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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Größenkalibrierung
eines von einem Objekt elektronisch erzeugten Bildes, das von einem
optischen Instrument mit einer nachgeschalteten, in verschiedenen
Wiedergabemodi betreibbaren digitalen Kamera erzeugt wird. Weiterhin
betrifft die Erfindung ein System zur Größenkalibrierung eines von einem Objekt
elektronisch erzeugten Bildes mit einem optischen Instrument zur
Abbildung des Objektes, einer dem optischen Instrument nachgeschalteten
digitalen Kamera zur Darstellung des Bildes, wobei die Kamera verschiedene
Wiedergabemodi besitzt, und mit Kalibrierungsmittel zur Zuordnung
einer Objektabmessung zu einer ausgewählten Bildabmessung. Schließlich betrifft
die Erfindung noch ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens auf
einer Recheneinheit.
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Zur Vermessung von abgebildeten Objektstrukturen
werden einem ausgewählten
Bildbereich die Abmessungen des zugehörigen Objektbereichs zugeordnet
und angegeben oder angezeigt. Bei der vorausgehenden Größenkalibrierung
werden beispielsweise bei einem digitalen Bild die Länge und Höhe eines
Pixels der Länge
und Höhe
des entsprechenden Objektbereichs zugeordnet. Zur Abmessung einer
Objektstruktur wird diese markiert, die Anzahl der zugehörigen Pixel
ermittelt und anhand des Kalibrierungswertes die Abmessung in der
Objektebene bestimmt. Dieses Verfahren wird insbesondere zur Vermessung
mikroskopischer Strukturen verwendet, wobei hier beispielsweise
im Falle eines Mikroskops zu jeder optischen Vergrößerung die
einem Pixel entsprechende Objektgröße beispielsweise in Form einer
Look-up-Tabelle hinterlegt wird. Beispielsweise beträgt die Pixelgröße (etwa
in horizontaler Richtung) bei einer 10-fachen optischen Vergrößerung 1 μm, bei einer
20-fachen Vergrößerung 0,5 μm, bei einer
40-fachen Vergrößerung 0,25 μm im Objektraum
und so fort. Weicht die Pixelgröße in horizontaler
Richtung von derjenigen in vertikaler Richtung ab, so sind die Tabelleneinträge entsprechend zu
erweitern. Zur Kalibrierung eines Bildes wird dann entsprechend
der gewählten
Bildaufnahmebedingungen (meist die jeweilige optische Vergrößerung)
der entsprechende Listeneintrag ausgewählt, um die zugehörige Pixelgröße, d. h.
den aktuellen Kalibrierungswert, zu erhalten.
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Es sind verschiedene Methoden bekannt, um
bei optischen Instrumenten mit unterschiedlich wählbaren Vergrößerungen
die entsprechenden Kalibrierungswerte zu gewinnen.
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Bei einer ersten Methode, im folgenden
Listenmethode, wird ein Mikrometerobjekt, beispielsweise ein Gitter
mit vorgegebenen Gitterabstand, in das optische Instrument eingebracht,
wobei die optische Vergrößerung des
Instruments bekannt ist. Das Mikrometerobjekt wird abgebildet und
das entsprechende Bild wird beispielsweise auf einem Computerbildschirm
dargestellt. Auf dem Bild des Mikrometerobjekts wird nunmehr ein
Abstand (beispielsweise in horizontaler Richtung) markiert und die
Anzahl der Pixel innerhalb dieses Abstands ermittelt. Aus dem Verhältnis der
tatsächlichen
Länge des
Abstandes, der bei den vorhandenen Mikrometerobjekt bekannt ist,
und der Anzahl der Pixel ergibt sich nun der Kalibrierungswert für die gewählte oder
vorgegebene optische Vergrößerung des
Instruments.
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Im Unterschied zur nachstehend erläuterten mathematischen
Methode wird bei der Listenmethode nunmehr für jede mögliche Einstellung des optischen
Instruments (typischerweise für
jede mögliche optische
Vergrößerung)
der zugehörige
Kalibrierungswert berechnet und in einer Liste oder Look-up-Tabelle gespeichert.
Im Gegensatz hierzu wird bei der mathematischen Methode der zu einer bestimmten
optischen Vergrößerung abgespeicherte Kalibrierungswert
auch für
mit einer anderen optischen Vergrößerung aufgenommene Bilder
verwendet, indem der gespeicherte Kalibrierungswert an Hand des
Verhältnisses
der Vergrößerungen
(abgespeicherte Bezugsvergrößerung und
aktuell verwendete Vergrößerung)
modifiziert wird.
