DE2414809A1

DE2414809A1 - Mustererkenner

Info

Publication number: DE2414809A1
Application number: DE2414809A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Ejiri; Sadahiro Ikeda; Michihiro Mese; Haruo Yoda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-03-28
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1974-10-17
Also published as: JPS49122932A; AU6712874A; JPS49123749A; CA1021877A; BR7402427D0; US3936800A; JPS5425782B2; GB1459678A; AU466705B2

Description

Mus tererkenner

Die Erfindung betrifft eine Bildinformations-Verarbeitungsanordnung, die aus einem zweidimensionalen Bild, das durch eine Bildaufnahmeeinrichtung fotoelektrisch umgesetzt wird, ein vorgegebenes Hintergrundmuster austastet bzw. -blendet oder nur ein charakteristisches Muster einer bestimmten
Eigenschaft herauslöst oder scharf darstellt; insbesondere betrifft die Erfindung einen Mustererkenner, der automatisch Zeichen, Figuren, körperliche Gegenstände usw. identifiziert.

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Normalerweise ist die Erkennung von Zeichen, Figuren, körperlichen Gegenständen usw. sehr stark von den Beleuchtungsbedingungen während der Bildaufnahme abhängig, weil sogar dann, wenn unter bestimmten Beleuchtungsbedingungen ein Muster erhalten wird, dessen Bildwert an den Koordinaten (x, y) gleich f (x, y) ist, selbst vom gleichen Gegenstand bei Beleuchtungsänderung häufig verschiedene Bilder g(x, y) erhalten werden, die in bezug auf Konstrast und Schwarzpegel voneinander verschieden sind entsprechend der Gleichung:

g(x, y) = a-f(x,y) + b (l)

mit a und b = Konstanten;

somit wird die durch Vergleich der Muster erfolgende automatische Erkennungsverarbeitung sehr schwierig. Die Änderung gemäß Gleichung (l) wird nicht nur durch die Beleuchtung bewirkt, sondern auch durch die automatische Verstärkungsregelschaltung der Bildaufnahmeeinrichtung u. dgl. Insbesondere ergibt sich ein großes Problem beim Erkennen eines Gegenstandes mit unterschiedlicher Hintergrundhelligkeit.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Umsetzers zum einmaligen Umsetzen sämtlicher durch Gleichung (l) ausgedrückten Bilder in ein von den Parametern a und b unabhängiges Bild, um so eine automatische Erkennung zu vereinfachen. Ferner soll aus dem Ausgangsbild des Umsetzers durch Extraktion der Umrisse eines in eine bestimmte Richtung orientierten Gegenstands eine einfache Bildverarbeitung möglich sein; schließlich soll ein einfach aufgebauter Mustererkenner geschaffen werden, der das Ausgangsbild des Bildumsetzers ausnutzt.

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Ein Mustererkenner gemäß der Erfindung mit einem Gerät zur Aufnahme eines Bildes eines Gegenstandes ist gekennzeichnet durch einen Teiler zum Unterteilen des aufgenommenen Bildes in mehrere Mikrobereiche, einen Codierer zum bereichsweisen Codieren der Bildsignale in den unterteilten Bereichen, einen Speicher zum vorherigen Speichern eines dem Hintergrund an jedem Bereich entsprechenden Bildes in codierter Form, einen Vergleicher-Entscheider zum Vergleichen des codierten Bildsignals mit dem gespeicherten codierten Signal zur Entscheidung über den Übereinstimmungsgrad dieser Signale, und einen Zähler zum Zählen der Zahl der Bereiche in Abhängigkeit vom Übereinstimmungsgrad.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß ein eingegebenes Bild unabhängig davon, ob es das in Gleichung (l) mit g(x, y) bezeichnete oder das durch f(x, y) dargestellte Bild ist, und unabhängig von den Parametern a und b in das gleiche Bild umgesetzt wird.

Die Erfindung schafft also einen Mustererkenner, bei dem eine Bildebene in eine große Anzahl Mikrobereiche unterteilt wird, wobei das Hintergrundbild vorher durch eine Einheit des Mikrobereichs als unveränderliche Information unabhängig von der Helligkeit der Bildebene gespeichert wurde; eingegebene Bilder und die gespeicherte Information werden aufeinanderfolgend verglichen, und der Bildebenen-Belegungsanteil durch einen Gegenstand im Beobachtungsfeld wird erfaßt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild der gesamten erfindungsgemäßen Informationsverarbeitungsanordnung;

Fig. 2 das Blockschaltbild des Mikrobereich-Ausschneideis· von Fig. 1;

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Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des Mikrcbereich-Ausschneiders von Fig. 2;

Fig. 4 Diagramme zur Erläuterung des Helligkeitsund 5 änderungsgeschwindigkeits-Meßgeräts von Fig. 1;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Helligkeitsänderungsrichtungs-Meßgeräts von Fig. 1;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des Meßgeräts von Fig. 6;

Fig. 8a D' igramme von Beispielen der Mikrobereiche; und 8b

Fig. 9 ein Schaltbild zur Erläuterung der Anzeige des charakteristischen Teils;

Fig. 10 das Blockschaltbild des Merkmalextrahierers;

Fig. 11a Diagramme zur Erläuterung des Verkehrsanhäufungs- und 11b Meßgeräts;

Fig. 12 Diagramme zur Erläuterung des Prinzips des erbis 15b findungsgemäßen Mustererkenners;

Fig. 16 das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Mustererkenners j

'Fig. 17 Diagramme zur Erläuterung der gegenseitigen Bebis 21 Ziehungen zvisehen Grundsignalen für den Antrieb und die Steuerung der erfindungsgemäßen Anordnung;

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Fig. 22 das Blockschaltbild des Synchronsignalgenerators und des Bereichsignalgenerators in der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 23 das Schaltbild des Sigenschaftsmerkmal-Detektors der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 24a Diagramme zur Erläuterung des Prinzips des und 24b Detektors gemäß Fig. 23;

Fig. 25 das Blockschaltbild des Klassierers (oder Sortierers) und des Codierers in der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 26 das Schaltbild des Speichers und des Vergleichers in der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 27 das Schaltbild der Signalspeiseschaltung in der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 28 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mustererkenners;

Fig. 29 das Schaltbild des Eigenschaftsmerkmal-Detektors in der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 30 Blockschaltbilder der Gesamtanordnungen, in und 31 denen der erfindungsgemäße Erkenner als Verkehrs anhäuf ungs -Erkenn er zur Steuerung einer Gruppe von Aufzügen angewendet wird;

Fig. 32 das Blockschaltbild einer Ausführungsform des Lagedetektors gemäß der Erfindung;

Fig. 33a ein von einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenes Bild;

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Fig. 33b ein erläuterndes Diagramm des codierten Bildes des Bildes von Fig. 33a;

Fig. 34 das Schaltbild eines Teils der Einrichtung gemäß Fig. 32;

Fig. 35 Ausführungsformen des Längs- bzw. des Quer- und 36 lagedetektors;

Fig. 37a Diagramme von gemäß der Erfindung aufgebis 38b nommenen Bildern;

Fig. 39a Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der bis 39c erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsanordnung;

Fig. 40a Diagramme zur Erläuterung des Falls, daß und 40b Rauschen im Bild vorhanden ist;

Fig. 41 ein erläuterndes Diagramm eines Ausgangsbildes, aus dem Rauschen beseitigt wurde;

Fig. 42 das Blockschaltbild einer weiteren erfindungsgemäßen Verarbeitungsanordnung;

Fig. 43a erläuternde Diagramme eines von der Bildauf- und 43b nahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes und des Codesignals;

Fig. 44 eine Ausführungsform des Zählers zum Zählen des Codesignals;

Fig. 45 das Schaltbild einer Ausführungsform des Maximalcodedetektors;

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Fig. 46 ein erläuterndes Diagramm von Taktsignalfolgen; Fig. 47 eine Ausführungsform einer Koinzidenzschaltung;

Fig. 48 ein VerknUfungsschaltbiId eines Teils der bei einer anderen Ausführungsform der Koinzidenzschaltung benutzten Schaltung; und

Fig. 49 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips einer weiteren Anwendung der Erfindung.

Es wird jetzt das Prinzip erläutert, auf dem die Erfindung

beruht. Wenn ein Vektor V aus Komponenten f und f be-

x. y

steht, die die Längsänderung der Helligkeit und die Queränderung der Helligkeit des Bildes f(x, y) sind:

(2)

V (x, y: f) s (f_x(x, y), f_y(x, y)),

so ist die Phase oder das Argument θ des Vektors"T definiert als

θ(χ, y:f) s Arg(v" (x, y:f) (3).

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Dann besteht Übereinstinunung zwischen der Transformierten θ(χ, y:f) des Bildes f(x, y) und dem Transformationsbild aller durch die Gleichung (l) dargestellten Bilder J(x, y). Das heißt also:

Θ(χ, y:g) = Arg(T(x, y:g))

= Arg((g_x(x, y), g_y(x, y))^?)

= Arg(a-(f_x(x, y) , f_y(x, y))')

= ArgCa^x, y:f)),

mit (...) = Zeilenvektor, dessen Komponenten die Veränderlichen in Klammern sind, und

Arg (...) = Phase oder Argument des Vektors in Klammern.

Da die Phase eines Vektors vom Betrag des Vektors unabhängig ist, wird θ(χ, y:g) für a.) 0 zu

θ(χ, y:g) = Arg(v"(x, y:f))

= θ (χ, y:f) (4).

Wenn also das Bild f(x, y) in das durch die Gleichung (3) gegebene Bild θ transformiert wird, werden alle durch die Gleichung (l) dargestellten Bilder zum gleichen Bild, und somit wird ihre Erkennung einfach. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß selbst bei sich ändernder Hintergrundhelligkeit der gleiche Gegenstand in das gleiche Bild transformierbar ist.

Bei der Erfindung, die auf diesem Prinzip beruht, werden die Längs- und Quer-Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten erst an jedem Punkt des Originalbildes erhalten, und dann

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wird aus diesen Werten nicht die Größe der Helligkeitsänderung, sondern die die Änderungsrichtung an jedem Punkt aufzeigende Größe erhalten. Die Änderungsrichtung dient als Wert des Bildes an jedem Punkt. Hier sind jedoch die Richtungen, in denen die Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten erhalten werden sollen, nicht auf die Längs- und die Querrichtung beschränkt, sondern algebraisch sind zwei beliebige Richtungen dazu äquivalent und können somit verwendet werden, vorausgesetzt die beiden Richtungen sind unabhängig voneinander. Zur Vereinfachung der Erläuterung der Erfindung werden im vorliegenden Fall daher die Richtungen als Längs- und Querrichtung angenommen.

Eine erfindungsgemäße Bildverarbeitungsanordnung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Ein Bildaufnahmegerät 202 vom Raster-Abtasttyp, z. B. eine Fernsehkamera, nimmt ein Bild eines Gegenstandes 201 auf. Ein Mikrobereich-Ausschneider 203 hat Verzögerungsglieder und kann gleichzeitig mehrere Signale erzeugen, die Mikrobereichen eines Bildes entsprechen. Die Einheiten 204 und 205 sind z. B. Addierer und erzeugen Helligkeitsunterschiede zwischen verschiedenen Teilen in Längs- und Querrichtungen im Mikrobereich als Helligkeitsänderungen in dessen Längs- und Querrichtung. Eine Einheit 206 besteht aus einem oder mehreren Vergleichern und erzeugt einen Digitalcode oder eine Analoggröße, die die Helligkeitsänderungsrichtung im Mikrobereich anzeigt, und zwar durch Vergleichen der Längs- und Quer-Helligkeitsänderungen. Somit wird das Helligkeitsbild des Gegenstandes 201 in ein Bildsignal umgesetzt in Richtung der Maximai-Helligkeitsänderung bei Ansprechen auf die Beleuchtungsänderung, indem das Helligkeitsbild die Einheiten 202-206 durchläuft. Weiter wird dieses Signal einem Fernsehmonitor 207 und einem Bildprozessor 208 zugeführt, die den Mustererkenner vervollständigen.

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Die Bildaufnahmeeinrichtung 202 ist ζ. Β. eine übliche industrielle Fernsehkamera. Der Mikrobereich-Ausschneider 203 besteht aus einer Kombination von Verzögerungsgliedern (Fig. 2); dabei ist 210 ein Bildsignal von der Bildaufnahmeeinrichtung 202, Verzögerungsglieder 211a und 211b haben eine einem Raster des Bildes entsprechende Verzögerungszeit, und Verzögerungsglieder 212a-212f haben eine Verzögerungszeit, die einem Bildelement entspricht. Durch diesen Schaltungsaufbau kann eine Ausgangsstufe 213 mit neun Ausgängen parallel Bildwerte liefern, die 3*3 Mikrobereichen 215 auf einer Bildebene 214 (Fig. 3) entsprechen. Weiter werden die 3x3 Mikrobereiche 215 auf der Bildebene 214 kontinuierlich synchron mit der Abtastung durch die Bildaufnahmeeinrichtung 202 abgetastet.

Der Aufbau des Längs-Helligkeitsänderungs-Detektors 204 ist in Fig. 4 veranschaulicht. Die 3x3 Mikrobereiche gemäß Fig. 3 sind mit 215 bezeichnet, und das Zeichen f.■ bedeutet die Helligkeit an dem jeweiligen Mikrobereich. Es sind Addierer 216a und 216b und ein Subtrahierer 217 vorgesehen, dessen Ausgangssignal

(^fll ^{+ £}12 ^{+ f}i3> ~ (^f31 ^{+ f}32 ^{+ £}33>

ist. D. h., die mittlere Helligkeitsänderung in Längsrichtung wird angenähert als ein f (x, y) von Gleichung (2) proportionaler Wert erfaßt. Der Quer-Helligkeitsänderungs-Detektor 205 ist ähnlich aufgebaut (Fig. 5) und kann einen Näherungswert von f„(x, y) erzeugen.

Die Helligkeitsänderungsrichtungs-Einheit 206 ist wie folgt aufgebaut. Gemäß Fig. 6 werden die Analogsignale f_.(x, y) und f (x, y) über Stellwiderstände 219 und 220 einem Ver-

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gleicher 218 zugeführt. Das Ausgangssignal Z des Vergleichers 218 wird dann

Z=I Cf_x(X, y) + df (χ, y) > O

■ (5) Z=O cf_x(x, y) + df_y(x, y) < 0

mit c und d = durch die Widerstände 219 und 220 bestimmte Konstanten. Dies bedeutet, daß das erzeugte Ausgangssignal in der einen Halbebene, die durch eine Gerade 221 begrenzt ist, die den Ursprung in der £_χ(^χ> y) - £ (x,y)-Ebene gemäß Fig. 7 durchläuft, eine "1" ist, während es in der anderen Halbebene "0^M ist. Die Neigungoi der Geraden 221 ist durch Einstellen der Widerstandswerte der Widerstände 219 und und die Art der Signalzuführung zum Vergleicher 218 nach Wunsch über 360° veränderbar. Infolgedessen können die Ausgangssignale für die in 2n Bereiche unterteilte Ebene f - f erzeugt werden durch parallele Anordnung von η Stufen gemäß Fig. 6. Das heißt, dieses Ausgangssignal ist ein Code, der nicht den Betrag des Vektors V = (£_χ» £_y) angibt, sondern dessen Phase.

