DE10305101A1

DE10305101A1 - Verfahren und Empfängereinheit zur Austastung von Störungen bei einer digitalen Bildübertragung

Info

Publication number: DE10305101A1
Application number: DE2003105101
Authority: DE
Inventors: Johannes Bozenhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren und eine Empfängereinheit zur Austastung von Störungen bei einer digitalen Bildübertragung von einem Bildsensor zu der Empfängereinheit, welcher durch den Bildsensor über eine Übertragungsstrecke ein Kommunikationsprotokoll zuführbar ist, das mindestens eine Bildpunkt-, eine Zeilentrenn- und eine Streckensynchronisationsdatenfolge umfasst. Durch geeignete Maßnahmen wird auf eine gestörte Bildpunktdatenfolge hingewiesen, wobei auf eine Darstellung von ungestörten Bildpunktdaten auf einer Anzeigeeinheit nicht verzichtet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Austastung von Störungen bei einer digitalen Bildübertragung von einem Bildsensor zu einer Empfängereinheit, welcher durch den Bildsensor über eine Übertragungsstrecke ein Kommunikationsprotokoll zuführbar ist, das mindestens eine Bildpunkt-, eine Zeilentrenn- und eine Streckensynchronisationsdatenfolge umfasst, wobei die Streckensynchronisationsdatenfolge zur Synchronisation der Empfängereinheit mit dem Bildsensor vorgesehen ist und wobei eine Bildpunktdatenfolge von einer Zeilentrenndatenfolge begrenzt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Empfängereinheit zur Austastung von Störungen.

Um EMV-Störungen in einer Anordnung mit einem Bildsensor und einer Empfängereinheit zu reduzieren, werden gewöhnlich Abschirm- und Erdungsmaßnahmen vorgesehen. Dazu weist z. B. die Übertragungsstrecke zwischen Bildsensor und Empfängereinheit ein doppelt geschirmtes Kabel auf und darüber hinaus ist das Gehäuse des Bildsensors und der Empfängereinheit mit zusätzlichen Blechen oder Folien versehen.

Für den Fall, dass beispielsweise aus Kostengründen auf derartige Maßnahmen verzichtet werden soll, wodurch die Gefahr von Signalstörungen während der Übertragung erhöht wird, ist es zweckmäßig, Maßnahmen zur Sicherung der Datenübertragung vorzusehen.

