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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konvertieren eines ersten Farbbilds in ein zweites Farbbild. Als erstes Farbbild wird ein Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer Kamera des Kraftfahrzeugs erfasst. Weiterhin wird von dem ersten Farbbild ein Bit, welches zur Charakterisierung eines Bildpunkts des ersten Farbbilds beiträgt, mit einem ersten Bitwert oder einem von dem ersten Bitwert unterschiedlichen zweiten Bitwert bestimmt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug wie auch ein Kraftfahrzeug mit einem Kamerasystem.
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Verfahren zum Konvertieren eines ersten Farbbilds in ein zweites Farbbild sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei dem Konvertieren ist beabsichtigt, dass ein Bildinformationsgehalt des ersten Farbbilds auch in dem zweiten Farbbild vorhanden ist. Jedoch kann der Bildinformationsgehalt in unterschiedlicher Art und Weise codiert sein. Im vorliegenden Kontext beschreibt das Codieren keine Verschlüsselung im Sinne der Kryptographie. Die Codierung beziehungsweise die Codierungsvorschrift beschreibt die Anordnung der Daten des ersten Farbbilds und des zweiten Farbbilds beispielsweise innerhalb einer Datei. Die Art der Codierung wird üblicherweise in einer Spezifikation festgehalten. Anhand der Spezifikation kann ein Verfahren bestimmt werden, um die Daten gemäß der Codierung abzuspeichern und auszulesen. Bei der Konvertierung kann beispielsweise ein Wechsel eines Datenformats vorgenommen werden. Es kann aber beispielsweise auch eine Farbmodelltransformation bei der Konvertierung des ersten Farbbilds in das zweite Farbbild erfolgen. Eine weit verbreitete Farbmodelltransformation ist beispielsweise das Umwandeln eines Bilds in einem YUV-Farbmodell zu einem Bild in einem RGB-Farbmodell. So wird dann meist mit dem Wechsel des Farbmodells auch das Dateiformat des Bilds gewechselt. Vorliegend gilt das Interesse dem Datenbereich einer Bilddatei, also dem eigentlichen Bild beziehungsweise der eigentlichen Bildinformation in der Datei.
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Üblicherweise werden bestimmte Datenformate gewählt, um beispielsweise eine Datengröße des Farbbilds zu reduzieren. Für diesen Zweck kann eine spezielle Codierung gewählt werden. So ist dies beispielsweise der Fall bei einem YUV422-Datenformat. Bei dem YUV422-Datenformat teilen sich zwei unmittelbar benachbarte Bildpunkte die Bildinformation von dem U-Kanal und dem V-Kanal des YUV-Farbmodells. Die Bildinformation des U-Kanals und des V-Kanals ist also jeweils nur einmal für zwei Bildpunkte abgespeichert. Diese Datenformate sind beispielsweise unter der Bezeichnung verschränkte Datenformate bekannt. Bei einem nicht-verschränkten beziehungsweise unverschränkten Datenformat kann jedem Bildpunkt ein eigener Wert für jeden Bildpunkt des jeweiligen Farbkanals des Farbbilds zugewiesen werden. Problematisch wird es, wenn ein verschränktes Datenformat in ein nicht-verschränktes Datenformat konvertiert wird und anschließend wieder in ein verschränktes Datenformat konvertiert wird. Nach der zweiten Konvertierung kann das Farbbild nicht mehr in der Form bestimmt werden, wie es vor der ersten Konvertierung vorhanden war. Der Bildinformationsgehalt des Farbbilds ist also nicht wie original vorgelegen wiederherstellbar.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, ein Kamerasystem sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit welchen beziehungsweise bei welchem ein mehrfaches Konvertieren mit hoher Verlustfreiheit von Bildinformationen erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch ein Kamerasystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein erstes Farbbild in ein zweites Farbbild, insbesondere mittels einer Bildverarbeitungseinheit eines Kraftfahrzeugs, konvertiert. Als erstes Farbbild wird ein Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs mit einer Kamera des Kraftfahrzeugs erfasst. Von dem ersten Farbbild wird ein Bit bestimmt, welches zur Charakterisierung eines Bildpunkts des ersten Farbbilds zumindest beiträgt und einen ersten Bitwert oder einen von dem ersten Bitwert unterschiedlichen zweiten Bitwert aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem Konvertieren in das zweite Farbbild das Bit mit dem ersten Bitwert als erster Farbwert eines Farbbildpunkts des zweiten Farbbilds festgelegt wird und/oder das Bit mit dem zweiten Bitwert als zweiter Farbwert des Farbbildpunkts des zweiten Farbbilds festgelegt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, das erste Farbbild so umzuwandeln, dass die Bildinformation des ersten Farbbilds in dem zweiten Farbbild derart codiert ist, dass die Bildinformation auch nach einem weiteren Konvertieren des zweiten Farbbilds verlustfrei erhalten bleibt und insbesondere vollständig wiederhergestellt werden kann.