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Häufig
wird dem optischen Instrument eine digitale Kamera nachgeschaltet,
die das Bild des optischen Instruments weiterverarbeitet, aufzeichnet und/oder
an einen Computer weiterleitet, an dessen Monitor es einem Benutzer
angezeigt wird. Digitale Kameras können jedoch meist in verschiedenen
Wiedergabemodi betrieben werden. Beispielsweise existiert von der
Anmelderin eine digitale Kamera „DC 100" mit einem normalen Wiedergabemodus
(765 × 581
Pixel) und einem interpolierten Wiedergabemodus (1.146 × 871 Pixel)
oder etwa die digitale Kamera „DC
350 F" mit einem
normalen Modus von 1.300 × 1.030
Pixel und einem Binning-Modus von 650 × 515 Pixel. Die genannten
Größenkalibrierungsverfahren sind
fehlerfrei nur dann anwendbar, wenn eine digitale Kamera in genau
dem Wiedergabemodus betrieben wird, in dem die Eichung stattfand.
Wird in einen anderen Modus umgeschaltet, muss eine erneute Größenkalibrierung
vorgenommen werden, da aufgrund der sich ändernden Pixelzahl pro Bildbereich der
bisherige Kalibrierungswert falsche Ergebnisse bei der Vermessung
liefern würde.
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Üblicherweise
wird daher eine Liste mit Kalibrierungswerten für jeden möglichen Kamerawiedergabemodus
erzeugt und hinterlegt. Da es eine Fülle von Wiedergabemodi geben
kann (beispielsweise Normal, Binning, Interpolated, Multi-Shot,
...), führt die
bisherige Methode zu langen Listen, insbesondere wenn zusätzlich jede
mögliche
Vergrößerung des optischen
Instruments berücksichtigt
wird. Es hat sich herausgestellt, dass das Erzeugen der Listen (Look-up-Tabellen)
sowie die Zugriffszeiten auf die Tabelleneinträge beim Vermessen eines Objektes zeitintensiv
sind und zudem die Gefahr in sich bergen, dass ein falscher Kameramodus
aus der Liste ausgewählt
wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Größenkalibrierung
anzugeben, mit dem die Größenvermessung
von Objektbereichen möglich
wird, die von einem optischen Instrument und einer nachgeschalteten
digitalen Kamera mit verschiedenen Wiedergabemodi auf einem Bildanzeigegerät ab(ebildet
werden. Die Größenkalibrierung
soll für
die verschiedenen Wiedergabemodi der digitalen Kamera in kurzer
Zeit zuverlässige
Werte liefern, die eine fehlerfreie Objektvermessung ermöglichen.
Die Erfindung soll weiterhin ein entsprechendes System zur Größenkalibrierung
sowie ein Computerprogramm(-produkt) hierzu zur Verfügung stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zunächst
für einen
vorgegebenen Wiedergabemodus ein Bezugskalibrierungswert bestimmt
und zusammen mit dem vorgegebenen Wiedergabemodus abgespeichert
wird, wobei der Bezugskalibrierungswert das Verhältnis einer (bekannten) Objektabmessung
zu der entsprechenden Bildabmessung angibt, und dass nach diesem
Eichvorgang zur Größenkalibrierung
mittels Vergleich des abgespeicherten Wiedergabemodus mit dem aktuell verwendeten
Wiedergabemodus ein Korrekturfaktor bezüglich des Wiedergabemodus abgeleitet
wird, aus dem zusammen mit dem abgespeicherten Bezugskalibrierungswert
der aktuelle Kalibrierungswert berechnet wird.
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Erfindungsgemäß genügt folglich die Eichung des
Kamerasystems bei einem (beliebig) vorgegebenen Wiedergabemodus,
wobei in der Liste dieser verwendete Wiedergabemodus abgespeichert werden
muss. Wird im laufenden Betrieb eine Größenvermessung vorgenommen,
so wird der aktuelle Kalibrierungswert aus den abgespeicherten Größen berechnet.