Somit wird das Originalbild f nach Verarbeiten durch die Einheiten 202-206 von Fig. 1 in ein die Phase angebendes codiertes Bild transformiert.

Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, daß die Mikrobereiche 3x3 Bereiche sind. Es ist jedoch nicht erforderlich, 3x3 Bereiche zu haben. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, können die Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten von £ und f , da die notwendige In-

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formation aus voneinander unabhängigen Helligkeitsänderungen in zwei Richtungen besteht, gemäß Fig. 8a und 8b wie folgt gemacht werden:

y) = (Z₂ -+/₄) - _{1 3}

(6)

f_x(x. y)

Da an dem Punkt, an dem die Helligkeitsänderung klein ist, der Wert des Richtungscodes unter dem Einfluß von Rauschen streut, ist der Betrag des Vektors V z. B. mit IV! = Max (f , £ ) definiert. Wenn dann zusätzlich eine Schaltung benutzt wird, die ein die Abwesenheit des Richtungscodes anzeigendes Signal erzeugt, wenn der Betrag des Vektors V unter einem vorgegebenen Betrag liegt, ist der Einfluß von Rauschen vernachlässigbar.

Es wird jetzt ein die Erfindung benutzender Mustermerkmal-Extrahierer erläutert. Hierbei wird angenommen, daß das Orinigalbild in bezug auf Helligkeit vom Bildwandler in ein Muster des die Helligkeitsänderungsrichtung angebenden Codes umgewandelt wurde.

, Wenn ein Codefilter 231, dessen Signal für einen vorgegebenen Code ¹¹I" und für alle anderen Codes "0" ist, einem Bildwandler 230 nachgeschaltet ist und der Ausgang des

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Codefilters 231 mit einem Fernsehmonitor 232 verbunden ist, kann nur der in dem Muster in eine bestimmte Richtung orientierte Randteil herausgelöst werden. Dies entspricht der Extraktion nur eines charakteristischen Merkmals des Musters. Es braucht kaum erwähnt zu werden, daß ein solches Codefilter 231 leicht durch eine logische Schaltung gebildet werden kann. Wenn der Fernsehmonitor 232 durch einen Zähler ersetzt wird zum Zählen geeigneter Abtastimpulse, die mit der Fernsehabtastung synchron sind, z. B. Bildelementimpulse, die den Bildbereich nur quantisieren, wenn das Ausgangssignal des Codefilters 231 "1" ist, wird der der Gesamtlänge der Ränder in dieser Richtung proportionale Wert gezählt. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß in diesem Fall, wenn ein Verknüpfer vorgesehen wird, der mit Bildelement impuls en durch ein aus dem Abtastsignal gebildetes Fenstersignal beaufschlagt wird, das an einem Bereich eines Teils des Bildes ¹¹I" und am anderen Teil "0" wird, und wenn die Ausgangsimpulse des Verknüpfers nur gezählt werden, wenn das Aus gangs signal des Codefilters ¹¹I" ist, es möglich ist, ein vorbestimmtes Merkmal in einem vorbestimmten Bildbereich zu extrahieren.

Es ist z. B. auch einfach, den der Länge der schrägen Linie des Buchstaben ¹¹A" proportionalen Wert zu erhalten. Wenn gemäß Fig. 10 mehrere Codefilter 231a-231n und Zähler 233a-233n so verbunden sind, daß die Anzahl der Bildelemente auf den Längsrändern bzw. die Anzahl der Bildelemente auf den Querrändern bzw. die Anzahl der Bildelemente auf den geneigt verlaufenden Rändern u. dgl. gezählt wird, ist ein Mustermerkmal-Extrahierer in der gezeigten Art leicht formbar, da die Menge dieser Werte das Eigenschaftsmerkmal des Musters darstellt. Auch wenn bei Unterteilen der Bildebene in eine Anzahl Mikrobereiche (die sich überlappen können)

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eine gleiche Anordnung getroffen wird, wird ein besserer Merkmalextrahierer gebildet, da die Merkmalextraktion für jeden Bereich erfolgen kann. Infolgedessen kann als Merkmal extrahiert werden, daß z. B. in der linken Hälfte eines ¹¹A" eine positive Neigung oder ein nach rechts oben gerichteter Helligkeitsrand und in der rechten Hälfte des "A^M eine negative Neigung oder ein nach rechts unten gerichteter Helligkeitsrand vorhanden sind.

Durch den vorstehend erläuterten Eigenschaftsmerkmal-Extrahierer ist ein Bild in einen mehrdimensionalen charakteristischen Vektor umwandelbar, infolgedessen kann ein einfacher Mustererkenner auch dadurch gebildet werden, daß für die übliche Mustererkennung zusätzlich ein Vergleicher zum Vergleichen mit mehreren voreingestellten Einheitsvektoren vorgesehen wird.

Auch kann der Hintergrund aus dem Bild ausgetastet werden, sofern es sich um ein einfaches Bild handelt. Fig. 11a zeigt auf horizontalen Hintergrundstreifen vorhandene graue-Kreise. Dieses Bild wird erst einer Umwandlung mit einem Bildwandler gemäß der Erfindung unterworfen. Anschließend durchläuft es ein Codefilter der Art, das den den horizontalen Rand bedeutenden Code und den keinem Code unterliegenden Teil "0" und den anderen Code "1" macht. Es ergibt sich dann das Bild gemäß Fig. 11b. Dies bedeutet, daß der unerwünschte Hintergrund ausgetastet ist.

Wenn mit dem Ausgang des Codefilters ein Zähler verbunden ist zum Zählen des Bereichs des Teils "1", ist die Gesamtlänge der Kreisränder meßbar. Diese Größe stellt auch die Anzahl Gegenstände dar. Infolgedessen ist die Einrichtung auch dazu verwendbar, die Anzahl bekannter Gegenstände, die in einem einfachen Hintergrund geeignet verteilt sind, .

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automatisch schätzungsweise festzustellen. Z. B. kann die Einrichtung als Verkehrsanhäufungs-Meßgerät verwendet werden, das die Anzahl von in einer Halle oder auf einem Platz Anwesenden schätzungsweise und automatisch erfaßt und Informationen zum Führen und Leiten des Publikums liefert.

.Es wird jetzt ein Mustererkenner erläutert, der den bereits beschriebenen Bildinformations-Prozessor benutzt und den Beobachtungsfeld-Belegungsanteil eines Gegenstandes erfaßt.

Bei dem erfindungsgemäßen Mustererkenner ist die Bildebene in eine Anzahl Mikrobereiche unterteilt, die Hintergrund-Bildinformation ist in von der Einheit des Mikrobereichs im wesentlichen helligkeitsunveränderliche Information umgewandelt und gespeichert, und ein erzeugtes Bild und die gespeicherte Information werden nacheinander verglichen. Der Belegungsanteil eines in das Beobachtungsfeld des Bildes gelangenden Gegenstandes wird aus der Anzahl der Mikrobereiche erfaßt, für die das Vergleichsergebnis nicht übereinstimmt. Wenn das Bildaufnahmegerät des Erkenners z. B. an der Decke oder Wand einer Halle in einem Gebäude angeordnet ist, ist die grobe Zahl von in das Beobachtungsfeld gelangenden Menschen, d. h. die Verkehrsanhäufung, meßbar, da der Hintergrund bereits vorher durch die Einheit des bereits erläuterten Mikrobereichs codiert und gespeichert wurde. Infolgedessen ist durch Ausnutzen des Ausgangssignals als Eingangsinformation für die Gruppensteuerung von Aufzügen ein effektiver Betrieb der Aufzüge mit verminderten Wartezeiten möglich. In diesem Fall kann das vorher zu speichernde Hintergrundbild die Helligkeitsinformation selbst sein. Da es jedoch unvermeidlich ist, daß das Bild bei Tag sich von dem bei Nacht unterscheidet, ist es besser, wenn das Hintergrundbild in im wesentlichen helligkeitsunveränderliche Information umgewandelt wird, z. B. die Helligkeitsänderungsrichtung, wie noch erläutert vird.

Die gespeicherte Hintergrundinformation kann auch mehrmals täglich erneuert oder fortgeschrieben werden, und zwar während vorhersehbarer Leerlaufzeiten von Aufzuggruppen, deren Rufknöpfe gerade nicht gedrückt werden. Die Hintergrund-Speicherinformation ist auch fortschreibbar durch Erfassen der Tatsache, daß das Bild während eines vorbestimmten Zeitintervalls ( z. B. 5 min) oder während einer vorbestimmten Anzahl von Verarbeitungsperioden (z. B. 100) nahezu unveränderlich ist. Dadurch ist relativ neue Hintergrundinformation (d. h. Hintergrundinformation aus der relativ nahen Vergangenheit) ausnutzbar. Es ist also nicht erforderlich, während des Tags und abends die Helligkeitsdifferenz in Betracht zu ziehen, so daß die Helligkeitsinformation so, wie sie ist, ausnutzbar ist, wodurch die Notwendigkeit zur Umwandlung der Hintergrundbildinformation in helligkeitsunveränderliche Information verringert wird.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich beim Zählen und Messen loser Gegenstände bei Fertigungsprozessen; eine kleine Gegenstände zuführende Einrichtung kann überwacht werden und wird bei Anwesenheit der Gegenstände gewarnt bzw. ihr Betrieb wird unterbrochen; die grobe Anzahl von Blutkörperchen kann gezählt werden; und selbst ein Fehler, z. B. Flecken, auf einem gemusterten Gegenstand ist erfaßbar.

Das Diagramm von Fig. 12 erläutert das Prinzip des erfindungsgemäßen Mustererkenners und zeigt schematisch die von einem Bildaufnahmegerät aufzunehmende Bildebene. Es wird angenommen., daß die Bildebene ähnlich wie beim üblichen Fernsehabtasten von links nach rechts in Horizontalrichtungen (X-Richtungen) und von oben nach unten in Vertikalrichtungen (Y-Richtungen) abgetastet vird. Die Bildebene

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ist in m χ η Mikrobereiche unterteilt, wobei m in X-Richtung und η in Y-Richtung verläuft (Fig. 12). Diese Mikrobereiche werden im folgenden als Blöcke bezeichnet. Diese Blöcke brauchen nicht über die gesamte Bildebene die gleichen zu sein, sondern können nach Wunsch geändert werden. Es wird jedoch im vorliegenden Fall aus Gründen der Einfachheit angenommen, daß die Blöcke alle gleich sind.

Es wird angenommen, daß ein Block (i, j) aus k x/ Bildelementen besteht, wobei k in X-Richtung und Z in Y-Richtung verläuft. Bei der Erfindung wird während der Zeit, in der die Bildebene einmal abgetastet wird, d. h. während einer Halbbildperiode einer der m Bereiche in X-Richtung ausgewählt und verarbeitet. Infolgedessen werden beim Halbbild oder Rahmen 0 η Blöcke des X-Bereichs O (0, 0), (0, 1), (0, 2), ..., (0, n-1), d. h. der vertikale Bandbereich, ausgewählt und verarbeitet, und beim Halbbild 1 wird der nächste vertikale Bandbereich der η-Blöcke (l, 0), (l, 1), (l, 2), ..., (l, n-1) ausgewählt und verarbeitet. So werden die vertikalen Bandbereiche aufeinanderfolgend Halbbild für Halbbild umgeschaltet und verarbeitet. Infolgedessen ist die Verarbeitung der gesamten Bildebene nach insgesamt m Halbbildern beendet. Bei einem praktischen Beispiel werden k, si , m und η angenommen mit k = & - 20, m = 16 und η = 12, d. h. ein Block besteht aus 400 Bildelementen, und die gesamte Bildebene besteht aus 192 Blöcken. Somit ist die Anzahl von Bildelementen in X- und Y-Richtung m χ k = 320 bzw. η χ X = 240, und die Erfindung kann somit selbst bei zeilensprunglosem Abtasten durch ein Bildaufnahmegerät unter Verwendung eines üblichen Vidikons verwirklicht werden.

Infolgedessen ist eine Halbbildzeit also in der Teilbildzeit von l/60 s einer üblichen Fernsehabtastung einschließlich der Rücklaufzeit zu verwirklichen. Die Verarbeitungszeit

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für die gesamte Bildebene wird also (l/60) . 16 = 0,27 s, womit der Belegungsanteil eines Gegenstandes im Bild, z. B. die Publikumsanhäufung, innerhalb von 0,3 s erkennbar ist.

Die Diagramme von Fig. 13a-13c erläutern das Prinzip des erfindungsgemäßen Mustererkenners und stellen einen Bildblock (i, j) von Fig. 12 dar. Gemäß Fig. 13a besteht ein Block aus k Bildelementen in X-Richtung und .£, Bildelementen in Y-Richtungen, wie bereits erläutert wurde. Durch Ausnutzen der Helligkeitsinformation dieser Bildelemente wird die Helligkeitsänderungsrichtung erhalten als eine helligkeitsunveränderliche Größe, wie bereits erläutert wurde. Ein praktisches Verfahren hierfür wird später noch erläutert. In diesem Fall wird die Information des zweidimensionalen Bereichs von 3x3 Bildelementen einschließlich der hier speziell betrachteten Bildelemente gemäß Fig. 13b ausgenutzt zum Erhalt eines numerischen Wertes für die Helligkeitsänderungsrichtung des speziellen Bildelements, die z. B. durch den Pfeil in Fig. 13b angedeutet ist. Eine solche Verarbeitung wird mit fortschreitender Abtastung Bildelement für Bildelement durchgeführt, und schließlich werden die Helligkeitsänderungsrichtungen einzelner Bildelemente gemäß Fig. 13c erhalten. Die leeren Bildelemente sind diejenigen, bei denen nur eine geringe Helligkeitsänderung erkannt wurde, indem ihr Helligkeitsänderungswert mit einem Schwellenwert verglichen wurde.

Die so erhaltenen Helligkeitsänderungsrichtungen werden gemäß Fig. 14a z. B. in acht Richtungen 0, 1, ..., 7 klassiert. Fig 14a zeigt, daß nur Bildelemente um die angegebenen Richtungen herum extrahiert werden, um so die Richtungsunbestimmtheit zu verringern, während Fig. 14b zeigt, daß jedes Bildelement als eines irgendeiner Richtung extrahiert

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wird. So wird aus den gemäß Fig. 13c erhaltenen Bildelementen

für jede Richtung die Anzahl derjenigen gezählt, die in die

Richtungsbereiche (schraffierte Bereiche) von Fig. 14a oder 14b fallen.

Bei dem vorstehend erläuterten Beispiel besteht ein BiId-.block aus 20 χ 20 = 400 Bildelementen. Wenn alle Helligkeitsänderungsrichtungen in diesen Bildelementen in Richtung

5 verlaufen, muß der Zählerstand des die Richtung 5 zählenden Zählers 400 werden, und die Zählerstände der jede der anderen Richtungen zählenden Zähler müssen Null werden. Wenn also diese Zähler auf 100 eingestellt werden und ein Überlaufsignal erzeugen, wenn der Zählerstand 100 übersteigt, so kann die Erzeugung oder Nichterzeugung eines Überlaufsignals als Eigenschaftsmerkmal des Bildes an dem dem Zähler entsprechenden Bildblock betrachtet werden.