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Das erste Farbbild und das zweite Farbbild umfassen insbesondere eine Mehrzahl von Farbkanälen. Das erste Farbbild und das zweite Farbbild sind keine Binärbilder, bei welchen eine Farbe ausschließlich mit dem ersten Bitwert oder dem zweiten Bitwert beschrieben wird.
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Die Konvertierung beginnt damit, dass ein Bit des ersten Farbbilds, insbesondere von dem Datenbereich des ersten Farbbilds, bestimmt beziehungsweise ausgewählt wird. Das bestimmte Bit wird in dem zweiten Bild als Farbwert festgelegt beziehungsweise abgespeichert. Es wird das Bit, falls es den ersten Bitwert aufweist, mit dem ersten Farbwert des Farbbildpunkts des zweiten Farbbilds festgelegt und, falls das Bit den zweiten Bitwert aufweist, so wird der zweite Farbwert des Bildpunkts des zweiten Farbbilds festgelegt. Durch das Umwandeln der Bits des ersten Farbbilds in die Farbwerte des zweiten Farbbilds wird die Datenmenge beziehungsweise Datengröße des zweiten Farbbilds im Vergleich zu dem ersten Farbbild erhöht. Das zweite Farbbild weist also einen größeren Speicherbereich als das erste Farbbild auf. Insbesondere weist das zweite Farbbild ausschließlich Farbbildpunkte mit dem ersten Farbwert oder dem zweiten Farbwert auf. Die Bildinformation des ersten Farbbilds ist somit anhand von dem ersten Farbwert und dem zweiten Farbwert in dem zweiten Farbbild codiert. Die Codierung ist insbesondere binär, jedoch nicht in einem Binär-Datenformat, welches für den Farbbildpunkt nur ein Bit vorsieht, abgespeichert. Mit dem Wissen über die Codierung der Konvertierung kann das zweite Farbbild in das erste Farbbild zurückkonvertiert werden. Die Codierung ist also die Regel, nach welcher das Bit abhängig von dem ersten Bitwert oder dem zweiten Bitwert als der erste Farbwert oder der zweite Farbwert des Farbbildpunkts des zweiten Bilds festgelegt wird. Bei dem Zurückkonvertieren kann also anhand des ersten Farbwerts und/oder des zweiten Farbwerts des jeweiligen Farbbildpunkts auf den ersten Bitwert und/oder den zweiten Bitwert des jeweiligen Bits geschlossen werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Farbwert des Farbbildpunkts des zweiten Farbbilds als ein schwarzer Farbwert charakterisiert wird und/oder der zweite Farbwert des Farbbildpunkts des zweiten Farbbilds als ein weißer Farbwert charakterisiert wird. Insbesondere liegen somit in dem zweiten Farbbild nur schwarze Farbbildpunkte und/oder weiße Farbbildpunkte vor. Für den Fall, dass das zweite Farbbild in einem YUV-Farbmodell vorliegt, so kann der schwarze Farbwert beispielsweise mit 0 für einen Y-Kanal des YUV-Farbmodells und 128 für einen U-Kanal des YUV-Farbmodells und 128 für einen V-Kanal des YUV-Farbmodells festgelegt werden. Der weiße Farbwert kann in diesem Fall mit dem Wert 255 für den Y-Kanal und 128 für den U-Kanal und 128 für den V-Kanal festgelegt werden. Das Beispiel bezieht sich auf eine Farbtiefe von 8 Bit. Es sind andere Farbtiefen vorzugsweise vorgesehen, jedoch keine Farbtiefe von 1 Bit, also kein Binärbild. Der Vorteil des schwarzen Farbwerts und/oder des weißen Farbwerts ist darin zu sehen, dass diese Farbwerte beispielsweise bei einer Konvertierung von einem YUV422-Datenformat in ein RGB888-Datenformat und einer Rückkonvertierung von dem RGB888-Datenformat zu dem YUV422-Datenformat unverändert bestehen bleiben. Mit dem schwarzen Farbwert und/oder dem weißen Farbwert kann also eine Rekonstruktion des ersten Farbbilds besonders vollständig und effektiv erreicht werden.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Farbbildpunkt des zweiten Farbbilds durch einen Speicherbereich von zumindest einem Byte charakterisiert wird, insbesondere das Bit des ersten Farbbilds nach der Konvertierung durch das zumindest eine Byte des zweiten Farbbilds charakterisiert wird. Ein Byte ist eine Maßeinheit und steht insbesondere für eine Folge von 8 Bit. So kann das Bit mit dem zumindest einen Byte in dem zweiten Farbbild beschrieben werden. In dem Fall des YUV422-Datenformats wird das Bit beispielsweise mit einem Speicherbereich von 2 Byte charakterisiert. Bei dem RGB888-Datenformat wird das Bit beispielsweise mit 3 Byte charakterisiert. Es sind jedoch vorzugsweise vielfältige Datenformate vorgesehen, welche beispielsweise