Beispielsweise ist es möglich, das Nutzsignal mit hoher Redundanzinformation und Prüfsummen zu übertragen. Im Fehlerfall kann das defekte Signal über die Redundanzinformation rekonstruiert werden. Nachteilig ist, dass eine hohe Bandbreite des Übertragungskanals erforderlich ist. Zur Sicherung der Datenübertragung kann auch ein blockorientiertes Ver fahren vorgesehen werden, bei dem Datenblöcke im Fehlerfall über einen Rückkanal (vom Empfänger zum Sender) vom Empfänger neu angefordert werden. Nachteilig ist, dass je nach Anzahl der Wiederholungen die Übertragungsdauer verlängert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Empfängereinheit der eingangs genannten Art anzugeben, welches bzw. welche auf eine gestörte Bildpunktdatenfolge hinweist, wobei auf eine Darstellung von ungestörten Bildpunktdaten auf einer Anzeigeeinheit nicht verzichtet werden soll.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, im Hinblick auf die Empfängereinheit durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Auswertung des Kommunikationsprotokolls im Hinblick auf die Streckensynchronisations-, die Zeilentrenn- sowie die Bildpunktdatenfolge werden Störungen erkannt und es kann innerhalb einer Bildpunktdatenfolge neu „aufgesetzt" werden, um das Bild entsprechend der vorgebbaren Ersatzpunktdatenfolge zu komplettieren.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ersatzpunktdatenfolge eine Datenfolge, die auf einer Anzeigeeinheit die Darstellung einer Zeile mit einer maximalen Helligkeit oder mit einer Kennzeichnung bewirkt. Eine auf der Empfängerseite hinterlegte Bildverarbeitungssoftware wertet diese helle Zeile als Reflexion einer blanken Stelle eines zu untersuchenden Bildobjektes aus. Diese Bildverarbeitungssoftware „ignoriert" gewöhnlich derartige blanke Stellen, wodurch die Bildauswertung nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Aufgrund dessen, dass einerseits Lichtreflexionen an Objekten nicht zu einer Fehlauswertung führen, andererseits zur Detektion „wichtiger Kanten" eines Objektes stets eine benachbarte Pixelgruppe berücksichtigt wird, ergibt sich aus einer hellen Zeile zwar eine erhöhte Kantenunschärfe, aber nicht die Unbrauchbarkeit des Bildes eines zu untersuchenden Bildobjektes.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß den im Anspruch 3 angegebenen Maßnahmen wird die Bildqualität erheblich verbessert und somit die Bildauswertung erleichtert.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden im Folgenden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Prinzipschaltbild einer Übertragungsstrecke mit einem Bildsensor und einer Empfängereinheit und
2 und 3 Ausgangsdaten eines Protokolldekoders.
In 1 ist mit 1 eine Übertragungsstrecke bezeichnet, über welche ein Kommunikationsprotokoll eines Bildsensors 2 an eine Empfängereinheit 3 übermittelbar ist. Bestandteile der Übertragungsstrecke 1 sind ein Serializer 4 und ein Deserializer 5, wobei der Serializer 4 n-Bit Paralleldaten serialisiert und dem Deserializer 5 zuführt. Für den Fall, dass das Datenformat des Kommunikationsprotokolls, welches mindestens eine Bildpunkt-, eine Zeilentrenn- und eine Streckensynchronisationsdatenfolge umfasst, an das Datenformat des Serializers 4 anzupassen ist, ist ein Wandler 6 vorzusehen, der das Datenformat des Kommunikationsprotokolls in ein für den Serializer 4 geeignetes Datenformat umsetzt. Entsprechend ist empfängerseitig zwischen dem Deserializer 5 und der Empfängereinheit 3 ein weiterer Wandler 7 geschaltet, welcher n-Bit Paralleldaten, die der Deserializer 5 aus den seriell ankommenden Daten erzeugt, in ein für die Empfängereinheit 3 geeignetes Datenformat umsetzt.
Im Folgenden wird auf 2 verwiesen, in der Ausgangsdaten eines Protokolldekoders einer Empfängereinheit dargestellt sind. Die Ausgangsdaten umfassen Streckensynchronisationsdatenfolgen Sd, Zeilentrenndatenfolgen Zd und Bildpunktdatenfolgen Bd, wobei zu einer Bilddarstellung auf einer hier nicht dargestellten Anzeigeeinheit lediglich die Bildpunktdatenfolgen Bd in einen Bildspeicher eingetragen werden. Die Streckensynchronisationsdatenfolgen Sd sind zur Synchronisation der Empfängereinheit 3 mit dem Bildsensor 2 vorgesehen, die Zeilentrenndatenfolgen Zd, welche die Bildpunktdatenfolgen Bd begrenzen, zur Kennzeichnung eines Zeilensprungs innerhalb der Bilddarstellung.
Es ist angenommen, dass eine Bildpunktdatenfolge Bd1 gestört ist, was die Empfängereinheit 3 aufgrund einer Codefolge, die zur Codierung von Bildpunktdaten nicht vorgesehen ist, erkennt. Die Empfängereinheit 3 ersetzt den gestörten Teil dieser Bildpunktdatenfolge Bd1 bis zur folgenden Zeilentrenndatenfolge Zd1 durch eine Ersatzdatenfolge Ed1, vorzugsweise durch eine Datenfolge, die auf der Anzeigeeinheit eine Darstellung einer Zeile mit einer maximalen Helligkeit bewirkt. Durch eine derartige Zeile wird eine Bildauswertung nicht wesentlich beeinflusst, da gängige Bildauswertealgorithmen maximale Helligkeiten lediglich als Lichtreflexionen an einem zu untersuchenden Objekt interpretieren.
Eine Verbesserung der Bildqualität und eine Vereinfachung der Bildauswertung wird dadurch bewirkt, dass die Bildpunktdatenfolgen zunächst in einen Hilfsspeicher hinterlegt werden. In diesem Zusammenhang wird auf 3 verwiesen, in welcher wiederum Ausgangsdaten eines Protokolldekoders einer Empfängereinheit dargestellt sind. Für den Fall, dass z. B. eine Bildpunktdatenfolge Bd2 gestört ist, ermittelt die Empfängereinheit 3 aus dieser Bildpunktdatenfolge Bd2 die ungestörten Bildpunktdaten und die auf diese Bildpunktdatenfolge Bd2 folgende Zeilentrenndatenfolge Zd2. Der Beginn dieser Zeilentrenndatenfolge Zd2 ist als Referenzpunkt vorgesehen, wobei die Empfängereinheit 3 ab diesem Referenzpunkt die ungestörten Bildpunktdaten in umgekehrter Reihenfolge in eine Ersatzpunktdatenfolge Ed2 einträgt. Dies bewirkt, dass auf der Anzeigeeinheit eine gestörte Zeile dargestellt ist, die einen ersten und einen zweiten ungestörten Anteil A1, A2 und einen zwischen diesen Teilen A1, A2 liegenden Teil mit maximaler Helligkeit umfasst. Im Vergleich zu einer Ersatzpunktdatenfolge, welche auf der Anzeigeeinheit lediglich eine Darstellung der gesamten Zeile mit einer maximalen Helligkeit bewirkt, wird die Bildqualität erheblich verbessert und eine Bildauswertung erleichtert.

