DE2155034C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen und Verfolgen von Bildkontrasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und Verfolgen von Bildkontrasten durch Abtasten eines Blickfeldes und Erzeugen eines das Blickfeld elektronisch wiedergebenden Bildsigals, in welchem entsprechend einem Blickfeldausschnitt mit einem darin erkennbaren Objekt ein elektronisches Fenster angeordnet wird, wobei durch Vergleich des Bildsignals innerhalb des elektronischen Fensters mit dem Bildsignal des Blickfeldhintergrundes ein Maß für den Kontrast des Objektes erhalten und das elektronische Fenster am Objekt festgesetzt und so gesteuert wird, daß es in einer gewünschten Relativlage zum Objekt stehenbleibt.

Genau wie bei visueller Entdeckung und Beobachtung eines Objektes muß auch bei der Bildkontrastverfolgung das Objekt ausreichend gegenüber dem Hintergrund kontrastieren. Ein nur wenig gegenüber einem Hintergrund kontrastierendes Objekt ist voi allem, wenn am Hintergrund andere Objekte ähnlicher Größe und Helligkeit vorhanden sind, besonders schwierig zu erkennen und zu verfolgen. Sc kommt es für eine optimale Bildkontrastverfolgun§ darauf an, die Bildsignale so zu behandeln, daß dei Kontrast des Objektes gegenüber dem Hintergrunc optimal herausgebracht wird und das elektronische Rauschen minimal bleibt.

Für eine solche Bildsignalverarbeitung ist bishei noch keine maximal befriedigende Lösung gefunder worden.

Nach den bisher bekannten Verfahren (deutsche Offenlegungsschrift 1448 544 = USA.-Patentschrift 3 341 653) wurde nur der dem Objekt nah benachbarte Teil im elektronischen Fenster Punkt für Punkt abgetastet. Dies führt bei komplexen Hintergrundbedingungen zu keiner brauchbaren Lösung, da das Objekt sich im allgemeinen relativ schnell bewegt und der vom Objekt selbst eingenommene Teil des Fensters keinen Aufschluß über die tatsächlichen Hintergrundbedingungen gibt.

Um zu einer befriedigenden Berücksichtigung der wahren Hintergrundbedingungen und zu optimal kennzeichnenden Bildsignalen zu kommen, wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß in dem durch das Bildsignal wiedergegebenen Blickfeld außerhalb des Fensters ein Hintergrundausschnitt mit vorgegebener Ausdehnung in seitlicher und vertikaler Richtung, in fester Relativlage zum Fenster und etwa in Größe des Fensters angeordnet wird, daß mit dem diesen Ausschnitt repräsentierenden Teil des Bildsignals ein Mittelwert gebildet und dieser Mittelwert von dem Bildsignal innerhalb des Fensters subtrahiert wird, um ein im wesentlichen von örtlichen Helligkeitsschwankungen in der Nachbarschaft des Objektes unabhängiges Steuersignal zu gewinnen, mit dem »5 die Lage des Fensters und des Hintergrundausschnittes gesteuert wird.

In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

In den Zeichnungen zeigt

F"ig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bildkontrast-Verfolgers,

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Signalverarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung für die Hintergrundabtastung nach dem erfindun^sgemäßen Verfahren,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Hintergrundabtastung und der an bestimmten Punkten auftretenden Signale in Abhängigkeit von der Zeit und

Fig. 5 unterschiedliche Ausschnitts-Schemen, in denen die Hintergrundebtastung durchgeführt wird.

F i g. 1 zeigt einen Sucher 2, der in einem Blickfeld 1 arbeitel. Der Sucher 2, der beispielsweise eine Fernsehkamera ist, erzeugt ein Bildsignal; das auf elektronischem Wege über ein Signalverarbeitungsgerat 3 den Inhalt des Blickfeldes 1 wiedergibt. Das Signalverarbeitungsgerät 3 wird nachfolgend noch ausführlicher in Verbindung mit Fig. 2 edäutert. Die Fernsehkamera ist elektronisch an einen Monitor 4 angeschlossen, dessen Bildschirm 5 entsprechend dem Bildsignal ein sichtbares Bild des Blickfeldes wiedergibt. Im Blickfeld der Fernsehkamera befindet sich ein Objekt 6, welches sich vom umgebenden Hintergrund abhebt. Dieses Objekt erzeugt auf dem Bildschirm 5 ein Bild 7.