eine andere Farbtiefe, insbesondere eine höhere Farbtiefe, aufweisen können, und dem entsprechend erhöht sich auch die Anzahl der für die Charakterisierung des Bits notwendigen Bytes des zweiten Farbbilds. Abhängig von der Anzahl des zumindest einen Bytes verhält sich auch die Größe beziehungsweise die Datenmenge des zweiten Farbbilds. Vorteilhaft an der Charakterisierung des Bits durch das zumindest eine Byte ist, dass das erste Farbbild nach der Konvertierung besonders vollständig wiederhergestellt werden kann. Der Speicherbereich beschreibt vorliegend insbesondere den Bereich, welcher von dem Farbbildpunkt bei einem Speichermedium, wie beispielsweise einer Festplatte und/oder einem Arbeitsspeicher, theoretisch beansprucht wird.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Farbbild bitweise durchlaufen wird, bis die Bits des ersten Farbbilds zumindest teilweise durch jeweilige Farbbildpunkte des zweiten Farbbilds charakterisiert sind. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Farbbild Bit für Bit durchlaufen beziehungsweise abgearbeitet wird, bis alle Bits des ersten Farbbilds durch jeweils korrespondierende Farbbildpunkte des zweiten Farbbilds charakterisiert sind. Das zweite Farbbild weist in diesem Fall dann die gleiche Anzahl an Farbbildpunkten auf, wie das erste Farbbild an Bits aufweist. Vorteilhaft ist also, dass die gesamte Bildinformation des ersten Farbbilds dadurch in das zweite Farbbild übernommen werden kann und somit ein vollständiges Wiederherstellen des ersten Farbbilds besonders effektiv ermöglicht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das erste Farbbild und/oder das zweite Farbbild durch eine Mehrzahl von Farbkanälen charakterisiert wird. Der Farbkanal enthält die Farbanteile des Farbbildpunkts. Dem Farbbildpunkt können beispielsweise mehrere Farbkanäle zugeordnet sein. So definiert ein R-Kanal eines RGB-Farbmodells beispielsweise, wie viel Rot in dem Farbbildpunkt enthalten ist, während ein G-Kanal des RGB-Farbmodells beispielsweise definiert, wie viel Grün in dem Farbbildpunkt enthalten ist und ein B-Kanal des RGB-Farbmodells beispielsweise definiert, wie viel Blau in dem Farbbildpunkt enthalten ist. Der Farbbildpunkt des zweiten Farbbilds kann also durch mehrere beziehungsweise die Mehrzahl von Farbkanälen beschrieben werden. Vorteilhaft ist, dass das zweite Bild somit flexibel an ein bevorstehendes weiteres Konvertierungsverfahren angepasst werden kann. So kann beispielsweise auch bei der Codierung der Konvertierung berücksichtigt werden, wie viele Farbkanäle das erste Farbbild und/oder das zweite Farbbild umfasst. Die Bildinformation des ersten Farbbilds kann somit in dem zweiten Farbbild besonders vollständig und wiederherstellbar abgespeichert werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erste Farbbild und/oder das zweite Farbbild in einem YUV-Farbmodell und/oder in einem verschränkten Datenformat, insbesondere einem YUV422-Datenformat, bereitgestellt werden. Das YUV-Farbmodell verwendet zur Darstellung der Farbinformation zwei Komponenten, nämlich die Luminanz, welche durch den Y-Kanal des YUV-Farbmodells beschrieben wird und die Chrominanz, welche durch den U-Kanal des YUV-Farbmodells und den V-Kanal des YUV-Farbmodells beschrieben wird. Das verschränkte Datenformat beschreibt eine Optimierungstechnik bei der Datenübertragung oder der Datenspeicherung. Dabei werden Daten in einer bestimmten Reihenfolge beziehungsweise mit einer bestimmten Codierung angeordnet, um einen höheren Durchsatz beziehungsweise eine geringere Datenmenge zu erreichen. Dieses Datenformat wird insbesondere auch als „Interleaved“-Datenformat bezeichnet. Ein Beispiel für das verschränkte Datenformat ist das YUV422-Datenformat. Bei dem YUV422-Datenformat wird jedem Bildpunkt ein Wert des Y-Kanals zugewiesen, jedoch teilen sich zwei unmittelbar benachbarte Bildpunkte die Werte des U-Kanals und des V-Kanals. Möglich ist das ohne wesentliche Qualitätseinbußen, weil das menschliche Auge empfindlicher für Helligkeitsunterschiede als für Farbunterschiede ist. Das YUV-Farbmodell und/oder das verschränkte Datenformat, insbesondere das YUV422-Datenformat, werden oft von Bildverarbeitungsvorrichtungen ausgegeben und/oder eingelesen und erhöhen somit den Wirkungsbereich und die Anwendbarkeit der Konvertierung.