Das Diagramm gemäß Fig. 15a veranschaulicht, daß die Ausgangssignale der Zähler für die den acht Richtungen entsprechenden Bildelemente als Information von acht Bits betrachtet werden. In diesem Fall entspricht jedes Bit der 8-Bit-information ( d. h. einem Byte) einer der acht Richtungen. Das Beispiel von Fig. 15a bedeutet, daß die drei den Richtungen 0, 5 und

6 entsprechenden Zähler den Wert 100 überschritten haben. Dies bedeutet, daß in diesem Bildblock viele Bildelemente vorhanden sind, deren Helligkeitsänderungsrichtungen in die Richtungen 0, 5 und 6 verlaufen, und wenig Bildelemente, die in die Richtungen 1, 2, 3, 4 und 7 (Fig. 13c) verlaufen. So wird bei diesem Beispiel das Bild durch einen den Zustand "1" oder "0" annehmenden Eigenschaftscode ausgedrückt in Abhängigkeit davon, ob die Anzahl der Bildelemente in den einzelnen Richtungen über oder unter einem Schwellenwert liegt.

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Für jeden Bildblock ist ein Eigenschaftscode vorhanden. In diesem Beispiel besteht er aus 8 Bits (einem Byte). Infolgedessen sind 192 Eigenschaftscodes vorhanden, d. h. die Information besteht aus 1536 Bits oder 192 Bytes für das Gesamtbild.

Der Speicher für das Hintergrundbild ist sehr leicht reali-:' sierbar durch Verwendung eines Schieberegisters kleiner Speicherkapazität, das aus einer integrierten Schaltung gebildet ist. Der Vergleich zwischen dem Eigenschaftscode des Hintergrundes und dem des tatsächlich aufgenommenen Bildes wird aufeinanderfolgend durchgeführt durch Umschalten der vertikalen Bandbereiche der Bildebene über mehrere Halbbilder, wie bereits erläutert wurde. Wenn Gegenstände in das Beobachtungsfeld gelangen, geht bei einigen Bildblöcken die Übereinstimmung mit den Eingenschaftscodes des vorher gespeicherten Hintergrunds verloren in Abhängigkeit von den Größen, Stellungen und der Zahl der Gegenstände. Durch Zählen der Anzahl von Blöcken, die über das gesamte Bild nicht mit den Eigenschaftscodes übereinstimmen, ist infolgedessen der Belegungsgrad der Bildebene durch die Gegenstände erkennbar.

In der vorstehenden Beschreibung wurden zwar die Überlaufwerte oder Schwellenwerte der Zähler für die Bildelemente in verschiedenen Richtungen gleich gemacht, nämlich 100; diese können selbstverständlich in verschiedenen Richtungen unterschiedlich sein in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Hintergrunds, z. B. der Anwesenheit vertikaler Streifen, Querstreifen od. dgl.

Fig. 15b ist ein weiteres Beispiel für den Eigenschaftscode. Hier stellen insgesamt drei Bits, nämlich die Bits 7, 6 und 5, in einem Binärcode die Richtung dar, in der die Anzahl

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Bildelemente am größten ist (in diesem Fall in Richtung 5), und die verbleibenden fünf Bits 4 bis O stellen die in diese Richtung orientierten Bildelemente dar. In diesem Fall ergibt sich 2^2+0c +2^3+oC +2^4+(X (mit (K = eine ganze Zahl). Das heißt, es wird die Information von 5 Bits des in einer Binärzahl gezählten höchstwertigen Bits dargestellt. Da ein Block 400 Bildelemente hat und in dem Fall, daß alle Bildelemente die gleiche Richtung haben, wird C\ zu (X = 4· Das heißt, Bit 4 bedeutet die Ziffernstelle 2⁸, und Bit 0 bedeutet die Ziffernstelle 2 . Auch die Helligkeitsinformation ist für diese Eigenschaftscode-Folgezahl ausnutzbar. Z. B. kann anstelle der Bits 4 bis 0 die Differenzinformation zwischen der mittleren Helligkeit der Gesamtbildebene und der Helligkeit des entsprechenden Blocks eingesetzt werden.

Es wird jetzt ein gebautes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mustererkenners erläutert.

Fig. 16 ist das Blockschaltbild des Grundaufbaus des erfindungsgemäßen Mustererkenners. Ein Bildsignal 9 von einem Bildaufnahmegerät 8 wird einem Eigenschaftsmerkmal-Detektor 10 zugeführt, wo es in ein Signal umgesetzt wird, das z. B. die Helligkeitsänderungsrichtung angibt. Das Bildaufnahmegerät 8 wird von einem Horizontal-(X)-Synchronisiersignal und einem Vertikal-(Y)-Synchronisiersignal eines Synchronisiersignal-Generators 11 angesteuert. Ein Bereichsignal-Generator 12 wird ebenfalls von dem Synchronisiersignal-Generator 11 synchron mit seinem Ausgangssignal angesteuert und führt Verknüpfern 13 und 14 Bereichsignale zu. Von den charakterisierten Ausgangssignalen des Eigenschaftsmerkmal-Detektors 10, die mit der Bildabtastung aufeinanderfolgend erzeugt werden, führt der Verknüpfer 13 nur eines für einen bestimmten Bereich einem Klassierer (oder Sortierer) 15 zu.

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Das Ergebnis der durch den Klassierer 15 durchgeführten Klassierung wird einem Codierer 16 zugeführt und in der beschriebenen Weise in einen Code umgewandelt.

Der Verknüpfer 14 leitet das charakterisierte Codesignal des in einem Speicher 17 gespeicherten Hintergrunds einem Vergleicher-Entscheider 18 zu. D. h., der Verknüpfer 14 leitet die klassierte Information weiter an der Bildstelle, die dem vom Codierer 16 aufeinanderfolgend synchron mit der Abtastung der Bildebene erzeugten Codesignal entspricht. Infolgedessen vergleicht der Vergleicher-Entscheider 18 aufeinanderfolgend den in jedem Augenblick aus dem Bildsignal des Bildaufnahmegeräts erzeugten Eigenschaftscode für jeden Mikrobereich mit dem gespeicherten Eigenschaftscode des Mikrobereichs und zählt die Anzahl übereinstimmender Bereiche zum Erzeugen eines Ausgangssignals als Ergebnis einer Entscheidung in bezug auf die gesamte Bildebene. Dieses Ausgangssignal wird von einer Ausgangsschaltung 19 in ein verwertbares Endausgangssignal umgesetzt. Um dem Speicher 17 die Hintergrundinformation zuzuführen, wird das Ausgangssignal des Codierers 16 dem Speicher 17 zugeführt, indem ein Verknüpfer 21 durch ein entweder von einem Operator eingegebenes oder automatisch erzeugtes Speicherbefehlssignal geöffnet wird.

Zur Steuerung des erläuterten Mustererkenners sind verschiedene Taktsignale erforderlich. Realisierbare erfindungsgemäße Anordnungen werden im folgenden erläutert. Vorher werden jedoch einige der Haupttaktsignale beschrieben.

In Fig. 17-21 sind diese Signale dargestellt, die mit Fig. 12 und 13a-13c verglichen werden sollen. Das Signal 1 in Fig. 17 ist ein jeweils nach m Halbbildern erzeugter

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Taktimpuls. Dieses Signal wird geformt durch Zählen des bei jedem Halbbild erzeugten Signals, z. B. der Y-Synchronisiersignale 2, deren Anzahl m ist. Der Zähler ist daher so ausgelegt, daß er das Ausgangssignal 1 in dem Moment erzeugt, in dem der Zählerstand des Zählers m wird, und gleichzeitig wird der Zähler rückgesetzt. Auch kann zu diesem Zeitpunkt ,aus dem Inhalt des Zählers ein eine logische "1" werdendes Signal, z. B. das Signal 3, nur während eines willkürlich gewählten Halbbildes i leicht erzeugt werden. Gemäß Fig. ist das Impulsintervall des Signals 1 die Einheit des Ausgangssignals infolge einer Verarbeitungsperiode. Das heißt, die Verarbeitung der gesamten Bildebene ist nach einer m Halbbilder umfassenden Zeit (also wenn m = 16, etwa nach 0,3 s) beendet.

Fig. 18 ist eine Vergrößerung eines Teils des Signals 2, wobei eine Halbbildperiode i in η Teile unterteilt ist. Dies wird verwirklicht durch einen Signale 4 zählenden Zähler, und wenn der Zählerstand η erreicht ist, erzeugt der Zähler einen Impuls und wird gleichzeitig rückgesetzt. Das Signal 4 entspricht einem an einem Rand von vertikalen Blöcken des Bildes gemäß Fig. 12 erzeugten Signal. Auch ist es einfach, aus dem Signal 4 ein Signal 5 zu erzeugen, das nur dann eine logische "1" wird, wenn z. B. der j-te horizontale Bandbereich in Y-Richtung abgetastet wird, und weiter ist es einfach, ein Signal 6 als dessen Hinterflankensignal zu erzeugen.

Fig. 19 ist eine Vergrößerung des Signals 4 von Fig. 18. Da das Signal 4 aus .^horizontalen Abtastzeilen gemäß Fig. 13 besteht, wird es als Ausgangssignal eines Zählers erzeugt, der die Horizontal-(Y)-Synchronisiersignale 7, deren Anzahl Z ist, zählt und rückgesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es einfach, ein Signal 8, das nur zur Abtastzeit

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irgendeines Rasters (horizontale Abtastzeile) eine logische "1" wird, sowie dessen Hinterflankensignal 9 zu erzeugen.

Fig. 20 ist eine Vergrößerung des Signals 7 von Fig. 19. Das Signal 7» das eine horizontale Abtastzeile darstellt, kann als Ausgangssignal eines Zählers erzeugt werden, der die Signale 10 zählt, die an Rändern in X-Richtung der m Blöcke von Fig. 12 erzeugt werden, und der rückgesetzt wird, da das Bild in Horizontalrichtung aus m Blöcken besteht (Fig. 12). Zu diesem Zeitpunkt ist es einfach, ein Signal 11 zu erzeugen, das nur dann eine logische "1^M wird, wenn der i-te vertikale Bandbereich in X-Richtung in Fig. 12 abgetastet wird. Durch Differenzieren des Signals 11 ist auch dessen Hinterflankensignal 12 einfach erzeugbar.

Fig. 21 ist eine Vergrößerung des Signals 10 von Fig. 20. Wie Fig. 13a-13c zeigen, entspricht die Breite des Blocks in X-Richtung k Bildelementen. Infolgedessen ist das Signal 10 als Ausgangssignal eines Zählers erzeugbar, der k Bildelementsignale zählt und rückgesetzt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei Vorsehen eines Bildelementsignal-Generators alle erforderlichen Steuersignale erzeugbar sind durch aufeinanderfolgendes Zählen der von dem Bildelementsignal-Generator erzeugten Signale mit Hilfe von Zählern.

Fig. 22 veranschaulicht einen möglichen Aufbau des Synchronisiersignal-Generators 13 und des Bereichsignal-Generators der Anordnung von Fig. 16. Wenn das von einem Bildelementsignal-Generator 22 erzeugte Signal 13 aufeinanderfolgend von einem Zähler 23, der bis zum Zählerstand k zählt und dann rückgesetzt wird, einem Zähler 24, der bis zum Zählerstand m zählt und dann rückgesetzt wird, sowie ähnlichen

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Zählern 25, 26 und 27 gezählt wird, werden die in Fig. 17-21 dargestellten Signale erhalten.

In diesem Fall sind die Signale 7 und 2 der Zähfer 24 und X- und Y-Synchronisiersignale, die dem. Bildaufnahmegerät zugeführt werden. Eine Koinzidenzschaltung 28 vergleicht den Inhalt des Zählers 24 mit dem des Zählers 27, so daß nur in dem Fall, daß beide übereinstimmen, ein Signal 14, das eine logische "1" ist, erzeugt wird. Dieses Signal entspricht dem UND-Verknüfungssignal des Signals 3 in Fig. 17 und des Signals 11 in Fig. 20. Infolgedessen wird beim Halbbild 0 das Signal 14 nur dann eine logische "1", wenn die linken vertikalen Bandbereiche (θ, 0), (0, 1), ..., (0, n-1) von Fig. 12 abgetastet werden, und beim ersten Halbbild nur dann, wenn die nächstfolgenden vertikalen Bandbereiche (l, 0), (l, 1), ..., (1, n-1) abgetastet werden. Das heißt, es wird im wesentlichen beim i-ten Halbbild nur dann eine logische "1", wenn die Bandbereiche des Bereichs i in X-Richtung (i, 0), (i, 1) ..., (i, n-1) abgetastet werden.

Für m Halbbilder der Halbbilder 0 bis m-1 werden infolgedessen die Bandbereiche aufeinanderfolgend vom linken Ende ausgewählt und erreichen bei m Halbbildern das rechte Ende. Somit werden das Signal 14, das Bildelementsignal 13, das Rändern vertikaler Blöcke des Bildes entsprechende horizontale Synchronisiersignal 4 und das dem Rand einer Verarbeitungsperiode entsprechende Signal 1 erzeugt und für die im folgenden erläuterte Schaltung als Steuersignale verwendet.

Fig. 23 zeigt den Aufbau des Eigenschaftsmerkmal-Detektors 10 in dem erfindungsgemäßen Bildprozessor gemäß Fig. 16. Ein Bildsignal 9 vom Bildaufnahmegerät 8 wird einem Schieberegister 30 zugeführt, das Information für eine horizontale Abtastzeile speichert. Das Schieberegister 30 kann ein

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Halbleiter-Schieberegister oder eine elektromagnetische Verzögerungsleitung sein. Vorzugsweise ist es ein Analogspeicher vom Verschiebetyp. Das Ausgangssignal des Schieberegisters 30 wird einem weiteren Schieberegister 31 zugeführt. Dadurch wird die Information der vorhergehenden Abtastzeile und diejenige der zweitvorhergehenden Abtastzeile als Ausgangssignale der Schieberegister 30 bzw. 31 zusätzlich zum tatsächlichen Bildsignal 9 erzeugt. Diese drei Signale werden Schieberegistern 32, 33 und 34 zugeführt. Jedes dieser drei Schieberegister hat eine Speicherkapazität von 6 Bits und kann also die Information von drei Bildelementen speichern. Das heißt, im Schieberegister 32 wird z. B. die Information aufeinanderfolgend von a nach b und von b nach c verschoben und dann von c abgegeben. Infolgedessen befindet sich die neueste Information bei a, b ist mit der Information des vorhergehenden Bildelements besetzt, und c ist mit der Information des zweitvorhergehenden Bildelements besetzt. Diese Informationen werden nacheinander fortgeschrieben.

Infolgedessen sind insgesamt neun Informationen a, b, c,.d, e, f, g, h und i Bildwerte in den zweidimensionalen 3x3-Bereichen der Bildebene von Fig. 13b. Da diese mit der Abtastung aufeinanderfolgend fortgeschrieben werden, sind immer 3x3 Bildwerte vorhanden, als ob die Bildebene aufeinanderfolgend durch ein 3x3 zweidimensionales Fenster abgetastet würde. Wenn diese Bildwerte a bis i z. B. in Analoggrößen umgesetzt und Addierern 35 und 36 (Fig. 23) zugeführt werden, erzeugen die Addierer 35 bzw. 36 Ausgangssignale f bzw. f :

Jt y

f_x = (a + d + g) - (c + f + i) f_y α (a + b + c) - (g + h + i) ,

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die in X- und in Y-Richtung mehr oder weniger gemittelt die Helligkeitsänderungsgeschwindigkeit darstellen.