Spezielle Schaltkreise im Signalverarbeitungsgerät 3 definieren ein elektronisches Fenster, welches einen Ausschnitt des Blickfeldes begrenzt. Der Rahmen des elektronischen Fensters ist auf dem Bildschirm 5 durch die Endpunkte von Lichtstreifen 8 festgelegt, die in Art eines Justierkreuzes verlaufen. Die Lichtstreifen werden elektronisch im Signalverarbeitungsgerät erzeugt. Das elektronische Fenster läßt sich manuell in jede erforderliche Lage auf dem Bildschirm 5 einstellen. Hierzu dient das mit dem Signalverarbeitungsgerät verbundene Steuergerät 9.

Das Signalverarbeitungsgerät 3 hat die Aufgabe, das Objekt 6 mit Hilfe des Bildsignals automatisch zu verfolgen. Beim Verfolgen wird das Bildsignal innerhalb des elektronischen Fensters auf das Hintergrundbildsignal in begrenzten Ausschnitten des Blickfeldes bezogen. Zu diesem Zweck enthält das Signalverarbeitungsgerät einen Abtaster für den Objektkontrast, d. h., es wird das Bildsignal im elektronischen Fenster abgetastet und mit dem Bildsignal außerhalb des Fensters verglichen. Wie dies nun im einzelnen erfindungsgemäß geschieht, wird nachfolgend erläutert.

Vor der Kontrastverfolgung muß zunächst einmal das Objekt 6 manuell^Qeingefangen werden. Dies geschieht nach Entdeckung des Objektbildes 7 auf dem Bildschirms durch Verschieben des elektronischen Fensters über das Objekt mit dem Steuergerät 9. Anschließend wird ein Verriegelungsbefehl gegeben. Wenn das Objekt ausreichend kontrastiert, um eingefangen zu bleiben, übernimmt der Kontastverfolger die Verfolgung, so daß das Fenster dem Bild 7 auf dem Schirm 5 folgt. Bei der Verfolgung erhält das Signalverarbeitungsgerät 3 Signale für die Lage des Objektes 6 gegenüber der optischen Achse der Fernsehkamera. Mit diesen Signalen kann man die Fernsehkamera so steuern, daß deren optische Achse kontinuierlich zum Objekt zeigt. Hierbei ergibt sich dann, daß das Bild in der Mitte des Bildschirmes 5 erscheint.

Die Fernsehkamera 2 verwandelt die Bildhelligkeit im Blickfeld in ein Bildsignal, d. h. eine Spannung, deren Größe sich mit der Helligkeit ändert. Mit dieser Spannung werden entsprechend den CCIR-Normen Bild- und Zeilensynchronisierimpulse erzeugt. Das Bildsignal wird nachfolgend mit U_v bezeichnet. Fig. 4a zeigt als Beispiel ein Bild 10 des Blickfeldes. Fig. 4b zeigt für eine Bildzeile 11 die Änderung des Bildsignals U_v in Abhängigkeit von der Zeit.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, gelangt das Bildsignal Uy von der Fernsehkamera 2 über die Leitung 12 in eine EIe!'ronikschaltung 13. Die Schaltung 13 erzeugt aus dem Bildsignal U_x. ein Signal U_L, das nur Informationen über das Objekt 6 enthält. Mit dem Objektsignal U_L wird das Bildsignal des Objektes auf den Signalpegel des Hintergrundes so bezogen, daß Fehlersignale für die Verfolgung errechnet werden können, welche von zufälligen Störsignalen und örtlichen Änderungen des Hintergrundes nicht beeinflußt werden. Genau so, wie das Bildsignal U_x, ist das Objektsignal U₁ ein Analogsignal.

Zwei parallelgeschaltete Winkelfehlerdetektoren 14 und 15 sind am Ausgang der Schaltung 13 angeschlossen. Die Winkelfehlerdetektoren errechnen in horizontaler bzw. vertikaler Richtung Fehlersignale, die den entsprechenden winkelmäßigen Abweichungen des Objektes von der Fenstermitte proportional sind. Die Winkelfehlerdetektoren sind über Ausschnitts-Filterkreise 16, 17 und Leitungen 18, 19 mit einer nicht in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtung zum Ausrichten der Fernsehkamera und ferner mit einer Schaltung zur Lageeinstellung des Fensters verbunden. Die Ausschnittsfilterkreise 16,17 haben die Aufgabe, die Winkelfehlersignale innerhalb des geschlossenen Nachführkreises anzupassen und zu filtern.