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Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass einem ersten Byte des zweiten Farbbilds für den ersten Farbwert ein erster Bytewert zugewiesen wird oder dem ersten Byte des zweiten Farbbilds für den zweiten Farbwert ein von dem ersten Bytewert unterschiedlicher zweiter Bytewert zugewiesen wird. So kann dem ersten Byte, welches beispielsweise einen Farbkanal des zweiten Farbbilds beschreibt, der erste Bytewert zugewiesen werden. Der erste Bytewert kann beispielsweise 0, also in Bits im Binärzahlensystem beschrieben als 00000000, oder 255, also in Bits im Binärzahlensystem beschrieben als 11111111, sein. Der erste Bytewert kann also mit 8 Bits des zweiten Farbbilds beschrieben werden. Dies gilt sowohl für den ersten Bytewert als auch für den zweiten Bytewert. Somit kann das zweite Farbbild an der Stelle des ersten Bytes so beschaffen sein, dass nur der erste Bytewert oder der zweite Bytewert vorhanden ist. Das zweite Farbbild umfasst vorzugsweise mehrere erste Bytes. Insbesondere ist das erste Byte an einer ungeraden Position, wenn alle Bytes des Farbbilds der Reihe nach durchnummeriert werden würden. Somit kann das zweite Farbbild so erzeugt werden, dass die Bildinformation des ersten Farbbilds für ein Wiederherstellen beziehungsweise ein vollständiges Zurückgewinnen der Bildinformation besonders effektiv gespeichert ist.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass einem zweiten Byte des zweiten Farbbilds ein dritter Bytewert, welcher wertmäßig zwischen dem ersten Bytewert und dem zweiten Bytewert liegt, zugewiesen wird. Das zweite Byte kann insbesondere an einer geraden Positionsnummer angeordnet sein, wenn die Bytes des zweiten Farbbilds der Reihe nach durchnummeriert werden würden. Das zweite Byte tritt somit ebenfalls insbesondere mehrmals in dem zweiten Farbbild auf. Der dritte Bytewert des zweiten Bytes kann beispielsweise 128 betragen, also ein Wert, welcher in Bits des zweiten Farbbilds im Binärzahlensystem mit 10000000 beschrieben wird. Durch das zweite Byte kann das zweite Farbbild besonders effektiv in einem verschränkten Datenformat, insbesondere in einem YUV422-Datenformat, beschrieben beziehungsweise gespeichert werden.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass der dritte Bytewert durch eine vorbestimmte Konstante charakterisiert wird. Der dritte Bytewert, welcher beispielsweise für das zweite Byte vorgesehen ist, kann als die Konstante beziehungsweise als unveränderlicher Wert festgelegt werden. Die Konstante wird dann beispielsweise vor Beginn der Konvertierung festgelegt und ist dann somit Bestandteil der Codierung für die Konvertierung. Die Folge kann also sein, dass das zweite Byte immer mit dem gleichen Wert festgelegt wird, gleichgültig wie das erste Farbbild beschaffen ist. Vorteilhaft ist also wieder eine besonders gut zurückzuverfolgende Codierung der Konvertierung, wodurch der Bildinformationsgehalt des ersten Farbbilds nach der Konvertierung besonders effektiv und vollständig wiederherstellbar ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass das zweite Farbbild dadurch erzeugt wird, dass zuerst das erste Byte in einem Datenbereich des zweiten Farbbilds hinzugefügt wird und unmittelbar anschließend das zweite Byte zu dem Datenbereich zugefügt wird. Das bedeutet beispielsweise, dass das zweite Farbbild erzeugt wird, indem zuerst das erste Byte mit dem ersten Bytewert oder dem zweiten Bytewert hinzugefügt wird und unmittelbar anschließend das zweite Byte mit dem dritten Bytewert hinzugefügt wird. Daran anschließend wiederum kann sodann wieder mit dem nächsten ersten Byte fortgefahren werden, woran dann anschließend das nächste zweiten Byte angehängt wird. So wird von dem ersten Farbbild das Bit bestimmt, welches insbesondere an der ersten Position des ersten Farbbilds angeordnet ist, und anhand des Bits wird der erste Bytewert oder der zweite Bytewert ermittelt, welcher dann in Form des ersten Bytes an der ersten Position des zweiten Farbbilds angeordnet wird. An das erste Byte anschließend wird unabhängig von den Bits des ersten Farbbilds in dem zweiten Farbbild ein zweites Byte hinzugefügt, welches den dritten Bytewert aufweist. Falls noch nicht alle Bits des ersten Farbbilds durchlaufen sind, so wird beispielsweise das Bit an der zweiten Position des ersten Farbbilds bestimmt und demnach das erste Byte an der dritten Position des zweiten Farbbilds bestimmt. Diese Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, wenn das zweite Farbbild in einem verschränkten Datenformat, insbesondere in einem YUV422-Datenformat vorliegt, weil dann die gesamte Bildinformation des ersten Farbbilds in dem jeweiligen ersten Byte des zweiten Farbbilds, also in dem Y-Kanal des zweiten Farbbilds, abgespeichert werden kann. Dann kann der U-Kanal und der V-Kanal in dem zweiten Farbbild jeweils mit dem zweiten Bytewert, also insbesondere der Konstante, belegt werden. Es wird damit also eine Lösung bereitgestellt, um die Bildinformation des ersten Farbbilds in dem zweiten Farbbild so zu speichern, dass die Bildinformation in dem Datenbereich des ersten Farbbilds auch bei mehrfacher Konvertierung in verschiedene Datenformate erhalten bleibt beziehungsweise wiederhergestellt werden kann.