.-ι ^f-

"¹X

θ = tan"¹

aus zwei Informationen £ und f berechnet wird, kann dies als Helligkeitsänderungsgeschwindigkeit in dem betreffenden zweidimensionalen Bereich betrachtet werden.

Zum Berechnen des Winkels θ ist im allgemeinen eine arctan-Berechnung schlecht geeignet. Gemäß Fig. 23 sind also vier Addierer 37, 38, 39 und 40 vorgesehen, denen £ und f.. über entsprechende Koeffizienten- oder Konstanten-Multiplizierer (Widerstände) zugeführt werden.
Das heißt also:

mit ρ und q = Koeffizienten

wird in jedem Addierer berechnet. Dieser Wert wird zu Null auf einer den Ursprung der f -£ -Ebene von Fig. 24a durch-

y ο

laufenden Geraden, deren Neigung beliebig über 360 wählbar ist durch Wahl der Werte von ρ und q und des (positiven und negativen) Vorzeichens des Eingangssignals. Infolgedessen werden durch geeignete Wahl der Eingangssignale der Addierer 37-40 von Fig. 23 die Geraden in den vier Richtungen gemäß Fig. 24a erhalten. Wenn nun anschließend an die Addierer 37-40 Binärcodierer 41-44 vorgesehen sind (Fig. 23), so erzeugen diese binäre Ausgangssignale, die "1" werden, wenn pf + qf positiv ist, und ^M0ⁿ werden,

χ y

wenn pf + pf negativ ist. Dies bedeutet, daß die χ y

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schraffierten Teile in Fig. 24a "1" und die unschraffierten Teile ^M0^M sind. Wenn also vier Addierer 37-40 gemäß Fig. 24a gewählt werden, wird die Richtung aus der Verknüpfung der Ausgangssignale A, B, C und D der Binär-Digitalisierer 41-44 bestimmt. Das heißt, die Richtung 0 ist der Bereich, in dem A ^Ml" und B ^M0^H ist, d. h. wenn A*B "1" ist; die Richtung 5 ist der Bereich, in dem B "0" und C ^W1^M ist, d. h. wenn B»C ^Ml^w ist gemäß Fig. 24b. Infolgedessen werden die Signale der Richtungen 0 bis 7 erhalten durch Anordnen acht logischer Schaltungen 45-52, die acht logische Operationen durchführen (Fig. 24b).

Wenn in den Schieberegistern 32, 33 und 34 eine Gruppe Bildelemente vorhanden ist, wird eine der logischen Schaltungen 45-52 eine logische "1", und die anderen werden zu ¹¹O". Mit fortschreitender Abtastung wird also Bildelement für Bildelement die Helligjkeitsänderungsrichtung erfaßt. Diese Information entspricht der Richtungsunterteilung von Fig. 24a. Zum Erhalt einer Richtungsunterteilung gemäß Fig. 24a genügt es, die Anzahl der Addierer 37-40 von Fig. 23 zu verdoppeln und die Logik für ihre binären Ausgangssignale so vorzusehen, daß die Anzahl der Geraden gemäß Fig. 24a gleich 8 wird. Wenn

sowohl f als auch f niedrige Werte haben, ist es besser, χ y

richtungslos als mit ZwangsZuordnung des Richtungscodes zu arbeiten. Das heißt, die Zuverlässigkeit wird erhöht, wenn das Bildelement als leer behandelt wird (das Bildelement, dessen Richtung nicht erfaßt wird, so daß entschieden wird, daß keine Helligkeitsänderung vorliegt), wie in Fig. 13c veranschaulicht ist.

Zu diesem Zweck werden z. B. die Absolutwerte von f und f

a y

von Absolutwertschaltungen (Gleichrichtern) erzeugt, die Summe der Absolutwerte wird von einem Addierer erzeugt, und es wird entschieden, ob diese Summe weniger als ein Konstantwert <£ ist oder nicht, d. h. ob die Beziehung

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f_xj + Jf |<£"gilt oder nicht. Es genügt dann, einen Binär-Digitalisierer vorzusehen, der ein Ausgangssignal ⁿl^w erzeugt, wenn die Summe größer als £ ist, und einen Verknüpfer vorzusehen, der nur dann einen Richtungscode erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Binär-Digitalisierers für jedes der Ausgangssignale der Schaltung von Fig. 23 "1" ist. Wenn also jede Helligkeitsänderung sämtlicher Richtungen O bis 7 kleiner ist als der Konstantwert, kann der Verknüpfer kein Ausgangssignal erzeugen.

Daß der Fall einer geringfügigen Änderung des Bildes ausgeschlossen ist, entspricht dem Ausschluß eines bestimmten Bereichs um den Ursprung und diesen einschließend (Fig. 14a und 14b).

Fig. 25 ist ein Beispiel des genauen Schaltbildes des Verknüpfers 13, des Klassierers 15 und des Codierers 16 in der Anordnung gemäß Fig. 16. Die Ausgangssignale, also die vom Eigenschaftmerkmal-Detektor 10 von Fig. 16 erzeugten Signale der Richtungen 0 bis 7, öffnen Verknüpfungsglieder 56, 57» ··« ..., 63 zum Durchlassen des UND-Anteils der vom Verknüpfungsglied 64 gelieferten Signale 13 und 14, d. h. der Bildelementsignale beim Abtasten des i-ten vertikalen Bandbereichs des i-ten Halbbildes, zu Zählern 65-72. Infolgedessen wird nur demjenigen von acht Zählern 65-72 eine ⁿlⁿ zugeführt, der einer bestimmten Richtung entspricht.

So werden die Bildelementsignale am betreffenden Bandbereich auf die Zähler 65-72 verteilt in Abhängigkeit von den Zuständen der Richtungen 0 bis 7. Da diese Zähler durch das Signal 4 rückgesetzt werden, d. h. durch das horizontale Abtastsignal, das den Rand zwischen den Blöcken in Y-Richtung angibt, beginnen die Zähler immer von diesem Rand zu zählen und unterteilen den i-ten vertikalen Band-

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bereich, der verarbeitet werden soll, in η Teile, wodurch aufeinanderfolgend die Zählergebnisse an den einzelnen Blöcken vorliegen.

Wie bereits erläutert wurde, zählen die Zähler 65-72 bis zu einem Bruchteil der Gesamtanzahl von Bildelementen in den Blöcken. Wenn z. B. ein Block aus 20 χ 20 = 400 Bildelementen besteht, zählen sie etwa bis 50 oder 100. Wenn der Zählerstand diesen Wert übersteigt, wird ein Überlaufsignal erzeugt zum Setzen des entsprechenden Bits eines Registers 73 auf ¹¹I". Dadurch wird das in diesem Fall aus 8 Bits bestehende Register 73 nur in bezug auf dasjenige Bit auf ^Ml^w gesetzt, das eine einen Konstantwert übersteigende Anzahl von Bildelementen hat (Fig. 15a). Infolgedessen ist der Inhalt dieses Registers 73 der Eigenschaftscode an seinem Block. Nach Vergleich mit dem vorher in der noch zu erläuternden Schaltung gespeicherten Eigenschaftscode wird der Registerinhalt rückgesetzt durch das Signal 4, das zur Vorbereitung der Codierung im nächsten Block etwas verzögert auftritt.

Wenn der Eigenschaftscode gemäß Fig. 15b angewandt wird, regelt ein Maximalwertdetektor die Zähler 65-72 zum Erfassen der Folgezahl und des Zählerstands des den Maximalwert zählenden Zählers. Die Folgezahl wird nach Codieren durch einen Codierer dem Register 73 zugeführt, und der Zählerstand in der vorliegenden Form oder eine höherwertige Ziffer wird einer weiteren Bitstelle des Registers 73 zugeführt.

Fig. 26 ist ein genaues Schaltbild des Speichers 17, des Verknüpfers 14, des Vergleicher-Entscheiders 18 und des Verknüpfers 21 in der Anordnung von Fig. 16. Das Code-

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Ausgangssignal des Registers 73 von Fig. 25 wird mit dem aus dem Speicher ausgelesenen Eigenschaftscode verglichen; der Speicher besteht dabei z. B. aus einem Schieberegister in einem Register 74. Bei diesem Beispiel werden für die •jeweiligen Bits exklusive logische Summen gebildet durch logische Schaltungen 75-82, und die der Anzahl nicht koinzidenter Bits entsprechende Ausgangsspannung wird von einem Addierer 83 erzeugt. Wenn dieses Ausgangssignal von einem Binär-Digitalisierer 84 mit einem Schwellenwert in einen Binärwert umgesetzt wird, ist das Ausgangssignal des Binär-Digitalisierers 84 "O¹*, wenn bis zu einem gewissen Grad Koinzidenz besteht, sonst ist das Ausgangssignal ¹¹I". Dies bedeutet, daß durch Bildung des Schwellenwertes ein bestimmter Koinzidenzgrad als perfekte Koinzidenz angesehen wird. Wenn der Schwellenwert "0" ist, wird das Signal unbedingt "1", außer wenn die Koinzidenz perfekt ist.

Da das Ausgangssignal des Binär-Digitalisierers 84 auf jeden Fall ^lfl" wird, wenn beide Eigenschaftscodes, d. h. die Inhalte der Register 73 und 74, nicht koinzident sind, läßt ein Verknüpfungsglied 85 das Signal 4 am Rand der Blöcke in Y-Richtung durch (dies ist ein mehr oder weniger zeitverzögertes Signal), wodurch einem Zähler 86 eine logische ¹¹I" zugeführt wird. Dies bedeutet, daß die Anzahl der nichtkoinzidenten Blöcke durch Addition von "I" gezählt wird, wenn die Blockinformation nicht mit der gespeicherten Information übereinstimmt.

Dadurch hat der Zähler 86 die Anzahl der nicht übereinstimmenden Blöcke der gesamten Bildebene gezählt, wenn die Aufbereitung der gesamten Bildebene mit m Halbbildern vom nullten bis zum (m-l)-ten beendet ist, d. h. wenn das • Signal 1 erzeugt wird. Infolgedessen wird der Inhalt

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des Zählers 86 durch das Signal 1 über ein Verknüpfungsglied 87 in ein Register 88 übertragen, und gleichzeitig wird der Zähler 86 rückgesetzt für die Zählung in der nächstfolgenden Periode. Infolgedessen befindet sich im Register 88 immer die Information betreffend die Anzahl der nicht übereinstimmenden Blöcke (d. h. der Belegungsgrad durch den Gegenstand), obwohl diese nach jeweils m Halbbildern fortgeschrieben wird.

Wenn ein Speicherbefehlssignal 20 zugeführt wird, wird ein Flipflop 90 auf ^M1^M gesetzt und liefert das Signal ^Ml^tf bei Unterbrechung der Verarbeitung über ein Verknüpfungsglied 91 an ein Flipflop 92, wodurch dieses gesetzt wird. Gleichzeitig wird das Flipflop 90 rückgesetzt, so daß das folgende Signal 1 nicht dem Flipflop 92 zugeführt wird. Wenn das Flipflop 92 jedoch auf "lⁿ gesetzt ist, setzt es sich selbst zurück durch den Impuls des nächsten Signals"l" über ein Verknüpfungsglied 93. Infolgedessen wird das eine Ausgangssignal 94 des Flipflops 92 nur nach einer vollständigen Verarbeitungsperiode (d. h. nach m Halbbildern) unmittelbar nach Auftreten des Speicherbefehlssignals 20 eine logische ^Mlⁿ, während das andere Ausgangssignal 95 des Flipflops 92 die Umkehr des Ausgangssignals 94 ist und außerhalb der einen Verarbeitungsperiode eine logische "1" wird. Infolgedessen wird während einer Verarbeitungsperiode unmittelbar nach Auftreten des Speicherbefehls ein Verknüpfungsglied 96 geöffnet und ein Verknüpfungsglied 97 gesperrt, während außerhalb dieser Periode , das Verknüpfungsglied 96 gesperrt und das Verknüpfungsglied 97 geöffnet ist. Beim öffnen des Verknüpfungsgliedes 97 wird der Inhalt des Speichers 17 nacheinander durch das Signal 4 am Rand zwischen Blöcken verschoben, und das Ausgangssignal des Speichers 17 wird über ein Verknüpfungsglied 98 in ein Register 74 gesetzt und gleichzeitig in die ursprüngliche

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Stelle im Speicher 17 zurückgebracht durch das Verknüpfungsglied 97 und ein ODER-Glied 99. Der Speicher 17 ist z. B. ein dynamisches Ringschieberegister, das die Information der Richtungen 0 bis 7 in obigem Beispiel in acht Bitstellen speichert und dessen Länge der Anzahl sämtlicher Blöcke m χ η entspricht.

Andererseits wird in einer Verarbeitungsperiode unmittelbar nach dem Auftreten des Speicherbefehls das Verknüpfungsglied 96 geöffnet, so daß die bei der Verarbeitung des abgetasteten Bildes sich ergebenden Eigenschaftscodes aufeinanderfolgend vom Register 73 zum Speicher 17 geleitet werden zum Fortschreiben von dessen Inhalt. Bei der folgenden Verarbeitungsperiode wird das Verknüpfungsglied 96 gesperrt, und das Verknüpfungsglied 97 wird rückgesetzt und geöffnet, so daß die Inhalte des Speichers 17 diesem wiederum wie durch das Verknüpfungsglied 97 zugeführt werden, um die Inhalte des Speichers 17 dynamisch zu halten.

Fig. 27 ist ein genaues Schaltbild der Signalausgangsschaltung 19 von Fig. 16. Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 26 erläutert wurde, wird im Register 88 die Anzahl der nichtkoinzidenten Blöcke gesetzt. Diese Information ist natürlich so, wie sie ist, effektiv. Wenn jedoch z. B. ein Bild von auf einen Aufzug wartenden Menschen beispielsweise schräg von oben aufgenommen wird, hat man es auch mit der durch die Überlappung von Menschen auftretenden Nichtlinearität zu tun. Infolgedessen wird die Information bei Benutzung der Erfindung für Aufzüge, wobei eine ganz genaue Bestimmung der Anzahl von Menschen nicht erforderlich ist, z. B. von einem Digital-Analog-Umsetzer 100 in einen Analogwert umgesetzt und dann wieder digitalisiert durch Schwellenwerte, die in gleichen Intervallen oder absichtlich in ungleichen Intervallen eingestellt sind.

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Binär-Digitalisierer 101-104 haben von oben nach unten absteigende Schwellenwerte. Infolgedessen sind oben einige der Ausgangssignale der Binär-Digitalisierer 101-104 eine logische "0", und einige der verbleibenden unteren Ausgangssignale sind eine logische "1" in Abhängigkeit von den Inhalten des Digital-Analog-Umsetzers 100. Wenn also der Umkehrwert eines der beiden Signale UND-Gliedern 105-109 zugeführt wird, um den Bruch dazwischen festzustellen, erscheint auf einer der Ausgangsleitungen der UND-Glieder 105-109 ein Ausgangssignal. Somit ist bei diesem Beispiel der Verkehrsanhäufungsgrad in fünf Stufen A bis E anzeigbar. Dieses Signal wird in der beschriebenen Weise jeweils nach m Halbbildern fortgeschrieben. Irgendein Signal wird immer erzeugt. Es ist natürlich auch möglich, dieses Signal wieder in eine Information aus drei Binärbits rückzucodieren und es in komprimierter Form zuzuführen.