Durch Vergleich des aktuellen Wiedergabemodus mit dem abgespeicherten
Wiedergabemodus wird ein Korrekturfaktor abgeleitet, aus dem sich zusammen
mit dem abgespeicherten Bezugskalibrierungswert dann der aktuelle
Kalibrierungswert ergibt.
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Der aktuelle Wiedergabemodus der
Kamera kann manuell eingegeben oder automatisch ermittelt werden.
Im letzteren Fall kann die für
die Größenkalibrierung
zuständige
Software den aktuell verwendeten Kamerawiedergabemodus abfragen,
oder aber die digitale Kamera übermittelt
den aktuellen Wiedergabemodus an die betreffende Software.
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Die Erfindung ist bei nur einer einzigen
Vergrößerungseinstellung
des optischen Instruments aber auch bei verschieden wählbaren
optischen Vergrößerungseinstellungen
anwendbar. Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Vergrößerungseinstellung" oder „Vergrößerungsfaktoren" des optischen Instruments
stellvertretend für
die verschiedenen Einstellungen des optischen Instruments stehen. Da
diese verschiedenen Einstellungen in der Regel jedoch die Vergrößerung des
optischen Instruments betreffen, beschränken sich nachstehende Erläuterungen
auf diesen Fall.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung
wird diese mit der Eingangs erwähnten
Listenmethode kombiniert, indem für jeden Vergrößerungsfaktor
des optischen Instruments jeweils ein Bezugskalibrierungswert bestimmt
und abgespeichert wird. Ändert sich
die Vergrößerungseinstellung
des optischen Instruments, so wird in der abgespeicherten Liste
der zum zugehörigen
Vergrößerungsfaktor
gehörige
Bezugskalibrierungswert ermittelt, wobei auch der abgespeicherte
Wiedergabemodus der Kamera abgefragt wird. Anschließend wird,
wie bereits oben beschrieben, durch Vergleich des abgespeicherten Wiedergabemodus
mit dem aktuell verwendeten Wiedergabemodus ein Korrekturfaktor
bezüglich
des Wiedergabemodus abgeleitet und hieraus zusammen mit dem abgespeicherten
Bezugskalibrierungswert der aktuelle Kalibrierungswert berechnet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird
die Erfindung mit der Eingangs erwähnten mathematischen Methode
dadurch kombiniert, dass für einen
(beliebig) vorgegebenen Vergrößerungsfaktor des
optischen Instruments ein Bezugskalibrierungswert bestimmt und mit
dem vorgegebenen Vergrößerungsfaktor
abgespeichert wird. Erfindungsgemäß besteht der Listeneintrag
dann folglich aus drei Größen, nämlich dem
vorgegebenen Wiedergabemodus, dem vorgegebenen Vergrößerungsfaktor
und dem entsprechenden Bezugskalibrierungswert. Die aktuelle Größenkalibrierung
wird dann vorgenommen, indem der aktuell verwendete Vergrößerungsfaktor
mit dem abgespeicherten Vergrößerungsfaktor verglichen
und ein Korrekturfaktor für
den abgespeicherten Bezugskalibrierungswert bezüglich des Vergrößerungsfaktors
abgeleitet wird. Anschließend wird
durch Vergleich des aktuell verwendeten Wiedergabemodus der Kamera
mit dem abgespeicherten Wiedergabemodus ein Korrekturfaktor bezüglich des
Wiedergabemodus abgeleitet. Aus den beiden ermittelten Korrekturfaktoren wird
dann zusammen mit dem abgespeicherten Bezugskalibrierungswert der
aktuelle Kalibrierungswert berechnet.
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Der Bezugskalibrierungswert setzt
eine bekannte Objektabmessung in Bezug zu einer Bildabmessung auf
dem Bildanzeigegerät.
Es ist vorteilhaft, die Bildabmessung als Anzahl der Pixel anzugeben. Sollte
die Pixelgröße in horizontaler
Richtung von derjenigen in vertikaler Richtung unterschiedlich sein,
ist es notwendig, diese beiden Richtungen zu unterscheiden. In diesem
Fall können
unterschiedliche Bezugskalibrierungswerte für die horizontale und die vertikale
Richtung ermittelt und abgespeichert werden oder aber aus einem
abgespeicherten Bezugskalibrierungswert für eine Richtung der entsprechende
Bezugskalibrierungswert für
die andere Richtung berechnet werden.