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Farbbild bitweise durchlaufen wird und das jeweilige Bit des ersten Farbbilds als das jeweilige erste Byte des zweiten Farbbilds zu dem zweiten Farbbild hinzugefügt wird. Das bedeutet beispielsweise, dass das erste Farbbild Bit für Bit durchlaufen beziehungsweise abgearbeitet wird und das jeweilige Bit als das korrespondierende jeweilige erste Byte zu dem zweiten Farbbild hinzugefügt wird. Das Bit wird also durch den ersten Bytewert oder den zweiten Bytewert des ersten Bytes charakterisiert. Insbesondere wird das zweite Byte bei der Charakterisierung des ersten Farbbilds somit nicht benötigt. Die Anordnung des ersten Bytes und/oder des zweiten Bytes in dem zweiten Farbbild ist jedoch beliebig, vorzugsweise allerdings so, dass sich das erste Byte und das zweite Byte in dem zweiten Farbbild abwechseln und mit dem ersten Byte begonnen wird. Somit kann das zweite Farbbild so aufgebaut sein, dass das erste Byte hinzugefügt wird, dann das zweite Byte hinzugefügt wird, dann ein weiteres erstes Byte hinzugefügt wird und ein weiteres zweites Byte hinzugefügt wird. Wie bereits erwähnt, liegt dann das jeweilige erste Byte an einer ungeraden Position der Bytestellen des zweiten Farbbilds und das zweite Byte liegt jeweils an einer geraden Position der Bytestellen des zweiten Farbbilds. Um die Bytestellen zu ermitteln wird das zweite Farbbild als Vektor aufgebaut. Der Vorteil ist also, dass dadurch das gesamte erste Farbbild durchlaufen wird und somit die gesamte Bildinformation des ersten Farbbilds in dem zweiten Farbbild gespeichert werden kann, um die gesamte Bildinformation des ersten Farbbilds aus dem zweiten Farbbild oder einem mehrmals konvertierten zweiten Farbbild wiederzugewinnen beziehungsweise wiederherstellen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform ist beispielsweise vorgesehen, dass das zweite Farbbild nach der Konvertierung von dem ersten Farbbild in das zweite Farbbild in ein RGB-Farbmodell und/oder in ein RGB888-Datenformat umgewandelt wird. Die Umwandlung des zweiten Farbbilds in das RGB-Farbmodell und/oder das RGB888-Datenformat ist eine weitere Konvertierung. Das RGB888-Datenformat ist ein nicht verschränktes Datenformat. Vorteilhaft ist es also, dass wenn das zweite Farbbild in das RGB888-Datenformat konvertiert wird, eine Rückkonvertierung in beispielsweise ein verschränktes Datenformat möglich ist, ohne dass dabei ein Datenverlust beziehungsweise Bildinformationsverlust eintritt. Die Bildinformation des ersten Farbbilds kann also insbesondere auch dann wiederhergestellt werden, wenn das zweite Farbbild nach der Konvertierung einer weiteren Konvertierung in das RGB888-Datenformat unterzogen wird. Somit stellt das zweite Farbbild die Bildinformation des ersten Farbbilds beziehungsweise die Bits des ersten Farbbilds besonders effektiv für eine sichere weitere Konvertierung beziehungsweise Umwandlung bereit.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Farbbild nach der Konvertierung von dem ersten Farbbild in das zweite Farbbild anhand einer Codierungsvorschrift in das erste Farbbild zurückkonvertiert wird. Die Codierungsvorschrift stellt eine Regel zur Verfügung, mit welcher das erste Farbbild in das zweite Farbbild konvertiert wird und/oder mit welcher das erste Farbbild aus dem zweiten Farbbild, insbesondere verlustfrei, zurückkonvertiert werden kann. Das Konvertieren erfolgt daher besonders bevorzugt in der Art, dass die konvertierten Bildinformationen so aufbereitet und bereitgestellt sind, dass sie einfach wieder auf ihre ursprüngliche Bildinformation zurückgeführt werden können. Das Zurückkonvertieren bedeutet also, dass anhand des zweiten Farbbilds oder eines weiteren Farbbilds, welches aus einer weiteren Konvertierung des zweiten Farbbilds entstanden ist, das erste Farbbild insbesondere wiederhergestellt wird. Die weitere Konvertierung beschreibt insbesondere den Wechsel eines Datenformats, insbesondere eines Bilddatenformats. Durch diese Ausführung wird es also in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht das erste Farbbild auch nach einem zumindest einmal erfolgten Konvertieren des ersten Farbbilds in zumindest ein zweites Farbbild wieder vollständig zu erhalten. So kann das erste Farbbild beispielsweise in einem verschränkten Datenformat vorliegen. Nach der Konvertierung in das zweite Farbbild liegt dieses beispielsweise ebenfalls in dem verschränkten Datenformat vor. Wird das zweite Farbbild mit einer weiteren Konvertierung in ein nicht-verschränktes Datenformat und anschließend wieder in ein verschränktes Datenformat konvertiert, so kann das mehrmals konvertierte zweite Farbbild trotz dem mehrmaligen Konvertieren insbesondere vollständig und insbesondere wie es ursprünglich als das erste Farbbild vorgelegen ist zurückkonvertiert werden. Wird das erste Farbbild nicht in das zweite Farbbild konvertiert sondern unmittelbar von dem verschränkten Datenformat in das nicht-verschränkte Datenformat konvertiert und anschließend von dem nicht-verschränkten Datenformat in das verschränkte Datenformat, so kann das erste Farbbild üblicherweise nicht mehr wie ursprünglich vorgelegen erzeugt werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Kamera und einer Bildverarbeitungseinheit, welches dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, umfasst ein erfindungsgemäßes Kamerasystem.