Fig. 28 ist das Blockschaltbild einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung. Ein Bildsignal 9 von einem Bildäufnahmegerät 8 wird von einem Eigenschaftsmerkmal-Detektor 10 charakterisiert, von einem Klassierer (oder Sortierer) 15 klassiert, einem Verknüpfer 13 zugeführt, der durch ein von einem Synchronisiersignal-Generator 11 und einem Bereichsignal-Generator 12 erzeugtes Signal gesteuert wird, und wird dann durch einen Codierer 16 in einen Eigenschaftscode umgesetzt. Dieser wird mit dem Eigenschaftscode des Hintergrunds, der über einen Verknüpfer 14 aus einem Speicher 17 ausgelesen wird, in einem Vergleicher-Entscheider 18 verglichen und nach erfolgter Entscheidung über eine Signalausgangsschaltung 19 abgegeben. Diese Schaltungsteile entsprechen den bereits unter Bezugnahme auf Fig. 16 erläuterten.

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Bei der Anordnung gemäß Fig. 28 wird jedoch der Eigenschaftscode vom Codierer 16 in einem Kurzzeitspeicher 100 gespeichert, der z. B. ein Schieberegister ist, das die Information eines Bildes speichern kann. Diese Speicherung ist ähnlich derjenigen des Speichers 17 gemäß Fig. 26 durchführbar. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Speicherung immer aufeinanderfolgend in der Einheit einer Verarbeitungsperiode-unabhängig von der Anwesenheit des Speicherbefehlsignals erfolgt.

Die Inhalte des Kurzzeitspeichers 110 werden bei der nächsten Verarbeitungsperiode, nachdem die Inhalte einer Verarbeitungsperiode (m Halbbilder) erhalten wurden, aufeinanderfolgend einem weiteren Kurzzeitspeicher 111 vom Schieberegistertyp sowie einem Vergleicher-Entscheider 112 zugeführt. Der Vergleicher-Entscheider 112 ist ähnlich aufgebaut wie der Vergleicher-Entscheider 18 und vergleicht die im Kurzzeitspeicher 110 enthaltene Information der davorliegenden Verarbeitungsperiode mit der im Kurzzeitspeicher 111 enthaltenen Information der zweitvorhergehenden Verarbeitungsperiode und zählt die Anzahl von Blöcken, zwischen denen keine Übereinstimmung besteht. Weiter erfaßt der Vergleicher-Entscheider 112, daß die Anzahl nichtübereinstimmender Blöcke Null ist. Dies wird bewirkt durch Erfassen, daß der Zählerstand des die Anzahl der Blöcke zählenden Zählers Null ist, wenn eine Verarbeitungsperiode beendet ist (d. h. wenn das bereits erläuterte Signal 1 erzeugt wird). Wenn die Eigenschaftscodes aller Blöcke übereinstimmen, zählt ein Aufbereitungszahl-Zähler 113 das Signal 1, erzeugt ein Ausgangssignal 114, wenn sein Zählerstand z. B, 100 erreicht, und setzt sich selbst zurück. Wenn die Eigenschaftscodes auch nur an einem von allen Blöcken nicht übereinstimmen, wird der Zähler 113 durch das Signal 1 rückgesetzt.

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Sodann wird dem Zähler aufeinanderfolgend nur dann 1 zugeführt, wenn die Bilder während einer bestimmen Anzahl von Verarbeitungsperioden kontinuierlich übereinstimmen. Selbst wenn nur in einer Verarbeitungsperiode die Bilder nicht übereinstimmen, wird der Zähler 113 nach ¹¹O" rückgesetzt, und die Zählung beginnt von neuem. Wenn das Bild während hundert aufeinanderfolgender Verarbeitungsperioden (d. h. 100 χ m Halbbildperioden in obigem Beispiel, da ι = 16 und eine Halbbildperiode = l/60 s und die Periodenzeit 100 χ 16/60 = 27 s) gleich bleibt, erzeugt der Zähler 113 das Signal 114 als Überlaufsignal und setzt sich selbst zurück. Dieses Signal 114 dient als Speicherbefehlssignal 20 gemäß Fig. 16 und öffnet den Verknüpfer 21 zum Übertragen der kurzzeitig im Kurzzeitspeicher 111 gespeicherten Information in den Speicher 17. Die Übertragungsweise kann der unter Bezugnahme auf Fig. 26 beschriebenen entsprechen. Gemäß Fig. 26 erfolgt die Speicherung zwar so, daß nach Auftreten des Speicherbefehlssignals die nächste vollständige Verarbeitungsperiode abgewartet wird; im vorliegenden Beispiel kann der Verknüpfer 21 jedoch sofort geöffnet werden, da das Signal 114 am Ende einer Verarbeitungsperiode erzeugt wird.

Venn so festgestellt wird, daß sich das Bild während einer Anzahl aufeinanderfolgender Verarbeitungsperioden nicht ändert, ist es sehr wahrscheinlich, daß das Bild nur den Hintergrund, nicht jedoch den Gegenstand enthält. (Da die früher gespeicherte Hintergrundinformation in diesem Fall ,im Vergleicher-Entscheider 18 verwendet wird, wird nicht notwendigerweise ein vollständige Koinzidenz anzeigendes Ausgangssignal erzeugt). Die Inhalte des Kurzzeitspeichers 111 werden infolgedessen in den Speicher 17 übertragen und von neuem als Hintergrundinformation angesehen. Danach wird der Belegungsgrad (Verkehrsanhäufungsgrad) vom Vergleicher-Entscheider 18 unter Bezugnahme auf diese Neuinformation erkannt. 4Q9842/0799

Das aufgrund der Tatsache, daß während einer Anzahl aufeinanderfolgender Verarbeitungsperioden keine Bildänderung auftritt, erzeugte Signal 114 wird noch zuverlässiger zum Speicherbefehlssiganl 20, wenn die erfindungsgemäße Anordnung z. B. als Verkehrsanhäufungs-Erkenner für einen Aufzug benutzt wird, nachdem von diesem Signal und einem Signal 115, das anzeigt, daß der Rufknopf des Aufzugs nicht gedrückt wird, von einem UND-Glied 116 ein Verknüpfungsprodukt gebildet wurde. Wenn nämlich der Rufknopf nicht gedrückt wird und das Bild sich nicht ändert, so ist es sehr wahrscheinlich, daß das Bild ein Hintergrundbild ist.

Im obigen Beispiel werden das Bild der vorhergehenden Verarbeitungsperiode und das Bild der zweitvorhergehenden Verarbeitungsperiode miteinander verglichen, wofür die Kurzzeitspeicher 110 und 111 vorgesehen sind. Selbst wenn jedoch der Kurzzeitspeicher 110 herausgenommen wird und sein Bin- und sein Ausgang direkt miteinander verbunden sind (Fig. 28), wird genau die gleiche Funktion durchgeführt, wobei nur das Bild der laufenden Verarbeitungsperiode und das Bild der vorhergehenden Verarbeitungsperiode verglichen werden. Der Speicher 17 und die Kurzzeitspeicher 110 und 111 können auch als Halbbildspeicher ausgelegt sein, denen das Bild vom Bildaufnahmegerät ohne irgendeine Verarbeitung zugeführt wird, und wenn die Differenz zwischen dem vorhergehenden Halbbild und dem gegenwärtigen Halbbild während einer Anzahl aufeinanderfolgender Halbbilder gering ist, wird das Bild als Hintergrundinformation in einen weiteren Halbbildspeicher überführt. In diesem Fall genügt- es, daß die Bildausgangssignale der den Kurζzeitspeiehern 110 und 111 entsprechenden Halbbildspeicher einem Differenzverstärker zugeführt werden zur Bildung eines Differenzsignals zwischen den beiden Bildern, das nach Gleichrichtung durch

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eine Absolutwertschaltung von einem Integrator integriert wird; wenn dabei das Integrationsergebnis für ein Halbbild unter einem Schwellenwert liegt, werden die Bilder als ein gleiches Bild angesehen. Es genügt auch, den Bereich des Teils der Bildebene auszuwählen, an dem der Absolutwert der Differenz zwischen dem gegenwärtigen Bild und dem als Hintergrundinformation gespeicherten Bild einen Schwellenwert übersteigt. Zu diesem Zweck werden die Bildelementimpulse durch ein Signal verknüpft, das eine logische ⁿlⁿ wird, wenn der Absolutwert der Differenz über einem dem Zähler zuzuführenden Schwellenwert liegt.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß die Bildebene in m χ η Blöcke gemäß Fig. 12 unterteilt ist. Dies bedeutet, daß die Rücklaufzeit des Bildaufnahmegeräts nicht berücksichtigt wird, und zwar deshalb, weil angenommen wird, daß ein Bild den Austastanteil während der Rücklaufzeit einschließt. Das heißt, das Bild gemäß Fig. soll die Austastperiode einschließen. Wenn nur der effektive Bildteil in m χ η Blöcke unterteilt werden soll, wird die Schaltung gemäß Fig. 22 so geändert, daß zusätzlich ein die Anzahl Bildelemente zählender Zähler zum unabhängigen Erzeugen eines X-Synchronisiersignals und ein das X-Synchronisiersignal zählender Zähler zum Erzeugen eines Y-Synchronisiersignals vorgesehen und mit den Ausgängen der Zähler 24 bzw. 26 verbunden sind, wodurch die Ausgänge der Zähler 24 und 26 von denen der Zähler 25 und 27 getrennt werden. Es wurde zwar angenommen, daß sich die Zähler 24 und 26 selbst rücksetzen, wenn sie bis m bzw. η gezählt haben; . diese Funktionen fallen jedoch weg, und es wird angenommen, daß die Zähler weiterzählen können. Stattdessen werden sie durch das X- und das Y-Synchronisiersignal der zusätzlichen Zähler rückgesetzt.

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Bisher wurde angenommen, daß keine Zeilensprung-Abtastung erfolgt. Dies ist nur eine Frage der Art der Erzeugung der X- und Y-Synchronisiersignale. Wenn der Synchronisiersignalgenerator und der Bereichsignalgenerator von Fig. entsprechend ausgelegt sind, kann sowohl eine Gesamtebenenentscheidung mit m Feldern als auch eine Gesamtebenenentscheidung mit m Halbbildern verwirklicht werden.

Weiter wurde angenommen, daß bei der Entscheidung die Anzahl der nicht übereinstimmenden Blöcke gezählt wird. Da jedoch die Unterteilung der Bildebene vorher bekannt ist, ergibt sich natürlich der gleiche Effekt durch Zählen der übereinstimmenden Blöcke.

Wenn die erfindungsgemäße Anordnung im oberen Teil eines Aufzugs so montiert ist, daß sie schräg nach unten gerichtet ist, ist der Bereich, der in der Bildebene von einem einzelnen Menschen eingenommen wird, im oberen Teil der Bildebene, der vom Bildaufnahmegerät weiter entfernt ist, kleiner und im unteren Teil der Bildebene, der dem Bildaufnahmegerät näherliegt, größer. Um eine gewisse Kompensation dieser Nichtlinearität und so eine zuverlässigere Bestimmung der Verkehrsanhäufung zu erzielen, wird der betrachtete Block in Abhängigkeit von seiner Lage gewichtet bzw. bewertet. Z. B. wird ein nicht übereinstimmender Block im oberen Teil der Bildebene als vier Blöcke gezählt, während ein Block im unteren Teil der Bildebene, nur als ein Block gezählt wird.

Wenn also die Anzahl der nicht übereinstimmenden Blöcke durch den Zähler 86 in Fig. 26 gezählt werden soll, wird zusätzlich zum Signal 4 z. B. einer der Impulse, die aufeinanderfolgend von einem Impulsgenerator erzeugt werden, -der bei Einspeisung eines Impulses des Signals 4 zwei Im-

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pulse erzeugt, oder von einem Impulsgenerator, der drei Impulse erzeugt, oder einem Impulsgenerator, der vier Impulse erzeugt usw., wobei jeder Impulsgenerator ein Univibrator sein kann, in Abhängigkeit von der Lage in der abgetasteten Bildebene verknüpft und dem Verknüpfungsglied 85 zugeführt. Alternativ kann der Impuls selektiv der ersten oder zweiten oder dritten usw. Stufe des Zählers 86 zugeführt werden in Abhängigkeit von der abgetasteten Stelle.

Fig. 29 ist ein weiteres genaues Schaltbild des Eigenschaftsmerkmal-Detektors 10 in der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 16 oder 28. Hier wird als von der Helligkeit im wesentlichen unabhängige Information Farbdifferenzinformation ausgenutzt. Das heißt, das Bildaufnahmegerät 8 ist ein Farbbi ldauf nahmegerä t. Vom Farbbildaufnahmegerät 8 erzeugte Farbsignale R, G und B und ein von einem Addierer 118 durch Mischen der drei Farbsignale in einem vorgegebenen Verhältnis erzeugtes Luminanzsignal Y werden Addierern 35 und 36 zugeführt. Diese erzeugen aufeinanderfolgend die Farbdifferenzsignale.

f _χ = R - Y

f _y = B - Y

entsprechend der Abtastung durch das Färbbildaufnahmegerät 8.

Wenn die Farbdifferenzsignale £ und £ auf der f -£ -

χ y χ y

Ebene dargestellt sind, sind die Farben winkelmäßig so voneinander getrennt, daß z. B. Rot in einem bestimmten Winkelbereich am zweiten Quadranten', Grün in einem be-

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stimmten Winkelbereich am dritten Quadranten und Blau in einem bestimmten Winkelbereich am vierten Quadranten liegt. Wenn also die f-f -Ebene entsprechend dem bereits erläuterten Prinzip (Fig. 24a und 24b) in eine Anzahl Richtungsbereiche unterteilt wird, stellen diese verschiedene Farbbereiche dar. Infolgedessen können die Schaltungsglieder 37-52 von Fig. 29 entsprechend denen von Fig. 23 ausgelegt sein. So ist schließlich der Farbbereich in acht Farbbereiche 0, 1, ..., 7 unterteilbar, und einige der acht Ausgangssignale werden zu einer logischen "1" in Abhängigkeit von der Abtastung durch das Farbbildaufnahmegerät 8. In diesem Fall entspricht ein um den Ursprung der f_x-f Ebene liegender Bereich Weiß. Wenn dieser Bereich ausgenommen werden soll, genügt es, die Ausgangssignale mit Verknüpfungsgliedern entsprechend dem bereits erläuterten Verfahren zu "maskieren", vorausgesetzt, daß die Summe der einzelnen Absolutwerte (oder Quadrate) von f_x und f einen Konstantwert nicht übersteigt. Auf diese Weise ist es möglich, die Radialrichtung in Abhängigkeit davon zu codieren, ob das genannte Summensignal eine bestimmte Anzahl von Konstantwerten übersteigt oder nicht, wodurch eine weitere Unterteilung der f_x-f -Ebene in kleinste Bereiche möglich ist.

