DE2057683C3 - Verfahren zum Untersuchen der Bildmerkmale eines Bildes und Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gatlung. Die Erfindung betrifft weiter eine Schaltungsanordnung zum Durchführen dieses Verfahrens der im Oberbegriff des Patentanspruches 3 genannten Gattung.

Verfahren und Schaltungsanordnungen zum Untersuchen von Bildmerkmalen sind bekannt. So gibt es Schaltungsanordnungen zum Zählen von Bildmerkmalen. Ebenso gibt es Schaltungsanordnungen zum bestimmen der Parameter von Bildmerkmalen. Bekannt Ist zum Beispiel eine Schaltungsanordnung, mit der sich bei einer Bildanalyse elektrische Signale ableiten lassen, die die Größe oder Fläche von Merkmalen anzeigen. Damit läßt sich unter anderem die durchschnittliche Größenverteilung von Bildmerkmalen, wie Körnern, Einschlüssen usw. in Metallschliffen, bestimmen. Die Schaltungsanordnung enthält Einrichtungen zur Größenbestimmung, mit denen aus jedem bei der Kreuzung einer Abtastlinie mit einem Merkmal entstehenden Impuls ein Abschnitt herausgeschnitten wird, der einer bestimmten Länge der Kreuzung entspricht. Dabei wird nur derjenige Abschnitt jedes Impulses, der dieser Länge entspricht, zur Auswertung weitergeleitet. Durch Einstellen der Länge des aus jedem Impuls herausgenommenen Abschnittes wird die erfaßbare Merkmalsgröße bestimmt (US-PS 29 36 953). Bekannt ist auch eine Schaltungsanordnung zum Zählen der einzelnen Bildelemente eines Gesamtbildes und zurr. Bestimmen der Gesamtfläche der einzelnen Bildelemente. Daraus läßt sich die Durchschnittsfläche eines einzelnen Bildelementes ermitteln (US-PS 28 03 406).

Mit diesen bekannten Verfahren und Schaltungsanordnungen lassen sich genaue Ergebnisse nur dann erzielen, wenn nur vollständig im Bildfeld liegende Bildmerkmale erfaßt und zur Auswertung herangezogen werden. Bei der Bestimmung der Durchschnittsfläche der in einem Bild enthaltenen Bildmerkmale würde diese Fläche zum Beispiel dann als zu gering ermittelt werden, wenn auf dem linken oder unteren Bildrand liegende Bildmerkmale auch erfaßt, aber nur insoweit ausgewertet werden würden, wie sie mit ihren rechten oder oberen Abschnitten im Bildfeld liegen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem aus einzelnen Bildmerkmalen zusammengesetzten Bild nur solche Signale zur Auswertung gelangen zu lassen, die bei voll vom Abtastraster überdeckten Bildmerkmalen entstehen. Zur Lösung dieser Aufgabe dient die im Patentanspruch 1 aufgeführte Ausgestaltung. Die maximale Erstreckung eines Bildmerkmales in Zeilenabtastrichtung läßt sich ermitteln. Wird das Informationssignal nun zu Beginn einer Zeilenabtastung während dieser Zeitdauer unterdrückt und nicht zur Auswertung zugelassen, wird ein auf dem linken Bildrand und nur teilweise im Bildfeld liegendes Bildmerkmal nicht bei der Auswertung berücksichtigt. Bei der Messung der Länge eines Bildmerkmales in Abtastrichtung erscheint ein Informationssignal am Ende jeder Zeile und wird bei nicht vollständig im Bildfeld liegendem Bildmerkmal erfindungsgemäß unterdrückt. Beim Bestimmen der Fläche eines Bildmerkmales dagegen erscheint das Informationssignal erst nach völligem Abtasten des Bildmerkmales und wird bei nicht völlig im Bildfeld liegendem Bildmerkmal erfindungsgemäß unterdrückt.

Es gibt Bildmerkmale, die zwar mit ihrem linken Rand im, aber mit ihrem unteren Rand jenseits oder unter dem Abtastraster liegen. Um die durch die Auswertung solcher unvollständiger Merkmale entstehenden Fehler zu vermeiden, wird die weitere im Kennzeichen des Patentanspruches 2 genannte Ausgestaltung vorgeschlagen.