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Zudem betrifft die Erfindung in einem weiteren unabhängigen Aspekt auch ein Verfahren zum Konvertieren eines ersten Farbbilds in ein zweites Farbbild. Als erstes Farbbild wird ein Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer Kamera des Kraftfahrzeugs erfasst. Von dem ersten Farbbild wird ein Bit bestimmt, welches zur Charakterisierung eines Bildpunkts des ersten Farbbilds beiträgt, wobei das Bit einen ersten Bitwert oder einen von dem ersten Bitwert unterschiedlichen zweiten Bitwert aufweist. Ein wesentlicher Gedanke dieses Aspekts ist, dass bei dem Konvertieren in das zweite Farbbild insbesondere eine Speicherbereichserweiterung des zweiten Farbbilds im Vergleich zu dem ersten Farbbild durchgeführt wird und dazu, dass das Bit durch zumindest ein Byte des zweiten Farbbilds repräsentiert wird.
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Es wird also das jeweilige Bit des ersten Farbbilds als das zumindest eine Byte des zweiten Farbbilds charakterisiert oder abgespeichert. Notwendig ist aber nicht, dass jedes Bit des ersten Farbbilds einem Byte des zweiten Farbbilds zugewiesen wird. So können beispielsweise bestimmte Bytes des zweiten Farbbilds auch mit einer Konstanten festgelegt werden. Die Bildinformation des ersten Farbbilds kann so bitweise in dem zweiten Farbbild gespeichert werden. Durch das Speichern in dem zweiten Farbbild kann die Bildinformation unterschiedlichen Bildumwandlungen unterzogen werden. Beispielsweise eine Transformation von einem YUV422-Datenformat zu einem RGB888-Datenformat und wieder zurück zu einem YUV422-Datenformat, ohne dass ein Bildinformationsverlust der Bildinformation auftritt. Die Bildinformation des ersten Farbbilds kann somit auch nach mehrmaliger Umwandlung des zweiten Farbbilds erhalten bleiben beziehungsweise effektiv wiederhergestellt werden.
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Ausführungen des ersten unabhängigen Aspekts betreffend das Verfahren sind als vorteilhafte Ausführungen des zweiten Aspekts des Verfahrens anzusehen.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kamerasystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 in schematischer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Kamerasystem;
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2 in schematischer Darstellung eine Konvertierung von einem ersten Farbbild in ein zweites Farbbild;
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3 in schematischer Darstellung eine Konvertierung von dem ersten Farbbild in das zweite Farbbild, wobei das erste Farbbild und das zweite Farbbild in einem YUV422-Datenformat vorliegen; und
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4 in schematischer Darstellung eine Konvertierung von dem ersten Farbbild in das zweite Farbbild, wobei das zweite Farbbild durch einen ersten Farbwert und einen zweiten Farbwert charakterisiert wird.
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In 1 ist schematisch eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Kamerasystem 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Kamerasystem 2 umfasst im Ausführungsbeispiel eine Kamera 3 und eine Bildverarbeitungseinheit 4. Die Kamera 3 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel an einem Heck 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Anordnung der Kamera 3 ist jedoch vielfältig möglich, vorzugsweise allerdings so, dass ein Umgebungsbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden kann. Insbesondere ist auch eine Mehrzahl von Kameras 3 vorgesehen. Die Mehrzahl von Kameras 3 ist vorzugsweise so angeordnet, dass der Umgebungsbereich 6 um das Kraftfahrzeug 1 herum vollständig erfasst werden kann. Die Bildverarbeitungseinheit 4 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel zentral an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet. Die Bildverarbeitungseinheit 4 kann allerdings auch in der Kamera 3 integriert sein oder aber als separate Einheit ausgebildet sein und beliebig an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein.