Mit der Schaltung von Fig. 29 ist ein Codieren von Farben in den vorstehend beschriebenen Bildblöcken möglich. Infolgedessen ist durch Vergleich mit dem vorher gespeicherten Farbcode des Hintergrunds aus der Farbänderung der Belegungsgrad erkennbar. In Fig. 29 wurden die Signale (R - Y) und (B - Y) ausgenutzt. Wenn jedoch eine genauere; helligkeitsunveränderliche Größe verwendet werden soll, werden die R-, G- und B-Signale durch eine Matrixschaltung in andere Farbkoordinaten X, Y und Z umgesetzt. Dann werden aus S = X + Y + Z, das von einem Addierer erzeugt wird, und aus X und Y von einem Teiler Farbarten χ = X/S und

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y = Υ/S erzeugt. Die χ- und y-Signale erfahren dann z. B. eine A-D-Umsetzung und werden in Gitterbereiche auf der x-y-Ebene unterteilt (Farbartdiagramm), und durch Zuordnen von Codes zu diesen Bereichen werden Ausgangssignale gebildet.

Alternativ werden zum Entfernen des Ursprungs auf die weiße Stelle auf dem Farbartdiagramm Koordinaten wie die Farbarten χ und y_Q, die Weiß entsprechen, von den x- und y-Signalen subtrahiert, d. h.

f _χ = x-x_o

werden von einem Addierer erzeugt, und der Winkelbereich

auf dieser f-f -Ebene wird in eine Anzahl Bereiche unterx y

teilt ähnlich denen, die unter Bezugnahme auf Fig. 23 und 29 erläutert wurden.

Fig. 30 ist das Blockschaltbild der Gesamtschaltung eines Verkehrsanhäufungserkenners für eine Aufzuganlage, wobei die Anordnung gemäß Fig. 16 benutzt wird. Eine Steuerstufe 120 entspricht dem Synchronisiersignal-Generator 11 und dem Bereichsignal-Generator 12 von Fig. 16. Eine Verarbeitungsstufe 121 enthält den Eigenschaftsmerkmal-Detektor 10, die Verknüpfer 13 und 14, den Klassierer 15, den Codierer 16, den Vergleicher-Entscheider 18 und die Ausgangsschaltung 19 von Fig. 16.

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Mehrere auf den einzelnen Geschossen oder den Hauptgeschossen eines Gebäudes installierte Bildaufnahmegeräte 8 werden von einem Synchronisiersignal 122 von der Steuerstufe 120 angesteuert. Von den Bildaufnahmegeräten 8 erzeugte Bildsignale werden ,aufeinanderfolgend durch eine Schaltstufe 124 auf der Grundlage eines Befehlssignals 123 (z. B. des oben erläuterten Signals 1 jeweils nach m Halbbildern) von der Steuerstufe 120 umgeschaltet und in die Verarbeitungsstufe 121 so eingespeist, daß bei einer bestimmten Verarbeitungsperiode das Signal des Bildaufnahmegeräts auf einem bestimmten Geschoß, bei einer anderen Verarbeitungsperiode das Signal des Bildaufnahmegeräts auf einem anderen Geschoß usw. eingespeist werden. In diesem Fall sind die zu den einzelnen Bildaufnahmegeräten gehörenden Hintergrundbildsignale in einem Speicher 17 in codierter Form gespeichert, wie bereits erläutert, und werden von der Schaltstufe 125 synchron mit der Auswahl des Bildaufnahmegeräts auf der Grundlage des Schaltsignals 123 der Steuerstufe 120 ausgewählt.

So werden die Bildaufnahmegeräte und die gespeicherte Hintergrundinformation bei jeder Verarbeitungsperiode umgeschaltet, die vorstehend erläuterte Verarbeitung erfolgt durch die gleiche Verarbeitungsstufe, und die schließlich erhaltene Belegungsgradinformation (Verkehrsanhäufungsgradinformation) 126 wird zusammen mit dem Taktsignal 123 in eine Aufzugsteuerstufe eingespeist. Diese entscheidet nach Zuführung des Verkehrsanhäufungsgrad-Signals 126 auf der Grundlage des Taktsignals 123, welcher Auszug arbeiten soll, wobei auch Rufknopfinformation von einzelnen Geschossen berücksichtigt wird bei der Erzeugung eines Steuerbefehls 129 für den Aufzug. Im vorstehenden Beispiel hat eine Verarbeitungsperiode 0,3 s, da m « 16. Wenn also dieses

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Beispiel auf ein zehngeschossiges Gebäude angewandt wird, wird der Verkehrsanhäufungsgrad alle 3 s je Geschoß erkannt. Auch ist eine derartige Steuerung möglich, daß auf der Grundlage des Verkehrsanhäufungsgrades oder dessen Änderung die Erfassungsfrequenz für ein bestimmtes Geschoß erhöht wird.

Fig. 31 ist das Blockschaltbild der Gesamtschaltung eines Verkehrsanhäufungs-Erkenners für eine Aufzuganlage unter Anwendung der Anordnung von Fig. 28. Die obere Hälfte der Schaltung von Fig. 31 entspricht derjenigen von Fig. Zusätzlich vorgesehene Schaltstufen 130 und 131 werden nacheinander von einem Signal 132 (z. B. einem jeweils nach Verarbeitungsperioden erzeugten Signal) der Steuerstufe umgeschaltet. Diese Umschaltung erfolgt nicht unbedingt synchron mit der Umschaltung der Schaltstufen 124 und 125 durch das Signal 123, sondern gewöhnlich ist die Umschaltperiode durch das Signal 132 länger als diejenige durch das Signal 123. Das Signal des von der Schaltstufe 130 ausgewählten Bildaufnahmegeräts wird in eine Verarbeitungsstufe eingespeist. Die Verarbeitungsstufe 133 umfaßt die Schaltungsteile 10, 13, 15, 16, 110, 111, 112, 113, 116 und 21 von Fig. 28. Sie erfaßt, daß sich das Bild während mehrerer Verarbeitungsperioden nicht ändert, wie bereits erläutert wurde, und speist in den Speicher 17 ein kurzzeitig gespeichertes Bild ein zum Fortschreiben der Hintergrundinformation durch Ausnutzen eines Signals, das anzeigt, daß kein Rufknopf gedrückt wird (dieses Signal entspricht dem Signal 115 von Fig. 28 oder dem Signal 128 in Fig. 30 und 31).

Infolgedessen ist die Verarbeitungsstufe eine exklusive Verarbeitungsstufe für die Belegungserkennung. Wenn die Verarbeitung in der Verarbeitungsstufe 133 in dem Augenblick beginnt, in dem die Schaltstufen 130 und 131 zu einem

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neuen Bildaufnahmegerät umgeschaltet werden, und wenn der Rufknopf auf dem diesem Bildaufnahmegerät zugeordneten Geschoß nicht gedrückt wird, erfolgt sofort die Umschaltung zum nächsten Bildaufnahmegerät. Wenn der Rufknopf nicht gedrückt wird (d. h. wenn die Wahrscheinlichkeit groß ist, daß kein Publikum da ist), beginnt die Verarbeitung. Wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern Übereinstimmung erfaßt oder ein Rufknopf gedrückt wird, bevor die vorgegebene Anzahl verarbeiteter Halbbilder erreicht ist, kann unter Weglassen der Verarbeitung dieses Geschosses eine Umschaltung zum nächsten Bildaufnahmegerät erfolgen.

Es ist auch möglich, das Bildaufnahmegerät des nicht rufenden Geschosses zu wählen und eine Verarbeitung durchzuführen. So wird der Hintergrund unabhängig von der Erkennung des Verkehrsanhäufungsgrades erkannt. Das heißt, der Hintergrund ist dadurch erkennbar, daß das Bild während mehrerer aufeinanderfolgender Verarbeitungsperioden unverändert ist und daß der Rufknopf auf dem betreffenden Geschoß nicht gedrückt wird, so daß diese Information dem Speicher als neuestes Hintergrundbild zugeführt wird.

In obigem Beispiel wird angenommen, daß die Verarbeitungsstufen 121 und 133 voneinander unabhängig sind. Die Schaltstufen 124 und 130 sind jedoch zu einer einzigen Schaltstufe verbindbar, aus der ein Signal gleichzeitig den beiden Verarbeitungsstufen 121 und 133 zugeführt wird, so daß die eine die Erkennung des Belegungsgrades und die andere eine Hintergrunderkennung durchführen kann unter Verwendung des gleichen Bildes. Dies bedeutet, jedesmal, wenn die Bildaufnahmegeräte 8 nacheinander umgeschaltet werden, wird das betreffende Bildaufnahmegerät mit der vorher kurzzeitig gespeicherten Information verglichen. Zu diesem

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Zweck sind in der Verarbeitungsstufe 133 die Kurzzeitspeicher 111 allein oder Gruppen der Kurzzeitspeicher 110 und 111 (Fig. 28) in einer der Anzahl Bildaufnahmegeräte entsprechenden Anzahl vorgesehen und werden von dem Signal 123 umgeschaltet.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist in verschiedener Weise abwandelbar und anwendbar. Einige Anwendungen betreffen die Erfassung der Belegung der Bildebene durch einen Gegenstand und somit die Anhäufung von Publikum, die Anwesenheit und Größe eines Gegenstandes usw., was früher nur vom menschlichen Auge erfaßt werden konnte.

Es wird jetzt ein Lageerfasser erläutert, der die Bildinformations-Verarbeitungsanordnung gemäß der Erfindung verwendet. Dieser Lageerfasser wird z. B. zum Erfassen der Lage einer bestimmten Markierung auf einem Behälter mit weißer, schwarzer und verschiedenen anderen Farben unterschiedlicher Helligkeit benutzt oder für einen Körper unbestimmter Form auf einem unruhigen Hintergrund, z. B. auf Querstreifen.

Bisher erfolgt die Lageerfassung beim automatischen Erkennen von Zeichen, Figuren, körperlichen Gegenständen usw. durch Extraktion und Bestimmen des Randes zwischen dem Hintergrund und dem Gegenstand, indem die Helligkeitsänderung des Bildes erfaßt wird. Dieses Verfahren ist zwar äann wirksam, wenn der nicht zum Gegenstand gehörende Hintergrund nur weiß oder nur schwarz ist; es ist jedoch manchmal in Abhängigkeit vom Hintergrund nicht möglich, die Lage zu "erfassen.

Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten und schafft eine Anordnung zum Erfassen der Lage durch Extraktion eines

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bestimmten Teils, ζ. B. einer Markierung, die sich in ihrer Eigenschaft vom Hintergrund unterscheidet. Mit dieser Anordnung sind körperliche Gegenstände, Figuren, Zeichen usw. leicht erkennbar.

Fig. 32 ist das Blockschaltbild einer Ausführungsform des ■erfindungsgemäßen Lageerfassers. Ein körperlicher Gegenstand 301 trägt eine Markierung oder ein Etikett 302. Ein Bild dieser Markierung 302 wird von einem eine Folgeabtastung durchführenden Bildaufnahmegerät 303, z. B. einer Fernsehkamera, aufgenommen. Ein Synchronisiersignalgenerator 312 erzeugt ein vertikales und ein horizontales Synchronisiersignal, die für die Kamera notwendig sind, sowie Taktimpulse (diese werden im folgenden Bildelementimpulse genannt) zum Abtasten eines Bildsignals, was wiederum notwendig ist für die folgende Verarbeitung zum Unterteilen in Mikrobereiche und zum Quantisieren.

Das vom Bildaufnahmegerät 303 erzeugte Bildsignal wird von einer Abtast-Halteschaltung 304 abgetastet und quantisiert. Ein Mikrobereich-Ausschneider 305 besteht aus Verzögerungsgliedern für einen Raster des Fernsehsignals und erzeugt gleichzeitig die Bildwerte mehrerer Bildelemente um ein bestimmtes Bildelement im Bild herum und diesem benachbart. Die ausgeschnittenen Mikrobereiche laufen nacheinander über die gesamte Bildebene, und zwar synchron mit der Abtastung durch das Bildaufnahmegerät 303. Ein Helligkeitsänderungserzeuger 306 empfängt das Ausgangssignal des Mikrobereich-Ausschneiders 305 und erzeugt den Betrag der Änderung der Umgebungshelligkeit. Ein Umsetzer 307 vergleicht die von der Stufe 306 erzeugten Werte der Umgebungshelligkeitsänderung und setzt die Helligkeitsänderungsrichtung am Mikrobereich in einen Code um und gibt ihn synchron

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mit dem Bildelementimpuls ab. Wenn in diesem Fall die Helligkeitsänderung unter einem Schwellenwert liegt, wird ein die Abwesenheit einer Helligkeitsänderung bedeutender Code erzeugt.

Durch diese Verarbeitung durch die Blöcke 303-307 wird das normale Helligkeitsbild in ein Codemuster umgesetzt, das als Wert des Bildelements den Wert der Helligkeitsänderungsrichtung hat. Die Wirkung und die Vorteile dieser Umsetzung sowie die Blöcke wurden vorstehend bereits erläutert.

Fig. 33a ist ein Beispiel für ein vom Bildaufnahmegerät 303 aufgenommenes Helligkeitsbild, während Fig. 33b ein Beispiel für ein vom Umsetzer 307 erzeugtes Bildsignal 308 ist.· Da jedoch der Wert jedes Bildelements des Bildsignals 308 der die Helligkeitsrichtung des Bildelements bedeutende Code ist, ist jedes Bildelement zur besseren Verständlichkeit durch den durch den Code des Bildelements von Fig. 33b angegebenen Einheitsvektor dargestellt.

Zusätzlich sind bei dem erfindungsgemäßen Lageerfasser Detektoren 309 und 311 vorgesehen. Der Koinzidenzdetektor 309 vergleicht immer das Ausgangssignal eines vorbestimmten vorher eingestellten Codegenerators 310 mit dem Code des Bildsignals 308 und erzeugt einen Impuls, wenn beide übereinstimmen. Der Abtastlagedetektor 311 empfängt das Signal , vom Koinzidenzdetektor 309, stellt eine Beziehung zum Ausgangssignal des Synchronisiersignal-Generators 312 her und erzeugt zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Sondercodes durch den Codegenerator 310 Abtastlageinformation.

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Fig. 34 ist ein genaues Schaltbild des Koinzidenzdetektors

309 und des Sondercodegenerators 310. Das codierte Bildsignal 308 wird bei jedem Bildelement von einem Decodierer 321 decodiert, Eine Signalleitung 322 führt ein Signal, das "I¹¹ wird, wenn der die Abwesenheit einer Helligkeitsänderung im entsprechenden Teil des Originalbildes bedeutende Code vom Decodierer 321 decodiert wird. Die übrigen Signalleitungen sind für die Signale vorgesehen, die den HeIligkeitsänderungen in verschiedenen Richtungen entsprechen.

Eine Gruppe von Schaltern 341-349 im Sondercodegenerator

310 entspricht den jeweiligen Codes, die die Helligkeitsäriderungsrichtung bedeuten. Durch Verschieben des Schalters für die Durchführung der gewünschten Lageerfassung nach links wird der entsprechende Code bestimmt. Wenn z. B. der Schalter 341 nach links verschoben wird, wird ein UND-Glied 331 geöffnet und öffnet ein ODER-Glied 323, das nur dann eine logische ¹¹I" führt, wenn der entsprechende Code vom Decodierer 321 decodiert wird.