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Als Korrekturfaktor für den Bezugskalibrierungswert
bezüglich
des Wiedergabemodus wird vorteilhafterweise das Verhältnis der
Anzahl der Pixel, die die digitale Kamera liefert, im vorgegebenen,
abgespeicherten Wiedergabemodus zu der Anzahl der Pixel im aktuell
verwendeten Wiedergabemodus innerhalb eines fest vorgegebenen Bildbereichs
verwendet. In diesem Fall kann durch einfache Multiplikation des
Bezugskalibrierungswertes mit dem genannten Korrekturfaktor der
aktuelle Kalibrierungswert berechnet werden. In gleicher Weise kann
der Korrekturfaktor bezüglich
des Vergrößerungsfaktors des
optischen Instruments als Verhältnis
des abgespeicherten Vergrößerungsfaktors
zum aktuell verwendeten Vergrößerungsfaktor
angegeben werden. In diesem Fall wird der aktuelle Kalibrierungswert durch
Multiplikation des abgespeicherten Bezugskalibrierungswertes mit
dem Korrekturfaktor bezüglich des
Wiedergabemodus sowie mit dem Korrekturfaktor bezüglich des
Vergrößerungsfaktors
einfach berechnet.
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Der Kameramodus kann, wie bereits
oben erwähnt,
zur aktuell vorzunehmenden Größenkalibrierung
manuell eingegeben oder automatisch bestimmt werden. Gleiches gilt
für den
aktuell verwendeten Vergrößerungsfaktor
des optischen Instruments.
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Ein System zur Größenkalibrierung eines von einem
Objekt elektronisch erzeugten Bildes weist ein optisches Instrument
zur Abbildung des Objektes, eine dem optischen Instrument nachgeschaltete
digitale Kamera, die verschiedene Wiedergabemodi besitzt, zur Darstellung
des Bildes, wobei eventuell ein weiteres Anzeigesystem vorhanden
sein kann (beispielsweise ein Computer mit Anzeigemonitor zur weiteren
Speicherung und Verarbeitung der Bilder), sowie Kalibrierungsmittel
zur Zuordnung einer Objektabmessung zu einer ausgewählten Bildabmessung
auf. Herkömmliche
Kalibrierungsmittel werden mittels einer bekannten Objektabmessung
geeicht und ordnen dann einer ausgewählten Bildabmessung die entsprechende
Objektabmessung zu. Erfindungsgemäß weist das genannte System
eine Speichereinheit zur Vorabspeicherung eines Bezugskalibrierungswertes
auf, der das Verhältnis
von Objektabmessung zu Bildabmessung bei einem vorgegebenen Wiedergabemodus
der Kamera darstellt, wobei die Speichereinheit auch den zugehörigen Wiedergabemodus
speichert. Weiterhin ist eine Recheneinheit zur Berechnung des aktuellen
Kalibrierungswertes aus dem abgespeicherten Kalibrierungswert mittels
eines Korrekturfaktors bezüglich des
Wiedergabemodus vorgesehen, wobei dieser Korrekturfaktor aus dem
Vergleich des aktuell verwendeten Wiedergabemodus mit dem abgespeicherten
Wiedergabemodus abgeleitet wird. Die vorgeschlagene Speicher- und
Recheneinheit ermöglichen somit
die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Größenkalibrierung.
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Weist das oben genannte System ein
optisches Instrument auf, das mit verschiedenen Vergrößerungsfaktoren
betreibbar ist, ist mit Vorteil die Speichereinheit zur Vorabspeicherung
von Bezugskalibrierungswerten für
jeden möglichen
Vergrößerungsfaktor
des optischen Instruments ausgelegt.
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Alternativ kann in diesem Fall die
Speichereinheit ausgelegt sein zur Vorabspeicherung eines ersten
Bezugskalibrierungswertes für
einen vorgegebenen Vergrößerungsfaktor
des optischen Instruments sowie zur Speicherung dieses Vergrößerungsfaktors
und die Recheneinheit ausgelegt sein zur Berechnung eines Korrekturfaktors
bezüglich
des Vergrößerungsfaktors,
wobei dieser Korrekturfaktor durch Vergleich des aktuellen Vergrößerungsfaktors mit
dem abgespeicherten Vergrößerungsfaktor
bestimmt wird, wobei dieser Korrekturfaktor neben dem Korrekturfaktor
bezüglich
des Wiedergabemodus als weiterer Korrekturfaktor bei der Berechnung
des aktuellen Kalibrierungswertes berücksichtigt wird.