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Die Kamera 3 ist eine CMOS-Kamera (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) oder aber eine CCD-Kamera (Charge-Cuppled Device) oder eine beliebige Bilderfassungseinrichtung, welche ein Einzelbild von dem Umgebungsbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 bereitstellen kann. Die Kamera 3 ist insbesondere eine Videokamera, welche kontinuierlich eine Bildsequenz von Einzelbildern (Frame) bereitstellt. Die Bildverarbeitungseinheit 4 verarbeitet dann insbesondere die Bildsequenz der Einzelbilder beispielsweise in Echtzeit.
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2 zeigt ein erstes Farbbild 7, welches beispielsweise mit der Kamera 3 bereitgestellt wird. Das erste Farbbild 7 umfasst insbesondere einen Farbkanal 8. Das erste Farbbild 7 ist so dargestellt, dass jeweils ein Bit 9 des ersten Farbbilds 7 bestimmt worden ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2 ist das Bit 9 in dem ersten Farbbild 7 achtmal bestimmt worden. Das Bit 9 wird also bestimmt, indem das erste Farbbild 7 bitweise betrachtet wird beziehungsweise bitweise durchlaufen wird beziehungsweise Bit für Bit durchgegangen wird und für jedes Bit 9 ein erster Bitwert 10 oder ein zweiter Bitwert 11 ermittelt wird. Das Bit 9 ist als Maßeinheit für die Datenmenge digital repräsentierter Daten beziehungsweise für das erste Farbbild 7 zu verstehen. Das Bit 9 verwendet binäre Elementzustände und weist deshalb insbesondere ausschließlich den ersten Bitwert 10 und den zweiten Bitwert 11 auf. Das erste Farbbild 7 ist jedoch kein Binärbild.
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Das erste Farbbild 7 wird also gemäß 2 konvertiert, indem das Bit 9 an einer ersten Position 12 in ein Byte 13 eines zweiten Farbbilds 14 an einer ersten Position 15 des zweiten Farbbilds 14 konvertiert wird. Das zweite Farbbild 14 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel den Farbkanal 8. Das Byte 13 des zweiten Farbbilds besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel insbesondere aus acht Bit. Das Bit 9 an der ersten Position 12 des ersten Farbbilds 7 wird also nach dem Konvertieren durch das Byte 13 an der ersten Position 15 des zweiten Farbbilds 14 repräsentiert. Das Bit 9 bekommt also abhängig von dem ersten Bitwert 10 oder dem zweiten Bitwert 11 einen ersten Farbwert 16 eines Farbbildpunkts 17 des zweiten Farbbilds 14 oder einen zweiten Farbwert 18 des Farbbildpunkts 17 zugewiesen.
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Gemäß 2 ist der Farbbildpunkt 17 durch das Byte 13 charakterisiert. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der Farbbildpunkt 17 durch mehrere Bytes 13 des zweiten Farbbilds 14 charakterisiert ist. Der Farbbildpunkt 17 kann auch als „Pixel“ oder Bildelement bezeichnet werden. Wie vorliegend in 2 gezeigt, wirkt sich das Konvertieren auf die Datenmenge des zweiten Farbbilds 14 so aus, dass das zweite Farbbild 14 achtmal so groß ist wie das erste Farbbild 7. Der Grund ist, dass das Byte 13 achtmal ein Bit enthält. Das Bit 9 wird also gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2 mit achtmal einem Bit – dem Byte 13 – des zweiten Farbbilds 14 beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel von 2 weist das zweite Farbbild 14 nur einen Farbkanal 8 auf. Somit steht jedes Byte 13 für den jeweiligen korrespondierenden Farbbildpunkt 17.
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3 zeigt das erste Farbbild 7 mit jeweils dem ersten Bitwert 10 und jeweils dem zweiten Bitwert 11. Das erste Farbbild 7 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel aus acht Bits 9 zusammengesetzt. Es wird jedem Bit 9 des ersten Farbbilds 7 das jeweilige Byte 13 zugewiesen. Für den ersten Bitwert 10 wird ein erster Bytewert 19 eines ersten Bytes 20 zugewiesen. Für den zweiten Bitwert 11 wird ein zweiter Bytewert 21 des ersten Bytes 20 zugewiesen. Das erste Byte 20 des zweiten Farbbilds 14 befindet sich insbesondere an einer ungeraden Positionsnummer des jeweiligen Bytes 13 des zweiten Farbbilds 14. Das zweite Farbbild 14 liegt beispielsweise in einem YUV422-Datenformat vor und weist insbesondere eine Farbtiefe von acht Bit und drei Farbkanäle 8 auf. Somit wird in dem jeweiligen Byte 13 des zweiten Farbbilds 14 an einer ungeraden Position, also beispielsweise an der ersten oder der dritten oder der fünften Position des Bytes 13 ein Helligkeitswert eines Y-Kanals des YUV422-Datenformats gespeichert. Im Gegensatz dazu wird an einer geraden Position des jeweiligen Bytes 13 des zweiten Farbbilds 14 ein Chrominanzwert, also ein U-Kanal oder ein V-Kanal des YUV422-Datenformats abgespeichert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 wird an die gerade Position des Bytes 13 ein zweites Byte 22 des zweiten Farbbilds 14 gesetzt. Das zweite Byte 22 weist einen dritten Bytewert 23 auf. Der dritte Bytewert 23 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel eine vorbestimmte Konstante und wird mit dem Wert 128 charakterisiert.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 ist das zweite Farbbild 14 bezüglich der Dateigröße beziehungsweise der Datenmenge 16 mal größer als das erste Farbbild 7. Dieser Faktor 16 ergibt sich, weil jedes Bit 8 des ersten Farbbilds 7 durch das Byte 13 charakterisiert wird und somit ein Faktor 8 entsteht. Zudem wird nach jedem ersten Byte 20 das zweite Byte 22 zu dem zweiten Farbbild 14 hinzugefügt. Somit ergibt sich nochmal ein Faktor 2. Der Faktor 8 multipliziert mit dem Faktor 2 ergibt den endgültigen Faktor 16.