Wenn die Verknüpfungsglieder 326 und 324 ein NAND- bzw. ein UND-Glied sind, erzeugt das UND-Glied 324 immer eine logische "P₁ während das Bildsignal 308 den durch die Schaltergruppe des Sondercodegenerators 310 bestimmten Code darstellt. Wenn also der oben erläuterte Bildelement-Signalimpuls 328 zugeführt wird, läßt ein UND-Glied 325 nur dann ein Signal durch, wenn das Bildsignal 308 den bestimmten Code hat.

Für die Lageerfassung genügt die Erfassung der vertikalen Lage, d. h. der V-Koordinate des obersten Bildelements auf der Bildebene unter allen den bestimmten Code aufweisenden

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Bildelementen, sowie die Erfassung der horizontalen Lage, d. h. der Η-Koordinate des am weitesten links befindlichen Bildelements. Fig. 35 veranschaulicht die Lageerfassungsstufe für die V-Koordinate und Fig. 36 die Lageerfassungsstufe für die H-Koordinate.

Gemäß Fig. 35 speichert ein Register 354 die erfaßte V-Koordinate. Ein V-Abtastlagesignal 357 wird vom Synchronisiersignal-Generator 312 erzeugt. Wenn dem Register 354 als Setzimpuls ein Signal 355 vom Koinzidenzdetektor 309 von Fig. 32 zugeführt wird und im Register 354 das V-Abtastlagesignal gesetzt ist, wird die vertikale Lage bestimmt. Um aber die obere Endlage im Register 354 zu halten, ist es erforderlich, nur den ersten Impuls zum Setzimpuls zu machen und die zweiten und folgenden Impulse zu vernachlässigen. Infolgedessen wird vom Ausgangssignal 355 des Koinzidenzdetektors 309, das durch ein geeignetes Verzögerungsglied 351 geleitet wird, ein Flipflop 352 gesetzt, und vom Ausgangssignal des Flipflops 352 wird ein UND-Glied 353 geöffnet.

Ein V-Synchronisiersignal 356 wird vom Synchronisiersignal-Generator 312 erzeugt und dient zum Rücksetzen des Flipflops 352 zum Öffnen des UND-Gliedes 353. Durch dieses Signal wird bei jedem Halbbild des Videosignals das erste Lagesignal, d. h. die obere Endlage, im Register 354 gespeichert.

Gemäß Fig. 36 speichert ein Register 363 die erfaßte H-Koordinate, und ein H-Abtastlagesignal 366 wird vom Synchronisiersignal-Generator 312 erzeugt. Für die Erfassung der linken Endlage ist es erforderlich, die Mindest-H-Koordinate im Register 363 zu speichern. Infolgedessen

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vergleicht ein Vergleicher 362 immer den Inhalt 367 des H-Koordinatenregisters 363 mit dem H-Abtastlagesignal 366, und wenn der Inhalt 367 des Registers 363 größer ist, wird das Ausgangssignal 368 des Vergleichers 362 eine logische "I¹¹ und öffnet ein UND-Glied 361. Anschließend wird der Inhalt des H-Abtastlagesignals 366 von neuem im Register 363 gesetzt durch den Ausgangsimpuls 355 der Koinzidenzschaltung 309.

Ein Signal 356 ist das V-Synchronisiersignal vom Synchronisiersignal-Generator 312 zum vorherigen Setzen der Höchstzahl im Register 363 zur Startzeit der Bildabtastung. Durch dieses Signal wird die linlce Endlagenkoordinate beim Halbbild im Register 363 zur Abtastendzeit des Halbbildes gespeichert.

Es werden jetzt die Wirkungsweise und die Vorteile des erfindungsgemäßen Lageerfassers erläutert.

Fig. 37a ist ein Bild der gleichen Markierung wie in Fig. 33a, die auf einem weißen Körper angebracht ist, und Fig. 37b ist ein Codemuster dieser Markierung. Selbst wenn es sich um die gleiche Markierung handelt, kann der Helligkeitsunterschied an ihrem Rand auftreten oder auch nicht, je nach der Farbe des Hintergrundkörpers. Wenn der Hintergrund grau ist, also dazwischenliegt, wird der Rand zwischen Markierung und Körper undeutlich. Bei einem herkömmlichen Lageerfassungsverfahren durch Extraktion von nur einem helligkeitsveränderlichen Teil ändert sich die erfaßbare Lage in Abhängigkeit vom Helligkeitsgrad des Hintergrundes, und es ist also unmöglich, in stabiler Weise immer die gleiche Lage zu erfassen.

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Wenn jedoch mit der erfindungsgemäßen Anordnung z. B. das linke Ende erfaßt werden soll, ändert sich die Helligkeit von hell nach dunkel beim Abtasten von links nach rechts, und der Rand verläuft in Vertikalrichtung. Infolgedessen wird nur der abwärtsgerichtete Code extrahiert. Wenn das obere Ende erfaßt werden soll, wird gleichermaßen nur der nach links gerichtete Code extrahiert. Somit ist also der Randteil, der in Abhängigkeit von der Hintergrundhelligkeit erfaßt oder nicht erfaßt werden kann, vernachlässigbar, so daß eine sehr einfache und stabile Lageerfassung erfolgen kann.

Fig. 38a ist ein Beispiel, bei dem ein runder Körper auf einem Hintergrund einfacher Querstreifen angeordnet ist. In Fig. 38b ist jedoch der einer Neigung von 45 entsprechende Code beseitigt und nicht dargestellt. Wenn der Code, aus dem die voreingestellte schräge Richtung beseitigt ist, in dieser Weise benutzt wird, kann in stabiler Weise die Lage des gewünschten runden Körpers selbst dann erfaßt werden, wenn schrägverlaufende Querstreifen vorhanden sind. Wenn also der erfindungsgemäße Lageerfasser benutzt wird, ist die Lageerfassung eines Körpers auf einem wesentlich komplizierteren Hintergrund als bisher möglich, da die Lageerfassung durch Ausnutzen der Differenz in den Eigenschaften bezüglich des Musters zwischen dem Hintergrund und dem zu erfassenden Körper erfolgt.

Es wird jetzt eine Bildverarbeitungseinrichtung erläutert zum Herauslösen eines Umrißbildes eines Körpers auf einem Hintergrund gegen ein fotoelektrischer Umsetzung durch ein Bildaufnahmegerät unterliegendes zweidimensionales Bild. Eine solche Einrichtung ist bei der Vor-Verarbeitung zum Erfassen der Lage z. B. einer Schachtel anwendbar, wobei die Umrisse der Schachtel aus dem von einem auf der

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Schachtel befindlichen Etikett oder dem Hintergrund erzeugten Rauschen abgetrennt und herausgelöst werden.

Fig. 39a ist ein Bild eines horizontal angeordneten Würfels 401, das von oben von einem Bildaufnahmegerät aufgenommen wurde. Dieses Bild wird in geeigneten Zeitintervallen raster- bzw. quadratgitterartig abgetastet zur räumlichen Quantisierung. Dann wird die Helligkeitsänderungsrichtung des quantisierten Bildelements durch geeignete Mittel an jedem Abtastpunkt ermittelt.

In diesem Fall ist der Winkel zwischen der Helligkeitsänderungsrichtung jedes Bildelements und der x-Achse die Abszisse, und die Auftrittsfrequenz der Bildelemente der Abtastpunkte, die in einer Bildebene jede Richtung haben, wird als Ordinate angenommen. Da die Ränder des Würfels rechtwinklig sind, wird eine Kurve mit vier Spitzen in Intervallen von 7Γ/2 gemäß Fig. 39b erhalten. Wenn also die Auftrittsfrequenzen jeweils bei ft/i aufaddiert werden, ergibt sich eine sehr hohe Spitze gemäß Fig. 39c Die Lage 9_Q, bei der diese Spitze abfällt, stellt die Lage des horizontal angeordneten Würfels dar.

Bs wird jetzt der Fall erläutert, daß verschieden Arten von Rauschen in dem Bild von Fig. 39a auftreten.

Gemäß Fig. 40a ist zusätzlich zum Würfel 401 Rauschen in Form eines Kreises, Dreiecks, Etiketts usw. vorhanden. Da der Kreis und das Dreieck in diesem Fall im Unterschied zum Würfel keine Spitzen in Intervallen von Tl/2 haben, wirkt bei der Kurisre von Fig. 39c, die die Summe der Auftrittsfrequenzen bei jedem 7Γ/2 ist, das Bildelement an jedem Abtastpunkt als Rauschen, so daß keine hohe Spitze auftritt.

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Wenn also der Winkel θ , bei dem die höchste Spitze auftritt, aus der Kurve von Fig. 39c erfaßt wird und wenn nur die Bildelemente extrahiert und ausgedrückt werden, deren Richtungen in die folgenden vier Intervalle fallenj

(θ_ο -

"Δθ)/χ(θ_ο + 7Γ + A θ) , (θ_ο + Tt- Δθ) ~-(θ_ο +TC+Δ Q), (θ_ο+|7Γ - Δ θ) — (θ_ο + |7Γ+Δθ),

mit Λθ = sehr kleine Konstante,

wird der größte Teil des Rauschens gemäß Fig. 41 beseitigt, und die Umrisse 402 des Würfels werden herausgelöst. Es ist in diesem Fall natürlich möglich, eine andere vorgegebene Figur, z. B. ein gleichseitiges Dreieck, ein regelmäßiges Pentagon od. dgl., in gleicher Weise herauszulösen.

Fig. 42 ist das Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verarbeitungseinrichtung. Ein Bild eines räumlichen Körpers 403, dessen Umrisse zu extrahieren sind, wird von einem eine Folgeabtastung durchführenden Bildaufnahmegerät 404, z. B. einer Fernsehkamera, aufgenommen. Ein Synchronisiersignal-Generator 415 erzeugt ein vertikales Synchronisiersignal und ein horizontales Synchronisiersignal, die für die Kamera erforderlich sind, sowie Taktimpulse (die im folgenden als Bildelementimpulse bezeichnet werden)., zum Abtasten eines Bildsignals, was für die darauffolgende Verarbeitung erforderlich ist zum Unterteilen in Mikrobereiche und zum Quantisieren.

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Das vom Bildaufnahmegerät 404 erzeugte Bildsignal wird von einer Abtast-Halteschaltung 405 abgetastet und quantisiert. Ein Mikrobereich-Ausschneider 406 besteht aus einem Verzögerungselement für einen Raster des Fernsehsignals und erzeugt gleichzeitig die Bildwerte mehrerer Bildelemente in vertikaler und horizontaler Richtung dem Bild .benachbart. Die vom Ausschneider 406 ausgeschnittenen Mikrobereiche tasten nacheinander die gesamte Bildebene synchron mit der Abtastung durch das BiIdaufnahmegerät 404 ab.

Bin Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Detektor 407 empfängt das Ausgangssignal des Mikrobereich-Ausschneiders 406 und erzeugt die vertikalen und horizontalen Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten jedes Mikrobereichs. Ein Vergleicher-Codierer 408 vergleicht die vom Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Detektor 407 zugeführten vertikalen und horizontalen Helligkeitsänderungsgeschwindikeiten zum Umsetzen der Helligkeitsänderungsrichtung am Mikrobereich in einen quantisierten Code und dessen Abgabe synchron mit dem Bildelementimpuls. Wenn die vertikale und die horizontale Helligkeitsänderungsgeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegen, erzeugt der Vergleicher-Codierer 408 einen die Abwesenheit einer Helligkeitsänderung bedeutenden Code.

Durch diese Verarbeitung durch die Blöcke 404-408 wird das normale Helligkeitsbild in ein Codemuster umgesetzt, das als Wert des Bildelements den die Helligkeitsänderungsrichtung angebenden Wert hat.

Fig. 43a zeigt ein Beispiel eines vom Bildaufnahmegerät aufgenommenen Helligkeitsbildes, und Fig. 43b ist ein Beispiel des vom Vergleicher-Codierer 408 von Fig. 42 abgegebenen Bildausgangssignals 409. Der Wert jedes BiId-

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elements des Bildausgangssignals 409 ist zwar der die Helligkeitsänderungsrichtung des Bildelements bedeutende Code; in Fig. 43b wird jedoch zur besseren Verständlichkeit jedes Bildelement durch einen Einheitsvektor ausgedrückt, dessen Richtung durch den Code angegeben wird.

In der Anordnung gemäß Fig. 42 sind ferner Blöcke 410-413 vorgesehen. Ein Zähler 410 zählt Codes, die sich in der Richtung um Tt/2 als ein Gesamthalbbild unterscheiden. Ein Maximalauftrittscode-Detektor 411 vergleicht die vom Zähler 410 gezählten Werte zum Erfassen des Maximalauftrittscodes. Der Detektor 411 erzeugt jedesmal nach Beendigung der Bildebenenabtastung für ein Halbbild den Maximalauftrittscode des Halbbildes.

Eine Halteschaltung 412 hält den vom Maximalauftrittscode-Detektor 411 erzeugten Maximalauftrittscode für eine der Abtastung des nächstfolgenden Halbbildes entsprechende Zeitdauer. Eine Koinzidenzschaltung 413 vergleicht das Bildsignal, d. h. das Codesignal 409, das in einen die Helligkeitsänderungsrichtung bezeichnenden Code umgesetzt wird, mit dem Ausgangssignal der Halteschaltung 412 und erzeugt als Aus gangs signal 414 eine logische ^ftl", wenn Koinzidenz besteht, und erzeugt eine logische "Ö^w, wenn keine Koinzidenz besteht.

Fig. 44 ist ein Schaltbild des Zählers 410. Das Code- * signal jedes Bildelements wird von einem Decodierer decodiert. Wenn ein die Abwesenheit der Helligkeitsrichtung bezeichnendes Codesignal zugeführt wird, werden alle Ausgangssignale des Decodierers 421 ^w0". Bei dieser Ausführungsform wird zwar angenommen, daß die Helligkeitsrichtung in sechzehn Richtungen quantisiert ist; sie kann jedoch in jeder beliebigen Anzahl Richtungen, z. B. 32 oder 64, quantisiert sein.

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Ein ODER-Glied 423a überlagert Codesignale, die sich in der Richtung voneinander um 7Γ/2 unterscheiden. Ein Zähler 424a zählt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 423a. Das Taktsignal für die Zählung durch den Zähler 424a wird vom Synchronisiersignal-Generator 415 in Fig. 42 zugeführt, und der Zähler 424a wird durch ein mit dem Bildelementimpuls synchrones Signal 425 gesetzt. Er wird durch ein Signal 426 vom Synchronisiersignal-Generator 415 rückgesetzt zum Zeitpunkt des Abtastbeginns eines Halbbildes.

ODER-Glieder 423b-423d und Zähler 424b-424d führen eine ähnliche Operation für eine andere Gruppe von Codes durch. Es können dann Codes, die sich in bezug auf die Richtung voneinander um 7L/2 unterscheiden, als ein Gesamthalbbild gezählt werden.