Bei der erfindungsgemäßen Kontrastverfolgung wird ausführlich an Hand der Fig. 3 beschrieben, „erden zusatz Hch zum sogenannten »elektronischen Die Hintergrundabtastung liefert einen Maßstab fur Fenster« noch weitere Blickfeldausschnitte benötigt. den Helhgkeitspegel des Hintergrundes. Mit Kenntnis Dfe »Fenster« und »Ausschnitte« werden elektro- des HintergründigeIs kann man Informationen aus Sh mit Gatter-Signalen begrenzt, welche elektro- 5 dem Bildsignal entnehmen, die allein auf Abweichunnische Gatter so beeinflussen, daß nur die im Fenster gen des Objektes vom Hintergrund basieren. Mit lieeenden Teile des Bildsignals oder deren Ableitun- dem Gattcrs.gnal ML, dessen Verlauf F ι g 4 c zeigt gen zu!^ vorbestimmten Verarbeitung weitergegeben e.zeugt der Ausschnitt-Generator 20 einen Mittelwert werden. Die Gatfc=signale erzeugt ein »Ausschnitt«- von dem Teil des Bildsignals, der sich in dem Hintcr-Generator 20 Die hier zu verwendenden Ausschnitte io grundpegcl befindet. Durch Subtraktion dieses Mittelsind in der nachfolgenden Tabelle mit den Kurz- wertes vom Signal U_yk wird am Ausgang des Kreises bezeichnungen der entsprechenden Gattersignale in 28 ein auf den Hintergrund bezogenes Bildsignal U₁₁ witrnmprn angeführt· gewonnen. Dieses Bildsignal ist beispielsweise in Klammern angeführt. %\_?.Ag dargestellt. Da ak Objekt sowohl heller als Hintergrund-Ausschniu (BL): ^ _{dunkler a!s der} Hintergrund sein kann, kann bestimmte Teile des Hintergrundes außerhalb _{da& signa}, ^ _{gegenüber dem neuen} ßezugspegcl des Objektfensters; sowohl po^'iv als auch negativ sein. Da man den Objekt-Ausschnitt (ML): _{Teil des} Objektes verfolgen möchte, an dem der Obiektfenster plus Hintergrund-Ausschnitt; Kontrast am stärksten ist, ist es erwünscht, vom linker Ausschnitt (VL): _{>0 pos}j_ti_{ven oder} negativen Teil des Signals U_R den Teil linke Hälfte des Objektfensters; _{zu verar}b_eiten, der nach dem Ausgleich den höchsten rechter Ausschnitt (HL): Signalgehalt hat.

rechte Hälfte des Objektfensters; _Der Vorzeichenwähler 29 trifft die Vorzeichenoberer Ausschnitt (OL): auswahl dadurch, daß in einem speziellen Vorzeichenobere Hälfte des Objektfensters; _{aj wa}hi-Ausschnitt dtr Signalgehalt der positiven Teile unterer Ausschnitt (UL): _des signals U_R mit dem Signalgehalt des Vorzeichenuntere Hälfte des Objektfensteis. _{teils Vf)n} ^ abgeglichen wiru, der den größeren Die Relativlage der Ausschnitte und des Fensters Signalgehalt hat. Für die nachfolgende Signalverarist konstant Die Ausdehnungen in Horizontal- und beitung und die AVR-Rege!ung wird das Ausgangs-Vertikalrichtung lassen sich aber innerhalb bestimm- 30 signal U_L des Vorzeichenwahlkreises 29, d. h. das ter Grenzen variieren. Objektsignal gliechgerichtet, so daß es stets posi-

Um Fenster "P.d Ausschnitte in ve* gegebener Weise tiv ist.

so zu steuern, daß das Objekt verfolgt wird, enthält Winkelfehlererfassung das Signalverarbeitungsgerät 3 twcs T'umparatoren

21 22 in denen die Ausgangssignale der Ausschnitts- 35 Die zwei Winkelfehlerdetektoren 14, 15, die die

Fiiterk'reise 16 17 mit Sagezalin-Spannungen ver- Winkelfehlersignale in horizontaler und vertikaler

elichen werden' die von zwei Ablenk-Generatoren 23, Richtung errechnen, sind gleichartig ausgebildet, so