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Falls das zweite Farbbild 14 gemäß 3 in dem YUV422-Datenformat vorliegt, so wird der Farbbildpunkt 17 des zweiten Farbbilds 14 durch einmal das erste Byte 20 und einmal das unmittelbar danach anschließende zweite Byte 22 charakterisiert. Zwei der unmittelbar benachbarten Bytes 13 ergeben also den Farbbildpunkt 17.
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4 zeigt das zweite Farbbild 14 nicht byteweise wie 3, sondern farbbildpunktweise. Der Farbbildpunkt 17 wird also durch das erste Byte 20 und das zweite Byte 22 charakterisiert. Es wird der erste Bitwert 10, welcher beispielsweise 0 betragen kann, durch den ersten Farbwert 16 charakterisiert, welcher beispielsweise schwarz sein kann. Analog dazu kann der zweite Bitwert 11 beispielsweise 1 betragen und durch den zweiten Farbwert 18 beschrieben werden, welcher beispielsweise weiß sein kann. 4 zeigt also, wie die Bits 9 des ersten Farbbilds 7 nach dem Konvertieren in das zweite Farbbild 14 mit dem ersten Farbwert 16 oder dem zweiten Farbwert 18 beschrieben werden.
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Durch das Konvertieren des ersten Farbbilds 7 in das zweite Farbbild 14 kann die Bildinformation des ersten Farbbilds 7 derart in dem zweiten Farbbild 14 gespeichert werden, dass nach einer weiteren Konvertierung beziehungsweise Umwandlung des zweiten Farbbilds 14 in ein anderes Datenformat, beispielsweise ein RGB888-Datenformat, und einer Rückkonvertierung in das YUV422-Datenformat die Bildinformation des ersten Farbbilds 7 erhalten bleibt. Der Grund ist, dass beispielsweise der erste Farbwert 16 und der zweite Farbwert 18 bei der weiteren Konvertierung unverändert bleiben. Es ist jedoch nötig, die Codierung beziehungsweise die Codierungsvorschrift zu kennen, mit welcher das erste Farbbild 7 in das zweite Farbbild 14 konvertiert wurde. Anhand der Codierung kann das erste Farbbild 7 verlustfrei aus dem zweiten Farbbild 14 oder einem mehrfach in andere Datenformate konvertierten Farbbild 14 verlustfrei wiederhergestellt werden. Das RGB888-Datenformat ist ein nicht-verschränktes Datenformat, bei welchem der jeweilige Farbkanal jeweils für jeden Farbbildpunkt 17 einen Speicherbereich von einem Byte belegt. Der jeweilige Farbbildpunkt 17 in 4 weist eine Mehrzahl von Farbkanälen 8 auf.
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Die Codierungsvorschrift stellt eine Regel zur Verfügung, mit welcher das erste Farbbild 7 in das zweite Farbbild 14 konvertiert wird und/oder mit welcher das erste Farbbild 7 aus dem zweiten Farbbild 14 zurückkonvertiert werden kann. Das Zurückkonvertieren bedeutet also, dass anhand des zweiten Farbbilds 14 oder eines weiteren Farbbilds, welches aus einer weiteren Konvertierung des zweiten Farbbilds 14 entstanden ist und beispielsweise zwischenzeitlich in dem RGB888-Datenformat vorgelegen hat, das erste Farbbild 7 wiederhergestellt werden kann.
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Sowohl das erste Farbbild 7 wie auch das zweite Farbbild 14 werden bezüglich der Konvertierung auf einen jeweiligen Datenbereich 24 beschränkt. Der Datenbereich 24 ist der Bereich der Bilddatei, welcher keine Metadaten oder sonstige Nicht-Bildinformationen sondern die reine sichtbare Bildinformation enthält.