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Das optische Instrument besteht aus
einem Mikroskop oder einem Makroskop, insbesondere mit einstellbarer
optischer Vergrößerung (beispielsweise auch
mit einem Vergrößerungswechsler
wie einem Zoom).
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Es ist vorteilhaft, Mittel vorzusehen,
die den aktuell verwendeten Wiedergabemodus und/oder Vergrößerungsfaktor
an die Recheneinheit des Systems übermitteln oder eine Abfrage
der Recheneinheit nach dem aktuell verwendeten Wiedergabemodus und/oder
Vergrößerungsfaktor
ermöglichen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich zweckmäßigerweise
mittels eines Computerprogramms durchführen, das auf einer geeigneten Rechnereinheit
ausgeführt
wird. Im einfachsten Falle lassen sich die notwendigen Berechnungen
auf die Rechenoperationen Division und Multiplikation beschränken. Sinnvollerweise
wird das Computerprogramm auf der erwähnten Recheneinheit des erfindungsgemäßen System
ausgeführt.
Das Computerprogramm kann auf geeigneten Datenträgern, wie EEPROMs, Flash-Memories,
aber auch auf CD-ROMS, Disketten oder Festplattenlaufwerken gespeichert
sein. Das Computerprogramm greift auf die gespeicherten Daten, nämlich den
abgespeicherten Wiedergabemodus und den entsprechend abgespeicherten
Bezugskalibrierungswert, zu, ermittelt den aktuellen Wiedergabemodus
der Kamera und berechnet anschließend hieraus den aktuellen
Kalibrierungswert. In der bereist beschriebenen Weise kann das Computerprogramm
zusätzlich
verschiedene Vergrößerungsfaktoren
des optischen Instruments berücksichtigen.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel
an Hand der beigefügten
Zeichnungen die Erfindung und deren Vorteile näher erläutern.
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1 zeigt
schematisch ein System zur Bildaufnahme sowie zur Größenkalibrierung
und Bildanalyse ( 1a)
sowie beispielhaft den Vorgang zur Vermessung von Objektstrukturen
gemäß Stand
der Technik ( 1b),
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2 zeigt
in schematischer Darstellung ein System zur Bildaufnahme sowie zur
Größenkalibrierung
und Bildanalyse gemäß Erfindung
(2a) sowie den ersten
Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Größenkalibrierung
(2b) und
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3 zeigt
den zweiten Schritt der erfindungsgemäßen Größenkalibrierung zur Bildanalyse und
Größenvermessung.
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1a zeigt
schematisch ein System zur Größenkalibrierung
von Bildbereichen eines von einem Objekt elektronisch erzeugten
Bildes, das in diesem Ausführungsbeispiel
auf dem Monitor 2 eines Computers 4 dargestellt
wird. Das System weist weiterhin ein optisches Instrument, hier
ein Mikroskop 1 zur Abbildung des Objektes auf sowie eine
nachgeschaltete digitale Kamera 3. Die Kamera 3 liefert
Einzelbilder oder Bildsequenzen an den Computer 4, der diese
Bilder zwischenspeichert, um sie auf dem Monitor 2 darzustellen.
Der Computer 4 kann in üblicher Weise
zur Speicherung und/oder Verarbeitung der Bilder verwendet werden.
Das dargestellte System dient zur Darstellung und Vermessung von
Objektstrukturen, die nur mit Hilfe eines Mikroskops erkennbar werden.
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In 1b ist
das Beispiel einer Bildanalyse durch Größenvermessung dargestellt.
Den Bildern 11 und 12 wird hierzu in diesem Beispiel
eine Skala 13 durch Einblenden überlagert, die die Größenverhältnisse
im Objektraum, d. h. auf dem Objekt selbst angeben. Häufig wird
zur aktuellen Größenvermessung
mittels eines Zeigeinstruments (Maus) die zu vermessende Objektstruktur
markiert und anschließend
das Ergebnis der Größenvermessung
angezeigt. Die Bilder 11 und 12 sind den ursprünglichen Bildern 8 bzw. 9 zugeordnet,
wobei diese in verschiedenen Wiedergabemodi der Kamera 3 aufgenommen
sind. So ist beispielsweise das Bild 8 im Wiedergabemodus
764 × 581
Pixel, das Bild 9 im Modus 1.146 × 871 Pixel aufgenommen. Um
die Messung fehlerfrei durchführen
zu können,
muss entsprechend dem Wiedergabemodus der Kamera 3 der
Kalibrierungswert angepasst werden. Dies ist in diesem Beispiel
ersichtlich an der sich ändernden
Größe der Skala 13.