24 kommen Die Spannungen der Generatoren 23, 24 daß es ausreicht, allein den Winkelfehlerdetektor 14

werden von den Zeilen- oder Bildsynchronisier- zu beschreiben. Die Winkelfehlersignale entstehen impulsen des Bildsignals U_v gestalt Die linken und ♦» durch Vergleich der Signalwerte des Objektsignals U_L

oberen Ränder des Ausschnitt-Systems werden mit in zwei gegenüberliegenden Fensterhälften. Im Falle

den Auscanessignalen der Konsparatoren festgelegt. des Winkelfehlerdetektors 14 werden die zwei Fen-

Da die verschiedenen Gattersignsb auf die definierten sterhälften gebildet vom rechten und vom linken

Ränder bezogen werden können, läßt sich auf diese Ausschnitt. Beim Winkelfehlerdetektor 15 wird der

Weise die zeitliche Lage aller Gattersignale festlegen. 45 Signalwert des oberen Ausschnitts mit dem Signal-

Die Schaltung« besteht aus den folgenden in wert des unteren Ausschnitts verglichen. Reihe geschalteten Scha'tungsblöcken: ein elektro- Der Winkelfehlerdetektor 14 enthält zwei elektronisches Gatter 25 ein bildsignalverstärker 26, ein nische Gatter 31, 32, deren Eingänge mit dem Aus-Wählkreis 27 für Nachlaufart, ein Kreis 28 zum Ab- gang der Objektsignalschaltung 13 verbunden sind, tasten des Hintererundpegels und ein manueller oder 50 während die zugehörigen Ausgänge jeweils zu einem automatischer Wählkreis 29 für Nachlauf mit hellem Haltekreis 33 bzw. 34 führen. Die Ausgänge der oder Nachlauf mit dunklem Kontrast (Vorzeichen- Haltekreise 33, 34 werden an einem Summierungs- ^y .,λ punkt35 zusammengeführt, welcher einen Integner-Auf diese Weise gelangt das Bildsignal U_v über kreis 36 speist. Der Ausgang des Integrierkreises die Leitung 12 zum Gatter 25, das vom Ausschnitt- 55 d. h., der Ausgang des Winkelfehlerdetektors 14 Generator 20 mit dem Gattersignal ML gesteuert speist den Ausschnitts-Filterkreis 16. Die Gatter 31 wird Das Gatter 25 läßt nur den Teil des Bild- 32 werden aus dem Ausschnitt-Generator 20 mit der sienals U zum Bildsignalverstärker 26 hindurch, der Gattersignalen F_f oder H_L so gesteuert, daß nur dei innerhalb des Objekt-Ausschnittes liegt Die Fig. 4c Teil des Objektsignals U₁, der innerhalb des Imker zeiet das Gattersignal ML für die Bildzeile 11 und 60 Ausschnittes liegt, zum Haltekreis 33 und der Tei Fiie 4d das Ausgangssignal U_UL des Gatters 25. von U_L, der innerhalb des rechten Ausschnittes liegt Zwecks fortgesetzter Signalverarbeitung in den zum Haltekreis 34 geleitet wird. Die Haltekreise 33 Winkelfehlerdetektoren 14, 15 wird das Signal U_ML 34 sind so ausgebildet, daß sie die Werte der ihnei in einem Bildsignalverstärker 26 verstärkt, dem eine zugeführten Teile von U_L für die Dauer einer Zeil· automatische Verstärkungsregelung 30 (AVR) im 65 speichern. Von Zeile zu Zeile werden die Haltekreisi Riickkopoluneskreis vom Schaltungsausgang züge- 33, 34 unmittelbar vor dem Start des Objektaus ondet fat schnittes ML mit Nullstellimpulsen, die in Fig. I Die im Kreis 28 erfolgende Hmtergrundabtastung mit 0' bezeichnet sind auf Null gestellt.