Damit wird sichergestellt, daß nur voll vom Abtastraster überdeckte Bildmerkmale zur Auswertung herangezogen werden. Auf dem rechten Bildrand liegende Bildmerkmale werden durch in der Fernsehtechnik bekannte Schaltungseinzelheiten von einer Auswertung zurückgehalten. Diese Schaltungseinheiten liegen zum Beispiel darin, daß an jedem Zeilenende automatisch ein Impuls erzeugt wird, der ein schon in der Auswerteeinrichtung enthaltenes Teilsignal löscht.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nach der Erfindung die im Patentanspruch 3 beschriebene Schaltungsanordnung vorgesehen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum Untersuchen von Bildmerkmalen,

F i g. 2 die Darstellung von kreisförmigen Bildmerk-

malen,

F i g. 3 die Darstellung der gleichen Bildmerkmale und eines sie nicht voll überdeckenden Abtastrasters,

Fig.4 die Darstellung der in dieses Abtastraster fallenden Bestandteile dieser Bildmerkmale,

Fig.5 ein schematisiertes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 6 die Darstellung der linken Halite ei~es mit der erfindunsgemäßen Schaltungsanordnung auszuwertenden Bildes,

Fig. 7 die Darstellung der tatsächlich von der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ausgewerteten Bildmerkmale und

Fig. 7a die Darstellung von mit einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform auszuwertender Bildmerkmale.

Fig. 1 zeigt eine Videosignalquelle 10. Deren Ausgangssignal wird einem Schwdlwertdetektor 12 zugeführt. Dieser vergleicht das ihm zugeführte Videosignal mit einer Bezugsspannung und gibt nach Maßgabe dieses Vergleichs einen mehr oder weniger langen Impuls ab. Die Impulse gelangen zu einem Rechner 14. Der Rechner unterwirft die Impulse einem Größenkriierium und erzeugt ein Informationssignal. Dieses Informationssignal gibt zum Beispiel die Länge der Sehne des vom Abtaststrahl geschnittenen Bildmerkmales an.

Zum Entfernen der am Ende jeder Abtastzeile erscheinenden Rücklauf- und Synchronisationsinformation ist ein Austastgenerator 16 vorgesehen. Dieser führt dem Schwellwertdetektor 12 Austastimpulse zu. Die Videosignalquelle 10 und der Austastgenerator 16 werden von einer Synchronisationsstufe 18 gemeinsam gefeuert.

Fig. 2 zeigt kreisförmige Bildpunkte 20 und 24. In Fig.3 ist diesen ein Abtastraster 21 überlagert. Der Bildpunkt 20 in der oberen linken Ecke des Bildrasters

21 liegt auf dessen linkem Rand 23. Damit wird der Detektor 12 nur die rechts vom Rand 23 liegenden Bereiche des Bildmerkmales 20 übertragen. Die Sehnen

22 dieser Bereiche sind in F i g. 4 dargestellt. Für den Bildpunkt 24 ergeben sich entsprechende Sehnen 26. Fig.4 zeigt somit diejenigen Sehnen, von denen abgeleitete Impulse dem Rechner 14 zugeführt werden. Von den Bildmerkmalen 20 und 24 trhält der Rechner nur Informationen über die Sehnen 21 und 26. Da diese Sehnen kürzer als in Wirklichkeit sind, erscheint am Ausgang des Rechners 14 eine unrichtige Information über die Größe der tatsächlich vorhandenen Bildmerkmale.

Die in F i g. 5 gezeigte erfindungsgemäßt Schaltungsanordnung enthält zusätzlich das Tor 28 und den Steuerimpulsgenerator 30. Auch dieser wird von der Synchronisationsstufe 18 gesteuert. Das Tor 28 kann ein logisches Glied, ein Und-Tor sein, sofern der Rechner 14 digitale Information abgibt. Sofern der Rechner 14 jedoch ein analoges Ausgangssignal liefert, wird da:- Tor 28 durch einen anders aufgebauten Schalter ersetzt.
Der Steuerimpulsgenerator 30 ist einstellbar und erzeugt Impulse einstellbarer Länge. Mit diesen impulsen wird das Tor 28 für die Länge der maximalen Erstreckung eines Bildmerkmales gesperrt. Diese Erstreckung ist in Fig. 6 als Abstand d vom linken

ίο Bildfeldrand eingezeichnet. Die dem Rechner 14 selbst zugesandte Information wird nicht ausgetastet. Er empfängt daher Informationen über sämtliche in F i g. 6 enthaltenen Bildmerkmale. Bei jeder Zeilenabtastung ist das Tor 28 bis zum Erreichen der Linie 31 gesperrt.