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In vorliegendem Beispiel besitzt
die Kamera 3 zwei verschiedene Wiedergabemodi, das Mikroskop
besitzt verschiedene optische Vergrößerungseinstellungen (10x, 20x, 40x, 50x, 100x,...).
Bisher musste nun zu jedem Vergrößerungsfaktor
sowie zu jedem Wiedergabemodus der Kamera 3 der entspre chende
Kalibrierungswert (oder Skalierungsfaktor) einer Tabelle 10 entnommen
werden. Die Kalibrierungswerte werden üblicherweise durch Abbildung eines
Mikrometerobjektes bekannter Abmessungen und anschließende Zuordnung
einer bekannten Objektabmessung zur entsprechenden Bildabmessung erhalten.
Dieses Eichverfahren ist somit für
jeden Wiedergabemodus und für
jede optische Vergrößerung durchzuführen, was
sich aufwendig gestaltet. Weiterhin muss bei der Bildanalyse eine
große
Tabelle 10 durchgesucht werden, um den richtigen Kalibrierungswert/Skalierungsfaktor
zu erhalten. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und es besteht die
Möglichkeit
des Zugriffs auf falsche Tabelleneinträge.
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2 zeigt
nunmehr ein erfindungsgemäßes System
zur Größenkalibrierung
und Bildanalyse, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche Systemelemente
hindeuten. Der Computer 4 des erfindungsgemäßen Systems
weist eine Speichereinheit zur Vorabspeicherung eines Bezugskalibrierungswertes 21c und
dessen Einheit 21d (siehe 2b),
der das Verhältnis
von Objektabmessung zu Bildabmessung bei einem vorgegebenen Wiedergabemodus 21b der Kamera 3 darstellt,
sowie zur Speicherung des zugehörigen
Wiedergabemodus 21b auf. Diese Speicherung kann in Form
einer in 2b dargestellten
Tabelle 21 erfolgen. Weiterhin weist das erfindungsgemäße System
eine Recheneinheit zur Berechnung des aktuellen Kalibrierungswertes
aus dem abgespeicherten Bezugskalibrierungswert 21c, 21d auf.
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Die in diesem Ausführungsbeispiel
verwendete Kamera 3 besitzt verschiedene Wiedergabemodi 21b,
die in der Tabelle 21 mit „normal", „interpolated", „Binning" bezeichnet sind.
Das verwendete Mikroskop 1 kann in verschiedenen optischen
Vergrößerungseinstellungen
betrieben werden, die in der Tabelle 21 in der Spalte 21a wiedergegeben
sind. Die Speichereinheit des erfindungsgemäßen Systems ist nun so ausge legt,
dass jeweils ein Bezugskalibrierungswert 21c, 21d zu
einem vorgegebenen Wiedergabemodus 21b und einem vorgegebenen
Vergrößerungsfaktor 21a in
Form einer Tabelle 21 gespeichert wird. Dieser erste Schritt
(Eichung) des Kalibrierungsverfahrens erfolgt beispielsweise in
herkömmlicher
Weise mittels eines Mikrometerobjektes bekannter Abmessung. Erfindungsgemäß wird nun
jedoch der Wiedergabemodus 21b der Kamera 3 miterfasst
und abgespeichert. Hierzu liefert die Kamera 3 das digitale
Bild 15 sowie den jeweiligen Wiedergabemodus 16,
während
das Mikroskop 1 den Vergrößerungsfaktor 17 als
Information weitergibt. Bei quadratischen, d. h. in Höhe und Länge gleich
großen
Pixel wird nun auf dem digitalen Bild 15 eine Objektstrecke
bekannter Abmessung markiert, die Anzahl der zugehörigen Pixel
der digitalen Kamera erfasst und der entsprechende Bezugskalibrierungswert
berechnet. Dieser im Schritt 18 berechnete Wert gibt beispielsweise
die einer Pixelbreite/-höhe
entsprechende Größe im Objektraum
an. Das Ergebnis des Schrittes 18 ist die dargestellte
Tabelle 21. In diesem Beispiel ist zu jedem Vergrößerungsfaktor 21a und einem
bestimmten Kamerawiedergabemodus 21b ein Bezugskalibrierungswert
aufgeführt,
der sich in einer numerischen Größe 21c und
der zugehörigen Einheit 21d aufteilt.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird nun der Vorgang der Größenvermessung
bei einer Bildanalyse beschrieben.