Am Summierungspunkt 35 wird die Differenz auf einem Rückkopphmgspfad zum Summierungscwischen den Ausgangssignalen der Haltekreise ge- punkt 41 am Verstärkereingang 42 zurückgeführt, bildet und das gewonnene Differcnzsignal anschlic- Der Rückkopplungspfad enthält ein elektronisches Bend in dem Integrierkreis 36 integriert. Das Aus- Gatter 43, einen Haltckreis 44, einen Verstärker 45 gangssignal des Integrierkieises 36 ist daher ein Maß 5 und einen Integrierkreis 46. Das mit dem Gatterfür die Differenz der Signalwerte des Objcktsignals V₁ signal BL gesteuerte Gatter 43 verbindet nur innerim linken und im rechten Ausschnitt und damit ein halb des Hintergrundausschnittes den Haltekreis 44 Maß für die horizontale Winkelabweichung des mit dem Ausgang 40. Der Haltekrcis 44 wird in jeder Objektes von der Fenstermitte. Mit dem in Fig. 2 Zeile durch den Nullstellimpuls 0' auf Null gestellt, mit 0" bezeichneten Nullstellimpuls wird der Inte- io Wenn innerhalb des Hintergrundausschnittes der grierkreis bei jedem Bild unmittelbar bevor die mittlere Signalpegel im Signal L)_yk konstant und der Abtastung innerhalb des Objektausschnittes ML be- gesteuerte Kreis abgeglichen ist, ist auch das Signal ginnt, auf Null gestellt. Durch den zuvor erwähnten am Ausgang des Integrators 46 konstant und gleich Vergleich im Komparator 21 kann der Ausschnitt- dem Mittelwert. Eine Subtraktion am Summierungs-Generator in horizontaler Richtung so gesteuert 15 punkt 41 führt dazu, daß der mittlere Signaipegel werden, daß der Signalwert im linken Ausschnitt von U_H innerhalb des Hintergrundausschnittes gleich dem im rechten Ausschnitt gleich wird. d. h. daß Null wird. Eine Schwankung des Hintergrundpegels, das Fenster in horizontaler Richtung mittig über dem d. h. eine Änderung von U_yk innerhalb des HinterObjekt liegt. In vertikaler Richtung wird der Aus- grundauss Unities führt zu einem Fehlersignal in U_K, schnitt-Generator 20 in analoger Weise gesteuert. ao das zum Haltekreis 44 weitergeleitet und in den

Integrierkreis 46 eingespeist wird. Dabei wird das

Hintergrundabtastung Ausgangssignal des Integrierkieises 46 so beeinflußt.

daß innerhalb des Hintergrundausschnittes der initt-

Wie in der Einleitung erwähnt, muß das Bildsignal lere Signalpegel von U_R auf Null zurückkehrt,
so verarbeitet werden, daß das Objekt im elektro- »5 Es soll nun in Verbindung mit F i g. 4 und den nischen Bild des Blickfeldes so klar wie möglich anderen bereits beschriebenen Figuren die Signalvor dem Hintergrund erscheint. Daher müssen Ein- verarbeitung bei dem erfindungsgemäßen Objektflüsse örtlicher Schwankungen des Hintergrund- Verfolger zusammenfassend erläutert werden. In signalpegels weitmöglichst reduziert werden. Zu F i g. 4 ist das Objektfenster 38 bereits so auf dem diesem Zweck hat man bereits versucht, den Hinter- 30 Bildschirm 5 eingestellt, daß das ObjeKtbüd 7 innergrundpegel zu messen, der offensichtlich aber ein halb des Objektfensters liegt, aber ir» diesem noch gutes Ergebnis nur dann liefern kann, wenn der nicht zentriert ist. In F i g. 4 sind die für die erfin-Hintergrund homogen ist. In einem sich ändernden dungsgemäße Objektverfolgung erforderlichen AusHintergrund kann der Hintergrundpegel am Abtast- schnitte eingezeichnet, obwohl sie in Wirklichkeit punkt alles andere als repräsentativ für den Hinter- 35 nur für die Signalverarbeitung existieren und auf dem grund des Objektes sein. Bildschirm nicht wahrgenommen werden können.