Damit wird der Durchgang von Impulsen für links von der Linie 31 liegende Sehnen unterdrückt. Da der Rechner 14 weiter Impulse nur dann erzeugen kann, wenn diese bei räumlich links von der rechten Bildfeldbegrenzung 33 liegenden Bildmerkmalen auftreten, läßt das Tor 28 nur sich auf vollständige Bildmerkmale beziehende Impulse durch.

Die Sehnen, für welche Impulse durch den Rechner 14 übertragen werden, sind in F i g. 7 dargestellt. Ein Teil des Bildfeldes ist dabei verlorengegangen. Dafür werden aber auch nur Impulse für vollständige Sehnen übertragen. Falls sich aufeinanderfolgende Bildraster nicht überdecken, kann damit keine Sehne doppelt gezählt werden. Bei korrekter Überdeckung aufeinanderfolgender Bildraster geht daher während der vollständigen stufenweisen Abtastung eines großen Bildes wenig oder keine Information verloren.

Die in F i g. 5 gezeigte Schaltungsanordnung läßt sich dahingehend abändern, daß Infcrmationssignale nur dann an einer Weiterleitung gehindert werden, wenn sie sich auf ein vollständiges Bildmerkmal und nicht nur auf eine einzige Sehne beziehen.

Zu diesem Zweck wird der Rechner 14 durch einen Rechner ersetzt, der einen Parameter, zum Beispiel die Fläche, berechnet. Ein solcher Parameter entsteht am Ende der vollständigen Abtastung eines Bildmerkmales.

Die Wirkungsweise der einen solchen Rechner

enthaltenden abgeänderten Schaltungsanordnung ist in Fig. 7a dargestellt. Der Antikoinzidenzpunkt, an dem der Rechner den Parameter für jedes Bildmerkmal erzeugt, ist für die Bildmerkmale A, B und Cdurch einen kleinen Strich bezeichnet. Diese Bildmerkmaie A, Sund C liegen nämlich voll im Abtastraster. Bei den Bildmerkmalen D, E, Fund G ist der Antikoinzidenzpunkt mit χ bezeichnet. Diese Bildmerkmale liegen noch innerhalb eines Schutzbereiches. Für die Bildmerkmale Wund /wird kein Parameter erzeugt, da diese auf dem unteren Rand des Abtastrasters liegen. Für die Weiterleitung der bei diesen Bildmerkmalen entstehenden Impulse ist das Tor 28 geschlossen.

Hierzu 2 Blatt. Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Untersuchen der Bildmerkmalu eines Bildes mit zeilenweisem Abtasten des Bildes mit einem Elektronenstrahl unter Erzeugen eines Videosignals, mit Erzeugen von Impulsen konstanter Amplitude aus dem Videosignal durch dessen Vergleich mit einer Bezugsspannung, mit Weiterleilen der Impulse zu einer Auswerteeinrichtung und Erzeugen eines Informationssignales in dieser am Ende jedes Impulses oder nach Auftreten sämtlicher, einem Bildmerkmal zuzuordnender Impulse, und mit Erzeugen eines Zeilenendimpulses an jedem Zeilenende zum Löschen jeder in der Schaltung an einem Zeilenende enthaltenen Information, dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationssignal zu Beginn einer Zeilenabtastung für eine Zeitdauer entsprechend mindestens gleich der maximalen Erstreckung eines Bildmerkmales in Zeilenrichtung unterdrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationssignal zu Beginn einer Abtastung in Rasterrichtung für eine Zeitdauer entsprechend mindestens gleich der maximalen Erstreckung eines Bildmerkmales in Rasterrichtung unterdrückt wird.

3. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einer Videosignalquelle, mit einer Synchronisationsstufe für die Videosignalquelle, mit einem eine Bezugsspannungsquelie enthaltenden Schwellwertdiskriminator zum Erzeugen von Impulsen konstanter Amplitude, und mit einer Auswerteeinrichtung mit einem Rechner zum Erzeugen eines Informationssignales, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des Informationssignales ein Tor (28) liegt, ein an die Synchronisationsstufe (18) angeschlossener Steuerimpulsgenerator (30) an den Steuereingang des Tores (28) angeschaltet ist und zu Beginn einer Abtastung in Zeilen- und Rasterrichtung einstellbar das Tor (28) schließende Steuerimpulse erzeugt.