Fig. 45 ist ein Schaltbild des Maximalauftrittscode-Detektors 411 und der Halteschaltung 412. Schieberegister 431a-431d speichern die Inhalte der Zähler 424a-424d in Fig. 44, die aufeinanderfolgend Bit für Bit nach rechts verschoben werden durch einen Taktimpuls T„. Infolgedessen ist die Anzahl Bits der Schieberegister 431a-431d gleich der Anzahl Bits der Zähler 424a-424d. Die rechte Seite der Schieberegister 431a-431d hat höherwertige Ziffernstellen, und die linke Seite hat niederwertige Ziffernstellen. Taktimpulse T₁-T₄ gemäß Fig. 46 werden vom Synchronisiersignal-Generator 415 erzeugt. Setz-Rücksetz-Flipflops 439a-439d sind den Schieberegistern 431a-431d entsprechend vorgesehen, Weiter sind JK-Flipflops 440a-440d vorgesehen.

Es wird jetzt der Betrieb der Schaltung von Fig. 45 in bezug auf die Taktimpulse T₁-T₄ erläutert. Sämtliche Taktimpulse T₁-T₄ werden während der Austastzeit bei der Vertikal&btastung durch das Bildaufnahmegerät erzeugt. Die Maximalauftrittscode-Erfassung wird während dieser Austastzeit durchgeführt.

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Wenn der Taktimpuls T-, erzeugt wird, werden alle Flipflops 439a-439d auf "1" gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt lassen die UND-Glieder 432a-432d die rechten Ausgangssignale der Schieberegister 431a-431d so, wie sie sind, durch. Wenn also darauf der erste Impuls des Taktsignals Tp erzeugt wird, wird das Ausgangssignal eines ODER-Gliedes 433 "1", wenn sich auf der rechten Seite irgendeines der Schieberegister 431a-431d eine logische ¹¹I" befindet, und der Inhalt des Schieberegisters an dessen rechtem Ende wird in der vorliegenden Form in die Flipflops 439a-439d gesetzt, und zwar über UND-Glieder 436a-436d und ODER-Glieder 438a-438d.

Dagegen wird bei demjenigen der Schieberegister 431a-431d, dessen rechtes Ende, d. h. dessen höchstwertiges Bit ^w0^M ist, der Inhalt der entsprechenden Flipflops sämtlich über NAND-Glieder 435a-435d und UND-Glieder 437a-437d auf "0" rückgesetzt. Wenn sich am rechten Ende eines Schieberegisters keine "1" befindet, wird das Taktsignal Tp durch ein UND-Glied 434 unterbrochen, so daß die Inhalte der Flipflops 439a-439d in der vorliegenden Form bei ¹¹I¹' oder "0" gehalten werden.

Wenn dann das Taktsignal T„ erzeugt wird, werden die Inhalte sämtlicher Schieberegister 431a-431d um ein Bit nach rechts verschoben, so daß der Inhalt des zweithöchstwertigen Bits zum rechten Ende des Schieberegisters gelangt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal desjenigen der Schieberegister 431a-431d, dessen Flipflopinhalt "0^w ist, durch das UND-Glied 432a-432d blockiert, da das Ausgangssignal des entsprechenden der Flipflops 439a-439d "Ο" ist, so daß das Ausgangssignal des Registers von der Vergleichsoperation ausgeschlossen ist. Wenn das rechte Ende eines der Schieberegister ¹¹I" ist, wobei dessen entsprechendes

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Flipflop ebenfalls "I" ist, werden der Inhalt des eine ¹¹I" aufweisenden Flipflops und die rechte Seite des entsprechenden Schieberegisters, die ¹¹O" ist, neu auf ¹¹O" rückgesetzt, wenn das Taktsignal To zugeführt wird. Wenn sich unter den Schieberegistern 431a-431d keines befindet, dessen rechtes Ende "1" und dessen entsprechendes Flip— .flop "1" ist, bleiben die Inhalte der Flipflops 439a-439d unverändert.

Wenn so die Taktsignale den Schieberegistern abwechselnd um die Anzahl von deren Ziffernstellen zugeführt werden, werden die Inhalte der Schieberegister 431a-431d aufeinanderfolgend von der höchstwertigen Ziffernstelle aus verglichen, und nur das Flipflop, das dem die Höchstzahl speichernden Schieberegister entspricht, bleibt auf ^M1^M. Schließlich wird das Taktsignal T^ zugeführt. Die Inhalte der Flipflops 439a-439d werden durch die JK-Flipflops 440a-440d gehalten. Durch diese Aufbereitsungsweise ist die Auftrittscodeerfassung durchführbar.

Fig. 47 ist eine Ausführungsform der Koinzidenzschaltung von Fig. 42. Register 440a¹-44Od¹ entsprechen den JK-Flipflops 440a-440d von Fig. 45. Ferner ist ein Decodierer 441 vorgesehen. Wenn UND-Glieder 442a-442p gemäß Fig. 47 angeschlossen sind, erzeugt ein ODER-Glied 443 als Ausgangssignal 444 eine logische "1^M, wenn dem Decodierer 441 Codes zugeführt werden, die mit vier Richtungen in Intervallen von tr/2. entsprechend dem Maximalauftrittscode zugeführt werden.

In vielen Fällen soll das Ausgangssignal auch dann erzeugt werden, wenn der Maximalauftrittscode zusammen mit den darum vorhandenen Codes zugeführt wird. Dies kann erfolgen durch Verbinden von ODER-Gliedern 445a-445d mit den Ausgängen der Register 440a¹-44Od¹.

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Hei der obigen Ausführungsform wird das Bild des horizontal angeordneten Würfels von rechts oben aufgenommen. Dieses Verfahren ist jedoch auch anwendbar, venn der Würfel schräg betrachtet wird. Wenn der Würfel schräg abwärts betrachtet wird, hat er das in Fig. 49 dargestellte Codemuster. Mit Ausnahme der immer vertikal stehenden Ränder gelten in diesem Fall, wenn die Winkel zwischen vier Randlinien 461-464 und die x-Achse durch CC₁^oC₄ ausgedrückt werden, folgende Beziehungen:

0C₁ +7T = ^₃
* 2 ^+/£~ ^=oC4.

Wenn der Winkel zwischen der optischen Achse des Bildaufnahmegeräts und einer Horizontalebene κ ist, wird die Beziehung zwischen«^ ^ und ⁰^₂ durch eine relativ einfache Gleichung mit Jf als einem Parameter ausgedrückt.

Im Unterschied zu der Art und Weise, in der die Kurve von Fig. 39c erhalten wird durch Summierung der Auftrittsfrequenzen jeweils bei TT/2 gemäß Fig. 39b, wird die der Kurve in Fig. 39c entsprechende Information erzeugt durch Summierung der Verteilungen der Auftrittsfrequenzen der Codes, wobei die Beziehungen zwischen cC ~ oL und ^¹ erfüllt werden. Wenn fi vorher bekannt ist, ist diese Ver-^% arbeitungsweise für Rauschen sehr wirksam.

Wie bereits erläutert, ist es mit der Erfindung möglich, den umriß eines gewünschten Körpers durch Beseitigen der Oberflächeninformation, unterschiedlicher Hintergrundinformation usw. herauszulösen. Wenn also visuell eine

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Schachtel od. dgl., auf der ein Etikett o. ä. angebracht ist, erkannt werden soll, ist diese Anordnung eine wirksame Vor-Verarbeitungsanordnung.

Da die Lage eines vorgegebenen Körpers, d. h. die Lage θ des Würfels von Fig. 39a, während der Verarbeitung, erfaßbar ist, kann das optische System des Bildaufnahmegeräts oder ein visuelles System durch diese Information gesteuert werden, oder die Steuerung kann so erfolgen, daß eine Randlinie eines Würfels in bezug auf das aufgenommene Bild immer horizontal liegt.

Eine solche Bildeingabeanordnung erleichtert nicht nur die Lageerfassung eines Körpers, sondern ist auch sehr effektiv beim Abtasten der auf der Oberfläche eines Körpers vorhandenen Information.

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Claims

Patentansprüche

1/ Mustererkenner mit einem Gerät zur Aufnahme eines Bildes eines Gegenstandes
gekennzeichnet durch einen Teiler (12, 13, 15)· zum Unterteilen des aufgenommenen Bildes in mehrere Mikrobereiche; einen Codierer (16) zum bereichsweisen Codieren der Bildsignale in den unterteilten Bereichen; einen Speicher (17) zum vorherigen Speichern eines dem Hintergrund an jedem Bereich entsprechenden Bildes in codierter Form;

einen Vergleicher-Entscheider (18) zum Vergleichen des codierten Bildsignals mit dem gespeicherten codierten Signal zur Entscheidung über den Übereinstimmungsgrad dieser Signale; und einen Zähler (86) zum Zählen der Zahl der Bereiche in Abhängigkeit vom Übereinstimmungsgrad.
2. Mustererkenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild eine die Helligkeitsänderungsrichtung betreffende Information ist.
3. Mustererkenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild eine Farbtoninformation ist.
4. Mustererkenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilten Bereiche gitterartige Bereiche sind, daß bei einer Vertikalabtastung eine Bereichsspalte verarbeitet wird, und daß die gesamte Bildebene in mehreren Abtastperioden verarbeitet wird.

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5· Mustererkenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer aufweist: logische Schaltungen (45-52) zum Klassieren von Bildinformation an unterteilten Bereichen in mehrere Gruppen in Abhängigkeit von deren HeIligkeitsänderungen, und Zähler (65-72) zum Erzeugen von Codes aus der klassierten Bildinformation auf der Grundlage der Werte von deren Auftrittsfrequenzen.
6. Mustererkenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher-Entscheider (18) das Vergleichen und Entscheiden synchron mit der Abtastung durch das Bildäufnahmegerät (8) durchführt.
7. Mustererkenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (86) Signale zählt, die in Abhängigkeit von der Lage des Bereichs in der Bildebene gewichtet sind.
8. Mustererkenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kurzzeitspeicher (110, 111) zum kurzzeitigen Speichern der codierten Information; einen Vergleicher-Entscheider (112) zum Vergleichen der codierten Bildsignale zu verschiedenen Zeiten durch Verwenden der Information der Kurzzeitspeicher (110, 111); und einen Zähler (113) zum Zählen der Anzahl der Bildvergleichsvorgänge bei Übereinstimmung der Bilder, wodurch bei Übereinstimmung von zwei unmittelbar oder in kurzen Zeitintervallen aufeinanderfolgenden Bildern während einer vorgegebenen Anzahl von Zeitperioden die Inhalte der Kurzzeitspeicher (110, 111) zum Fortschreiben der Speicherinformation in den Speicher (17) übertragen werden.

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9. Mustererkenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Bildaufnahmegeräte (8j Fig. 30, 31), deren Bildsignale durch Umschalten verarbeitet werden.
10. Mustererkenner nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch turzzeitspeicher (110, 111) zum kurzzeitigen Speichern des codierten Bildes; einen Vergleicher-Entscheider (112) ium Erfassen der Übereinstimmung zwischen tw*i Bildern zu verschiedenen Zeiten unter Einschluß des codierten Bildes in den rurzzeitspeichern (110, 111); und einen Zähler (113) zum Fortschreiben der Speicherinhalte auf der Grundlage der Anzahl von Übereinstimmungsperioden, vodurch die Erfassung der Belegung durch den Gegenstand und das Fdrtschreiben des Hintergrunds parallel oder unabhängig durchführbar sind.
11. Bildinformations-Verarbeitungseinrichtung zur Mustererkennung ,

gekennzeichnet durch ein Bildaufnahmegerät (202) zum Umsetzen der Helligkeit eines Bildes in ein elektrisches Signal durch aufeinanderfolgendes Abtasten des Bildes; einen Mikrobereich-Ausschneider (203) zum Empfang des Signals an jedem Punkt des während der Abtastfolge vom Bildaufnahmegerät zugeführten Bildes und zum gleichzeitigen Erzeugen der Signale an mehreren benachbarten Punkten;

ein Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Meßgerät (204, 205) zum Empfang des Ausgangssignals des Mikrobereich-Aus Schneiders (203) und zum Erfassen der Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten in zwei Richtungen des Mikrobereichs; und

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ein Helligkeitsänderungsrichtungs-Meßgerät (206) mit wenigstens einem Vergleicher (217) zum Vergleichen der Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten und Erzeugen eines Codes, der die Helligkeitsänderungsrichtung im Mikrobereich darstellt.
12. Bildinformations-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Codefilter (231) zum Vergleichen des Ausgangssignals des Helligkeitsänderungsrichtungs-Meßgeräts (206) mit einem vorher gebildeten Sondercode zum Umsetzen des Ausgangssignals in ein binärdigitalisiertes Signal; und eine Bildwiedergabeeinrichtung (232) zur Wiedergabe des Ausgangssignals des Codefilters (231), wodurch aus dem Originalbild nur der charakteristische Teil extrahiert und wiedergegeben wird.
13. Lageerfasser zur Mustererkennung, gekennzeichnet durch ein Bildaufnahmegerät (303) zum Umsetzen der Helligkeit eines Bildes in ein elektrisches Signal durch nacheinander erfolgendes Abtasten des Bildes; einen Mikrobereich-Ausschneider (305) mit einem Verzögerungsglied (351) zum Empfang der vom Bildaufnahmegerät während der Abtastfolge zugeführten Signale der Mikrobereiche des Bildes und zum gleichzeitigen Erzeugen der Signale mehrerer umgebender Mikrobereiche; einen Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Detektor (306) zum Empfang des Ausgangssignals des Mikrobereich-Ausschneiders (305) und zum Erfassen von Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten in zwei Richtungen im Mikrobereich;

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einen Umsetzer (307) mit wenigstens einem Vergleicher zum Vergleichen der vom Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Detektor (306) zugeführten Änderungsgesehwindigkeiten in zvei Richtungen zum Erzeugen eines die Helligkeitsänderungsrichtung anzeigenden Codesignals; und

einen Detektor (309) zum Erfassen der Koinzidenz zwischen dem vom Vergleicher erzeugten Codesignal und einem vorher gebildeten Sondercode, wodurch aus dem Originalbild ein ein vom Sondercode angezeigtes Eigenschaftsmerkmal aufweisender Bildteil erfaßt wird und so die Lageerfassung erfolgt.
14. Bildverarteitirngselnrichtung zur Mustererkennung, gekennzeichnet durch ein BiIdaufnahmegerät (404) zum Umsetzen der Helligkeit eines Bildes in ein elektrisches Signal durch FoIgeabtastung des Bildes; einen Mikrobereich-Ausschneider (406) zum Empfang der vom Bildaufnahmegerät während der Abtastfolge zugeführten Signale der Mikrobereiche des Bildes und zum gleichzeitigen Erzeugen der Signale mehrerer umgebender Mikrobereiche; einen Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Detektor (407) zum Empfang des Ausgangssignals des Mikrobereich-Ausschneiders (406) und zum Erfassen von Helligkeitsänderungsgeschwindigkeiten in zwei Richtungen in den Mikrobereichen;

einen Vergleicher-Codierer (408) mit einem Vergleicher, der vom Helligkeitsänderungsgeschwindigkeits-Detektor (407) zugeführte Helligkeitsänderungsgesohwindigkeiten in zwei Richtungen vergleicht zum Erzeugen eines die Helligkeitsänderungsrichtung aufzeigenden Codesignals;

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einen Zähler (410) zum Erfassen eines Maximal auf trittscode-Signals in einer Bildebene; und eine Koinzidenzschaltung (414) zum Erfassen der Koinzidenz zwischen dem vom Vergleicher-Codierer (408) erzeugten Codesignal und dem Maximalauftrittscode.

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