Bei einem erfindungsgemäßen Kontrastverfolger Um das Objektfenster 38 herum liegen Hintergrunderfolgt die Messung des Hintergrundsignalpegcis flächen 37, die zusammen den Hintergrundausschnitt durch Errechnen des Bildsignalmittelwertes in den bilden. Das Objektfenster 38 ist mit einer vertikalen Hhtergrundbereiciien außerhalb des Fensters, die 40 Linie 47 in einen linken Ausschnitt 48 und einen zusammen den vorerwähnten Hintergrundausschnitt rechten Ausschnitt 49 und mit einer horizontalen bilden. Durch die Mittelwertbildung werden die Ein- Linie 50 in einen oberen Ausschnitt 51 und einen flüsse örtlicher Holligkcitsschwankungen vermindert, unteren Ausschnitt 52 unterteilt,
da sie nun auf den Mittelwert des Hintergrundaus- Das Bildsignal U_x., das die Helligkeitsschwankunschnittes einwirken müssen. Um eine solche Wirkung 45 gen entlang der Bildzeile 11 wiedergibt, beginnt gezu erhalten, bedarf es einer ausgeprägten und per- maß den CCIR-Normen mit einem Zeilenanlaufmanenten Schwankung von solchem Ausmaß, daß impuls 53. Nur das Objekt und seine nahe Umgebung sie ein wesentlicher Teil des dem Objekt am nächsten sind für die Objektverfolgung und für die kontinuier-1 iegenden Hintergrundes wird. liehe Signalverarbeitung von Interesse. Der Objekt-

F i g. 4 a zeigt für eine bevorzugte Ausführungs- 5° bereichausschnitt, der gemäß F i g. 4 a seitlich durch

form die Abmessung und Lage der Hintergrundfläche die äußeren vertikalen Randlinien und in vertikaler

37 bezüglich eines Objektfensters 38. r i g. 5 zeigt Richtung durch die äußeren oberen und unteren

abgewandelte Ausführungsbeispiele für die Anord- Randlinien der Hintergrundflächen 37 .begrenzt ist.

nung der Hintergrundflächen. Die Gattersignale für legt die nähere Umgebung fest. Die vom Objekt-

die Erzeugung der Hintergrundflächen werden im 55 bereich ausschnitt eingenommene Räche kann auch

Ausschnitt-Generator 20 erzeugt. anders begrenzt sein; da aber die horizontalen und

Damit sich das Objekt vom Hintergrund abhebt, vertikalen Randlinien bereits definiert wurden, ist es

wird das Bildsignal auf den Hintergrundsignalpegel praktisch, auch diese Linien als Grenzen für der

bezogen, d. h., der Hintergrundsignalpegel wird als Objektbereichausschnitt zu verwenden. Das Gatter Nullpegel des Bildsignals verwendet. Diese Pegelung 60 signal ML für den Objektbereichausschnitt ist it

ist am bequemsten durchzuführen, indem man den Fig. 4c dargestellt. Fig.4d zeigt den Teil U_ML da

vorerwähnten Mittelwert des Bildsignals im Hinter- Bildsignals U_x, für die Zeile Ii innerhalb des Objekt

grundausschnitt vom Bildsignal abzieht. Zur schnei- bereichausschnitles.

len und genauen Subtraktion verwendet man einen Das auf den Hintergrund bezogene Bildsignal U₁ Rückkopplungskreis gemäß F i g. 3, der Abweichun- 65 wird mit dem aus dem Bildsignal U₁, ausgewählte!

gen von einer korrekten Subtraktion automatisch Teil U_ML in der vorbeschriebenen, an Hand de

korrigiert. F i g. 3 erläuterten Weise errechnet.

In F i e. 3 ist der Ausgang 40 eines Verstärkers 39 Um ein Winkelfehlersignal zur horizontalen Steue

rung des Ausschnitt-Systems zu erzeugen, wird der Signalwert von U₁ im linken Ausschnitt Zeile für Zeile mit dem Signalwert im rechten Ausschnitt verglichen, wie es zuvor zur F i g. 2 erläutert wurde. Wie F i g. 2 zeigt, erfolgt der Abgleich durch Subtraktion des Signalwertes im rechten Ausschnitt vom Signalwcrt im linken Ausschnitt, wobei dann die sich bei der Subtraktion ergebende Differenz ein Maß für den vorhandenen Winkelfehler ist. In dem Beispiel der Fig. 4a befindet sich der größte Teil des Objektes im linken Ausschnitt, so daß die Steuerung des Ausschnitt-Systems dann dafür sorgen wird, daß sich die Ausschnitte bezüglich der Fig. 4 nach links bewegen.

