A DE 102006052542 A DE102006052542 A DE 102006052542A DE 102006052542 B4 DE102006052542 B4 DE 102006052542B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- camera
- scene
- spectral
- selection
- optical filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
- G01J3/32—Investigating bands of a spectrum in sequence by a single detector
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
- H04N23/13—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N2209/00—Details of colour television systems
- H04N2209/04—Picture signal generators
- H04N2209/041—Picture signal generators using solid-state devices
- H04N2209/042—Picture signal generators using solid-state devices having a single pick-up sensor
- H04N2209/043—Picture signal generators using solid-state devices having a single pick-up sensor using an alternating colour separation filter, e.g. colour wheel or colour LCD
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Bilderfassungseinrichtung
mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera
(1), mit einem elektronisch steuerbaren optischen Filter (2) vor
dem Bildaufnahmesensor zur multispektralen Aufnahme von Szenen in
ausgewählten
Spektralbereichen, mit einer Auswahleinheit zur Auswahl mindestens
eines Szenenteils einer mit der Kamera (1) aufzunehmenden Szene
in einem zur Auswahl des Szenenteils geeignet großen Spektralbereich
und mit einer 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 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 (2) zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen
in Abhängigkeit
von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet...
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, E. 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 - 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. -
DD 296 175 A5 -
US 2003/0223248 A1 -
US 5,528,295 A offenbart eine Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einem Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera und mit einem elektronisch steuerbaren optischen Filter vor dem Bildaufnahmesensor zur multispektralen Aufnahme von Szenen in ausgewählten Spektralbereichen. Eine Steuerungseinheit ist zur Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters und der Kamera derart vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Bildern derselben Szene in voneinander unterschiedlichen ausgewählten Spektralbereichen aufgenommen wird. Die Steuereinheit ist zur Kombination der Mehrzahl von in unterschiedlichen Spektralbereichen aufgenommenen Bildern und zur Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters zur Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet. - 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 gemäß Anspruch 1 oder 9 gelöst. Es ist eine Auswahleinheit zur Auswahl mindestens eines Szenenteils einer mit der Kamera aufzunehmenden Szene in einem zur Auswahl des Szenenteils geeignet großen Spektralbereich und eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung des elektronisch steuerbaren optischen Filters und der Kamera derart vorhanden, dass eine Mehrzahl von Bildern derselben Szene in ausgewählten Spektralbereichen aufgenommen wird. Die Steuerungseinheit ist 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 Bildern 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.
- 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 auswahlbaren 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 gewährleistet, dass von der Beleuchtungseinheit abhängige Nutzsignal in einem bezogen auf die jeweilige Messaufgabe hinreichend großen Verhältnis zu dem von Umgebungspflicht abhängigen Störsignal steht.
- 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 Kamera1 mit einem vorgesetzten elektronisch steuerbaren optischen Filter2 erkennen. Das optische Filter2 kann bspw. ein einstellbares Flüssigkristallfilter LCTF, ein akustisch einstellbares optisches Filter AOTF oder ein elektro-optisches Fabry-Perot-Filter IOPF sein. Das optische Filter2 wird über einen Controller3 mit einer Steuerungseinheit4 angesteuert, an dessen Eingang zu dem das der Ausgang der Kamera1 anliegt. - Eine Pilotkamera
5 ist auf dieselbe Szene bzw. einem Ausschnitt aus einer Szene ausgerichtet, indem die Ausrichtung der Kamera1 und der Pilotkamera5 sowie die Objektive6a ,6b der Kamera1 und der Pilotkamera5 entsprechend eingestellt sind. - Der Ausgang der Pilotkamera
5 ist ebenfalls zu der Steuerungseinheit4 geleitet. - An die Steuerungseinheit
4 ist eine Anzeigeeinheit7 angeschlossen, um das ungefiltert aufgenommene Bild der Pilotkamera5 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 Kamera1 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 Pilotkamera5 dient der Prozessführung und Prozesskontrolle in Echtzeit und erfasst die Szene. - Im Bild der Pilotkamera
5 auf der Anzeigeeinheit sind die anwendungsrelevanten Live-Szenenteile auswahlbar. Die Adaption und die Steuerung des optischen Filters2 und optional der Kamera1 erfolgt durch die Steuerungseineinheit4 . - 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 Steuerungseinheit4 würde bei 32 Filterpositionen (10 nm-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 Filter2 und ggf. die Parameter der Kamera1 in Abhängigkeit von der mit der Pilotkamera5 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)
- Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera (
1 ), mit einem elektronisch steuerbaren optischen Filter (2 ) vor dem Bildaufnahmesensor zur multispektralen Aufnahme von Szenen in ausgewählten Spektralbereichen, mit einer Auswahleinheit zur Auswahl mindestens eines Szenenteils einer mit der Kamera (1 ) aufzunehmenden Szene in einem zur Auswahl des Szenenteils geeignet großen Spektralbereich und mit einer 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 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 (2 ) zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet ist. - 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.
- Bilderfassungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (
4 ) zur Ansteuerung von Parametern der Kamera (1 ) eingerichtet ist. - Bilderfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit zur Auswahl mindestens 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. - Bilderfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit zur Auswahl mindestens eines Szenenteils einer mit der Kamera (
1 ) aufzunehmenden Szene eine Pilotkamera (5 ) hat. - Bilderfassungseinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pilotkamera (
5 ) mindestens einen Teil der Aufnahmeeinheit bildet. - 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. - 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. - Bilderfassungseinrichtung mit einer mindestens einen Bildaufnahmesensor aufweisenden Kamera (
1 ) zur Aufnahme von Szenen in ausgewählten Farbspektralbereichen in einer Dunkelkammer, einer Beleuchtungseinheit zur Ausleuchtung der aufzunehmenden Szene in auswahlbaren Farbspektralbereichen und mit einer 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 Bildern und adaptiven Ansteuerung der Beleuchtungseinheit zur Optimierung der Auswahl von Spektralbereichen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Kombination der Mehrzahl von Bildern eingerichtet ist. - 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.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006052542A DE102006052542B4 (de) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Bilderfassungseinrichtung |
PCT/EP2007/009494 WO2008055621A2 (de) | 2006-11-06 | 2007-10-31 | Bilderfassungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006052542A DE102006052542B4 (de) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Bilderfassungseinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006052542A1 DE102006052542A1 (de) | 2008-05-15 |
DE102006052542B4 true DE102006052542B4 (de) | 2008-08-14 |
Family
ID=38984449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006052542A Expired - Fee Related DE102006052542B4 (de) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Bilderfassungseinrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006052542B4 (de) |
WO (1) | WO2008055621A2 (de) |
Cited By (1)
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 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11092492B2 (en) | 2017-09-20 | 2021-08-17 | Unispectral Ltd. | Projector imaging system with auto-homing tunable filter |
Citations (9)
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., Migdal Haemek | 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)
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 |
-
2006
- 2006-11-06 DE DE102006052542A patent/DE102006052542B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-10-31 WO PCT/EP2007/009494 patent/WO2008055621A2/de active Application Filing
Patent Citations (9)
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., Migdal Haemek | 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)
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 * |
Cited By (1)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102006052542A1 (de) | 2008-05-15 |
WO2008055621A3 (de) | 2008-07-10 |
WO2008055621A2 (de) | 2008-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010061512B4 (de) | Bilderfassungsvorrichtung, Verfahren zum Erfassen von Bildern unter Verwendung von Infrarotlicht oder sichtbarem Licht und computerlesbares Medium | |
DE102007046210A1 (de) | Anordnung und Verfahren zur Erzeugung von Bildern mit erweiterter Dynamik | |
DE102010045856A1 (de) | Optisches Abbildungssystem zur multispektralen Bildgebung | |
DE102010045364A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung hochwertiger Fundusaufnahmen | |
DE102015107406A1 (de) | Kamera für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei Lichtleitern und einem optischenFilterelement, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug | |
DE202009003286U1 (de) | Vorrichtung zum Aufnehmen eines Bilds eines Gegenstands | |
DE102020105459A1 (de) | Medizinische bildgebungsvorrichtung mit mehreren bildgebungsmodi | |
DE102018129833A1 (de) | Mikroskopsystem, Detektionseinheit für Mikroskopsystem und Verfahren zur mikroskopischen Abbildung einer Probe | |
DE102014118382A1 (de) | Optisches Beobachtungsgerät und Verfahren zum Betreiben eines optischen Beobachtungsgerätes. | |
EP1929353B1 (de) | Verfahren zur erzeugung von darstellungsbildern aus erfassten aufnahmebildern und mittel zur durchführung des verfahrens | |
DE102006052542B4 (de) | Bilderfassungseinrichtung | |
DE102014114471C5 (de) | Mikroskop mit sich automatisch anpassender Irisblende | |
DE102019135521A1 (de) | Messanordnung, Lichtmikroskop und Messverfahren zur bildgebenden Tiefenmessung | |
DE102013103527A1 (de) | Bildaufnahmesystem zur Bildaufnahme von Merkmalen eines Identifikationsdokumentes | |
LU102084B1 (de) | Abbildungssystem, insbesondere für eine Kamera | |
DE102021119417A1 (de) | 3MOS-Kamera | |
DE102020107762A1 (de) | Fluoreszenzmikroskop und Verfahren zur Abbildung eines Objekts | |
WO2022053189A1 (de) | Operationsmikroskop mit mindestens zwei kameraeinrichtungen | |
DE102004004115A1 (de) | Mikroskopsystem und Verfahren zur Shading-Korrektur der im Mikroskopsystem vorhandenen Optiken | |
DE102017103660B4 (de) | Verfahren zum betrieb einer lichtquelle für eine kamera, lichtquelle, kamera | |
DE10323193A1 (de) | Einrichtung und Verfahren zur multispektralen Abtastung einer Farbbildvorlage | |
WO2013178461A1 (de) | Verfahren und eine vorrichtung zur videobasierten unterbodenaufnahme | |
DE102005045036A1 (de) | Multispektralkamera und Verfahren zum Erzeugen von Bildinformation mit einer Multispektralkamera | |
DE102011015056A1 (de) | Optische Vorrichtung mit erweitertem Sichtbereich und Verfahren zur Auswertung von Bilddaten | |
DE102023101964A1 (de) | Medizinische Bildgebungsvorrichtung, Endoskopvorrichtung, Endoskop und Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |