DE2506324A1 - Vorrichtung zum automatischen parallaxenausgleich bei der bestimmung homologer bereiche in messbildern - Google Patents

Description

JHNOPTIK JENA GmbH _ocncoo/

20. 3. 1974

Vorrichtung zum automatischen Parallaxenausgleich bei der Bestimmung homologer Bereiche in Meßbildern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Parallaxenausgleich zur Bestimmung homologer Bereiche in Meßbildern, bei der zwei Meßbilder je mit Hilfe eines Abtasters abgetastet werden, der jeweils über einen Speicher mit einem Korrelator zur Bestimmung der relativen zeitlichen Verschiebung zv/eier Bildsignale und einem Diskriminator zur Analysierung einer vom Korrelator gelieferten Fehlerspannung verbunden ist, wobei beide Abtaster von einem Generator gesteuert werden und der Korrelator durch den Vergleich zweier Bildsignale das Parallaxensignal liefert.

Es sind automatische Stereokartiergeräte bekannt, bei denen ein Lichtpunkt einer Elektronenstrahlröhre zur Abtastung von Meßbildern benutzt wird. Die zum automatischen Parallaxenabgleich notwendigen Rasterverzerrungen werden an dem jedem Meßbild zugeordneten Einzelraster vorgenommen. Einerseits ist die Verwendung von Elektronenstrahlröhren mit einem erheblichen Aufwand verbunden und andererseits senden Elektronenstrahlröhren nur selektiv Licht aus, wodurch die gleichzeitige Benutzung von Farbluftbildern für die subjektive Beobachtung, die Bildzerlegung und die Differentialentzerrung nicht möglich ist. Zur Bildabtastung können auch Bildaufnahmeröhren der Fernsehtechnik verwendet v/erden; sie erlauben jedoch aus physikalischen Gründen keine Rasterdeformation bei der Abtastung der Bilder. Eine Deformation der Abtastergebnisse ist in diesem Fall nur mit Hilfe eines Rechners nach einem aufwendigen Verfahren durchführbar.

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Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Parallaxenausgleich an Stereokartiergeräten zu schaffen, die neben der automatischen Auswertung gleichzeitig die visuelle Betrachtung und differentielle Entzerrung ermöglicht und die Verwendung von Empfängern mit festen Abtastrastern ohne die zeit- und kostenaufwendige Einschaltung von Rechnern gestattet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abtaster aus lichtempfindlichen Festkörperempfängern bestehen und daß der Diskriminator jeweils über eine Abtaststeuerung mit dem jedem Abtaster zugeordneten Speicher verbunden ist. Dabei kann die Abtaststeuerung ein beliebig ausgebildeter spannungsabhängiger Oszillator sein, der die dem Speicher entnommenen Abtastergebnisse bis zum Abgleich korrigiert. Speicher, Korrelator, Diskriminator und Abtaststeuerung bilden so einen Regelkreis.

Die Verwendung von lichtempfindlichen Pestkörperempfängern hat den Vorteil der längeren Lebensdauer und des geringeren Raumbedarfs dieser Bauelemente, des der Halbleitertechnik angepaßten Spannungspegels und der Vermeidung von Einlaufzeiten sowie von Justiervorgängen bei der Inbetriebnahme. Die Einfügung der Abtaststeuerung ermöglicht die Verlegung der Rasterverzerrung vom Vorgang der Abtastung in den Bereich der Signalverarbeitung, von einem geometrischen in einen zeitlichen Bereich und damit eine gleichzeitige Hutzung der Meßbilder zur Stereoauswertung und

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Differentialentzerrung.

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

Pig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Pig. 2 das Ausführungsbeispiel eines phasengesteuerten Oszillators.

In Pig. 1 sind zwei Meßbildern 1; 2 eines Stereobildpaares zwei Abtaster 3; 4 nachgeordnet. Sie stellen optischelektronische Wandler (Festkb'yperempf anger) mit diskreten Zellen dar, die die Meßbilder 1; 2 auf vorgegebenen Bahnen abtasten. Ein Steuergenerator 5 liefert die zur Wirkungsweise der Abtaster 3; 4 notwendigen Signale und Spannungen in kontinuierlicher Folge. Die Abtaster 3; 4 sind einerseits mit dem Steuergenerator 5 und andererseits mit Speichern 6; 7 elektrisch verbunden, die entsprechend den Steuersignalen des Generators 5 Abtastergebnisse von den Abtastern 3; 4 erhalten und festhalten. Die Speicher 6; 7 dienen also der kontinuierlichen Speicherung der Bildsignale. Parallel zur Speicherung ist das 'durch äußere Signale gesteuerte Lesen der Speicherinhalte asynchron zur Speicherung möglich. Ein Korrelator 8 erhält auf elektrischem Wege die aus den Speichern 6; 7 gelesenen Bildsignale und ist bestimmt, die relative zeitliche Verschiebung von Bildsignalen homologer Bereiche aus den Meßbildern 1 und 2 zu ermitteln und als Parallaxensignal zur Anzeige 9 zu liefern. Mit dem Korrelator

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ist ein Diskriminator 10 elektrisch verbunden, der die Größen und Vorzeichen der vom Korrelator 8 gelieferten Differenz-Signale hinsichtlich ihrer Terteilxmg in einander zugeordneten Bildbereichen der Meßbilder 1; 2 analysiert. Die Analysenergebnisse .lassen Schlußfolgerungen auf die Abweichungen der
Modellebene im fotogrammetrischen Auswertegerät von der Horizonte !ebene zu und geben Krümmungen der Modelloberfläche an. Der
Diskriminator 10 ist über je eine Abtaststeuerung 11 bzw. mit dem Speicher 6 bzw, ? verbunden. Die Abt ast Steuerungen sind elektrische Schaltungsanordnungen {spannungsgesteuerte
Oszillatoren), die die Leseergebnisse aus den zugehörigen
Speichern 6 und 7 durch Veränderung des zeitliehen Ablaufs des Lesens an die Modellform anpaßt.

Zwischen den Meßbildern 1; 2 und den Abtastern 3; 4 sind in Abtaststrahlengängen 13; 14 Strahlenteiler 15; 1S zur visuellen stereoskopischen Betrachtung der Meßbilder 1; durch eine visuelle Betrachtungsoptik 17 vorgesehen. Dabei ist in dem vom Abtaststrahlengang 13 abgezweigten Betrachtungsstrahlengang wiederum ein Strahlenteiler 18 vorgesehen, der
aus diesem Betrachtungsstrahlengang einen Teilstrahlengang 19 abzweigt und einem Differentialentzerrungsgerät 20 zuleitet.

Durch kontinuierliche Abtastung der Meßbilder 1; 2 mit Hilfe der Abtaster 3; 4 und des Steuergenerators 5 v/ird
das stereoskopische Bild aus dem geometrisch-optischen Bereich in den elektri-schen Bereich transformiert. Die Abtastergebnisse werden den Speichern S; 7 zugeführt, die infolge der konti-

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nuierlichen Abtastung in ihren im einzelnen nicht dargestellten Speicherzellen gerasterte Abbilder der ursprünglichen Bilder enthalten. Die Art und Weise des Auslesens der Speicherinformationen bestimmen die Abtaststeuerungen 11; 12. Durch Veränderung des Ausleseintervalls während des Auslesens der Speicher sind nichtlineare Verformungen der Bilder bei ihrer Übertragung von den Abtastern 3; 4 zum Korrelator 8 möglich. Die Verformung findet also nicht im geometrischen, räumlichen sondern im zeitlichen Bereich durch Veränderung des Impulsabstandes statt. Die hierzu von den Abtaststeuerungen 11; 12 gelieferten Auslesebefehle erfolgen in der Regel asynchron zu den Speicherbefehlen. Die Verformung der Meßbilder 1; 2 bzw. der ihnen entnommenen äquivalenten Informationen erfolgt in der Reihenfolge kontinuierliche Speicherung - diskontinuierliche Auslese. Aus den Speichern 6; 7 gelangen Signale zum Korrelator 8, die einem verformten Abtastraster entsprechen, weil zwischen dem geometrischen und dem zeitlichen Bereich eine feste Zuordnung besteht. Nicht dargestellte Generatoren für die Abtaststeuerungen 11; 12 liefern eine feste Grundfrequenz. Beeinflußt durch die Signale zur Rasterverzerrung wird die von den Generatoren gelieferte Frequenz moduliert bis Frequenzänderung und Rasterverzerrung einander entsprechen und keine Korrektursignale zur weiteren Rasterverzerrung mehr entstehen. Damit ist das Abtastergebnis an die Modellform des stereoskopischen Modells angepaßt.

In Fig. 2 sind 21 und 22 zwei Widerstände, an denen

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die Spannung U^ einer Spannungsquelle 30 und U₀ vom Diskriminator 10 (Pig. 1) anliegen. Die Widerstände 21; sind mit einem Eingang eines Operationsverstärkers 23 verbunden, und die Spannungen U₁ und U_D überlagern sich zu einer Spannung U~. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 23 ist an Masse 24 gelegt« Außerdem ist der erste Eingang des Operationsverstärkers 23 lilser eisen als Schalter 25 dienenden Transistor ebenfalls an Masse 24 gelegt« Es besteht über einen Kondensator 26 eine Rückkopplung zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 23 und demjenigen seiner Eingänge, der mit den Widerständen 21; 22 verbunden ist» Der Ausgang des Operationsverstärkers 23 führt mit der aus den Spannungen TL und U^ gebildeten Spannung IU zu einem Eingang eines weiteren, als Komparator 27 dienenden Operationsverstärkers, dessen anderer Eingang mit einer Spannungsquelle 28 verbunden und mit einer Spannung U₂ beaufschlagt ist* Der Ausgang des !Comparators 27 zeigt eine Spannung U» und ist einerseits mit dem Speicher 6 bzw. 7 (Fig· 1) und andererseits liber einen Verstärker 29 mit des Schalter 25 verbunden.

Die Spannung U. bestimmt die Grundfrequenz der in Pig. 2 dargestellten spannungsabhängigen Oszillatorschaltung, wenn die Werte des Widerstandes 21 und des Kondensators 26 sowie der durch die Spannung U2 gegebene Schwellwert des Koaparators 27 festliegen. Da die Spannungen IL und U₂ konstant sind, die Spannung U^ in Abhängigkeit von den ent-

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sprechenden Bildinformationen anliegt, strebt die Spannung tu als Summe der Spannungen IL + U-^ über der Zeit dem Schwellwert Up zu. Bei Erreichen des Schwellwertes wird der Schalter geöffnet, die Spannung U, geht auf Hull zurück, der Kondensator 26 entlädt sich und die Spannung U^ baut sich unter dem Einfluß der Spannung Uj, bis zum Erreichen des Schwellwertes neu auf, bricht abermals zusammen usw. Diesen Vorgang verdeutlicht in einem nicht dargestellten Zeit-Spannungsdiagramm eine sägezahnartige Spannungskurve, deren Sägezahnspitzen auf einer zur Zeitachse parallelen Schwellwertgeraden liegen. Er wiederholt sich, solange die variable Spannung U^ existiert«

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Claims (1)

1. - 8 Patent anspruch

   Vorrichtung zum automatischen Parallaxenausgleich bei der Bestimmung homologer Bereiche in Meßbildern, bei der zwei Meßbilder je mit Hilfe eines Abtasters abgetastet werden, der jeweils über einen Speicher mit einem Korrelator zur Bestimmung der relativen zeitlichen Verschiebung zweier Bildsignale und einem Diskriminator zur Analysierung der vom Korrelator gelieferten Fehlerspaimung verbunden ist, wobei beide Abtaster von einem Generator gesteuert werden und der Korrelator durch, den Vergleich zweier Bildsignale das Parallaxensignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtaster aus lichtempfindlichen Pestlcörperempfängern bestehen und daß der Edskriminator jeweils über eine Abtaststeuerung mit des jedem Abtaster zugeordneten Speicher verbunden ist.

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