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Die digitale Kamera 3 liefert
hierzu neben dem digitalen Bild 15 auch die Information
zum aktuellen Wiedergabemodus 16. Das Mikroskop 1 liefert die
Information über
den aktuellen Vergrößerungsfaktor 17.
Diese Informationen können
entweder aktiv an die Recheneinheit des Systems gegeben werden,
oder sie werden von dieser Recheneinheit abgefragt. Im Schritt 22 erfolgt
an Hand der Information über
die optische Vergrößerung die
Wahl der entsprechenden Zeile in Tabelle 21, in der der
betreffende Vergrößerungsfaktor 21a enthalten
ist. Im Schritt 23 wird der gespeicherte Wiedergabemodus 21b der Kamera 3 abgefragt
und mit dem aktuell verwendeten Wiedergabemodus 16 der
Kamera 3 verglichen. Gleichzeitig wird der gespeicherte
Bezugskalibrierungswert 21c, 21d aus der betreffenden
Zeile der Tabelle 21 gelesen. Durch Vergleich des gespeicherten
Wiedergabemodus 21b mit dem aktuell verwendeten Wiedergabemodus 16 wird
ein Korrekturfaktor berechnet, aus dem sich der aktuelle richtige
Kalibrierungswert ergibt.
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Die Berechnung des Korrekturfaktors
geschieht in einfacher Weise dadurch, dass das Verhältnis der
Anzahl der Pixel im abgespeicherten Wiedergabemodus 21b zu
der Anzahl der Pixel im aktuell verwendeten Wiedergabemodus 16 bezogen
auf einen vorgegebenen Bildbereich gebildet wird. Mit diesem Korrekturfaktor
wird dann der abgespeicherte Bezugskalibrierungswert 21c, 21d multipliziert,
um den aktuellen Kalibrierungswert zu erhalten.
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Zur Größenvermessung einer Objektstruktur wird
anschließend
ein bestimmter Bereich auf dem Bildschirm 2 markiert und
mittels des ermittelten Kalibrierungswertes die Größe des markierten
Bereichs berechnet und gegebenenfalls angezeigt (Schritt 24). Daneben
oder zusätzlich
kann auch eine Skala 13, wie in Bild 1b dargestellt, eingeblendet
werden.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt
eine fehlerfreie Größenvermessung
bei der Aufnahme von Bildern mittels einer digitalen Kamera, die
verschiedene Wiedergabemodi besitzt. Der benötigte Speicherbedarf kann gering
gehalten werden, wodurch sowohl die Erstellung der abzuspeichernden Daten
als auch der Zugriff auf die gespeicherten Daten wenig Zeit in Anspruch
nehmen. Gleichzeitig wird die Zuverlässigkeit bei der Bildanalyse
erhöht.
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- 1
- optisches
Instrument/Mikroskop
- 2
- Monitor
- 3
- digitale
Kamera
- 4
- Computer
- 8
- im
ersten Kamerawiedergabemodus erzeugtes Bild
- 9
- im
zweiten Kamerawiedergabemodus erzeugtes Bild
- 10
- Tabelle
mit Kalibrierungswerten
- 11
- Bild
8 nach Größenkalibrierung
- 12
- Bild
9 nach Größenkalibrierung
- 13
- Skala
- 15
- digitales
Bild
- 16
- aktuell
verwendeter Wiedergabemodus
- 17
- Vergrößerungsfaktor
des Mikroskops
- 18
- Schritt
zur Ermittlung der Referenzgrößen
- 21
- Tabelle
- 21a
- gespeicherter
Vergrößerungsfaktor
des Mikroskops
- 21b
- gespeicherter
Wiedergabemodus der Kamera
- 21c
- Bezugskalibrierungswert
(numerische Größe)
- 21d
- Einheit
des Bezugskalibrierungswertes
- 22
- Schritt
der Wahl aus der Referenzliste
- 23
- Schritt
der Berechnung des aktuellen Kalibrierungswer
-
- tes
- 24
- Schritt
der Größenkalibrierung
des Bildes