Claims

Verfahren zur Austastung von Störungen bei einer digitalen Bildübertragung von einem Bildsensor (2) zu einer Empfängereinheit (3), welcher durch den Bildsensor (2) über eine Übertragungsstrecke (4 bis 7) ein Kommunikationsprotokoll zuführbar ist, das mindestens eine Bildpunkt-, eine Zeilentrenn- und eine Streckensynchronisationsdatenfolge (Bd, Zd, Sd) umfasst, wobei die Streckensynchronisationsdatenfolge (Sd) zur Synchronisation der Empfängereinheit (3) mit dem Bildsensor (2) vorgesehen ist und wobei eine Bildpunktdatenfolge (Bd) von einer Zeilentrenndatenfolge (Zd) begrenzt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – auswerten des Kommunikationsprotokolls im Hinblick auf die Streckensynchronisationsdatenfolge (Sd), – für den Fall, dass eine Streckensynchronisationsdatenfolge (Sd) erkannt wird, auswerten des Kommunikationsprotokolls im Hinblick auf die Zeilentrenndatenfolge (Zd) und die Bildpunktdatenfolge (Bd), – für den Fall, dass die Zeilentrenndatenfolge (Zd) erkannt wird und die Bildpunktdatenfolge (Bd) als gestört erkannt wird, ersetzen des fehlerhaften Teils der Bildpunktdatenfolge (Bd1, Bd2) vom Beginn dieses Teils bis zum Auftreten der folgenden Zeilentrenndatenfolge (Zd) durch eine vorgebbare Ersatzpunktdatenfolge (Ed1, Ed2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzpunktdatenfolge (Ed1, Ed2), welche in einen Bildspeicher der Empfängereinheit (3) eingetragen wird, eine Datenfolge umfasst, die auf einer Anzeigeeinheit eine Darstellung einer Zeile mit einer maximalen Helligkeit oder mit einer Kennzeichnung bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunktdatenfolge (Bd) in einem Hilfsspeicher hinterlegt wird, dass der Beginn der auf die Bildpunktdatenfolge folgenden Zeilentrenndatenfolge (Zd) als Referenzpunkt (Zd2) zu einer Phasenbestimmung vorgesehen ist, dass aus der im Hilfsspeicher hinterlegten Bildpunktdatenfolge (Bd) die ungestörten Bildpunktdaten (A2) ermittelt und in die Ersatzpunktdatenfolge (Ed2) ab dem Referenzpunkt (Zd2) in umgekehrter Reihenfolge eingetragen werden.
Empfängereinheit mit Mitteln zur Austastung von Störungen bei einer digitalen Bildübertragung, wobei der Empfängereinheit (3) ein Kommunikationsprotokoll eines Bildsensors (2) über eine Übertragungsstrecke (4 bis 7) zuführbar ist, das mindestens eine Bildpunkt-, eine Zeilentrenn- und eine Streckensynchronisationsdatenfolge (Bd, Zd, Sd) umfasst, wobei die Streckensynchronisationsdatenfolge (Sd) zur Synchronisation der Empfängereinheit (3) mit dem Bildsensor (2) vorgesehen ist und wobei eine Bildpunktdatenfolge (Bd) von einer Zeilentrenndatenfolge (Zd) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel – das Kommunikationsprotokoll im Hinblick auf die Streckensynchronisationsdatenfolge (Sd) auswerten, – für den Fall, dass die Mittel eine Streckensynchronisationsdatenfolge (Sd) erkennen, das Kommunikationsprotokoll im Hinblick auf die Zeilentrenndatenfolge (Zd) und die Bildpunktdatenfolge (Bd) auswerten, – für den Fall, dass die Mittel die Zeilentrenndatenfolge (Zd) erkennen und die Bildpunktdatenfolge (Bd) als gestört erkennen, den fehlerhaften Teil der Bildpunktdatenfolge (Bd1, Bd2) vom Beginn dieses Teils bis zum Auftreten der folgenden Zeilentrenndatenfolge durch eine vorgebbare Ersatzpunktdatenfolge (Ed1, Ed2) ersetzen.
Empfängereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel die Ersatzpunktdatenfolge (Ed1, Ed2) in einen Bildspeicher (2) der Empfängereinheit (3) eintragen, wobei die Ersatzpunktdatenfolge (Ed1, Ed2) eine Datenfolge umfasst, die auf einer Anzeigeeinheit eine Darstellung einer Zeile mit einer maximalen Helligkeit oder mit einer Kennzeichnung bewirkt.
Empfängereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel – die Bildpunktdatenfolge (Bd) in einen Hilfsspeicher hinterlegen, – den Beginn der auf die Bildpunktdatenfolge (Bd) folgenden Zeilentrenndatenfolge bestimmen, welcher als Referenzpunkt zu einer Phasenbestimmung vorgesehen ist, – aus der im Hilfsspeicher hinterlegten Bildpunktdatenfolge (Bd2) die ungestörten Bildpunktdaten ermitteln und in die Ersatzpunktdatenfolge (Ed2) ab dem Referenzpunkt in umgekehrter Reihenfolge eintragen.