Die Erfindung wurde nur in Verbindung mit einei speziellen Ausführungsform erläutert und beschrie bcn, obwohl — falls erforderlich — noch verschie denc im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegendi Änderungen und Modifikationen vorgenommen wer den können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erfassen und Verfolgen von Bildkontrasten durch Abtasten eines Blickfeldes und Erzeugen eines das Blickfeld elektronisch wiedergebenden Bildsignals, in welchem entsprechend einem Blickfeldausschnitt mit einem darin erkennbaren Objekt ein elektronisches Fenster angeordnet wird, wobei durch Vergleich des Bildsignals innerhalb des elektronischen Fensters mit dem Bildsigna! des Blickfeldhintergrundes ein Maß für den Kontrast des Objektes erhalten und das elektronische Fenster am Objekt festgesetzt und so gesteuert wird, daß es in einer gewünschten Relativlage zum Objekt stehenbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch das Bildsignal wiedergegebenen Blickfeld außerhalb des Fensters ein Hintergrundausschnitt mit vorgegebener Ausdehnung in seitlicher und ao vertikaler Richtung, in fester Relativlage zum Fenster und etwa in Größe des Fensters angeordnet wird, daß mit dem diesen Ausschnitt repräsentierenden Teil des Bildsignals ein Mittelwert gebildet und dieser Mittelwert von dem Bildsignal innerhalb des Fensters subtrahiert wird, um ein im wesentlichen von örtlichen Helligkeitsschwankungen in der Nachbarschaft des Objektes unabhängiges Steuersignal zu gewinnen, mit dem die Lage des Fensters und des Hintergrundausschnittes gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Nachstellen des elektronischen Fensters und des Hintergrundausschnittes in Richtung auf die gewünschte Lage die den Fensterhälftei· entsprechenden, in analoger Form vorliegenden Bildsignale verglichen und von ihnen der Mittelwert subtrahiert wird, wobei dieser Vergleich vorzugsweise sowohl in Quer- als auch in Hoch-Richtung durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man z^iir Mittelwertbildung in jedem Abtastzyklus die im Hintergrundausschnitt auftretenden Änderungen des Bildsignals gegenüber dem Mittelwert des jeweils durchgelaufenen Abtastzyklus integriert, wodurch der Hintergrundsignalpegel kontinuierlich aufdatiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aufdatierte Hintergrundsignalpegel in einem geschlossenen Kreis gefiltert und vom Bildsignal subtrahiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hintergrundausschnitt so ausgerichtet wird, daß er das elektronische Fenster sowohl seitlich als auch in vertikaler Richtung umgibt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hintergrundausschnitt aus Rechtecken besf-iht, die sich an sämtliche Seiten des elektronischen Fensters unmittelbar anschließen.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Bildabtaster, dessen Bildsignal das abgetastete Blickfeld elektronisch wiedergibt, einem das Bildsignal empfangenden Signalverarbcuuiigigcrät, das für einen Ausschnitt des abgetasteten Blickfeldes ein elektronisches Fenster definiert, um die dort vorhandenen Teile des Bildsignals ?.bzutrennen, einem Detektor, der das Bildsignal außerhalb des Fensters erfaßt und mit dem Bildsignal innerhalb des Fensters vergleicht, einer Vorrichtung, die das Fenster auf ein ausgewähltes Objekt im Blickfeld richtet und dort festsetzt, und eine Nachstell-Steuerung, die das Fenster in einer gewünschten Relativlage zum Objekt hält, gekennzeichnet durch einen im Signalverarbeitungsgerät (3) vorgesehenen Ausschnitt-Generator (20), der außerhalb des Fensters (38) in fester Relativlage dazu Hintergrundausschnitte (37) festlegt, einen Mittelwertbildner (28, 29), der mit dem Bildsignal (C/,,) den Mittelweil(£/_flJ_) der Bildhelligkeit innerhalb des Hintergrundausschnittes (37) bestimmt und einen Differenzbildner (Fig. 3), der in einem Rückkopplungskreis den Unterschied zwischen dem Bildsignal (U _R) innerhalb des Fensters (38) und dem Mittelwert (U₀₁) erfaßt (F i g. 2 und 4).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Signalerzeuger, der aus dem noch in pnaioger Form vorliegenden, auf den Hintergrund bezogenen Bildsignal die Abweichung des Fensters von einer gewünschten Lage wiedergebende Fehlersignale dadurch erzeugt, daß er das Bildsignal in der linken Hälfte des Fensters mit dem Bildsignal in der rechten Hälfte des Fensters bzw. in der oberen Hälfte des Fensters mit dem Bildsignal in der unteren Hälfte des Fensters vergleicht, wobei diese Signale in einem geschlossenen Nachstellkreis so verarbeitet werden, daß sie das Fenster in der gewünschten Richtung führen.