DE2802592C3

DE2802592C3 - Verfahren für die Dekodierung von Schichten eines dreidimensionalen Objektes

Info

Publication number: DE2802592C3
Application number: DE2802592A
Authority: DE
Inventors: Erhard Ing.(Grad.) 2083 Halstenbek Klotz; Rolf Ing.(Grad.) 2081 Haseldorf Linde; Ulf Ing.(Grad.) 2081 Prisdorf Tiemens; Hermann Dipl.-Phys. Dr.Rer.Nat. 2000 Hamburg Weiss
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1978-01-21
Filing date: 1978-01-21
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2415400A1; DE2802592B2; GB2014749A; BE873605A; IT7919413A0; IT1110946B; JPS54119283A; ES476991A1; DE2802592A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schichtweisen Darstellung eines dreidimensionalen Objektes, welches mit Hilfe von Strahlenquellen, deren Positionen den Koordinaten einer Punktbildfunktion entsprechen, aus einer Vielzahl unterschiedlicher Perspektiven durchstrahlt wird, wobei das Vielfachperspektivbüd mittels eines mit Fehlern behafteten Bildiibertragungssystems als verzeichnetes Vielfachperspektivbüd übertragen und auf einem Ausgangsschirm sichtbar gemacht wird, und wobei aus dem verzeichneten Vielfachperspektivbüd mit Hilfe einer wenigstens eine Vervielfachungskomponente und eine Abbildungsoptik enthaltenden Auswerteanordnung unterschiedliche Schichten des Objektes dekodierbar sind.

In der Patentanmeldung P 26 05 497 wird die Herstellung von Oberlagerungsbildern (Primärüberlagerungsbilder) beschrieben, denen eine Punktbildfunktion zugrunde liegt, deren Koordinaten über eine Lochkameraaufnahme gewonnen wurden, die den Koordinaten einer Mehrfachstrahlenquelle (MSQ) entsprechen. Bei dem anschließenden Dekodierverfahren wird eine Vervielfachungskomponente (z. B. ein Hologramm) verwendet, in der die Koordinaten der für die Herstellung des Oberlagerungsbildes verwendeten Mehrfachstrahlenquelle gespeichert sind. Es wird somit exakt die Punktbildfunktion der Mehrfachstrahlenquelle im Dekodierverfahren wieder verwendet und durch Vervielfachen, mehrfaches Aufsummieren und einer Maßstabsänderung die schichtweise Darstellung räumlicher Objekte vorgenommen, wie z. B. in der Patentanmeldung P 24 32 595.9 beschrieben.

Bei den Kodier- und Dekodierverfahren, wie sie z. B. in den Patentanmeldungen P 27 46 035 und P 27 46 918 beschrieben sind, werden die kodierten primären Vielfachperspektivbilder auf Film aufgenommen, wobei keinerlei Bildfehler entstehen, so daß die ursprüngliche Punktbildfunktion der zur Aufnahme verwendeten Mehrfachstrahlenquelle (MSQ) zur Dekodierung der Schichtleder verwendet werden kann. Benutzt man für die Dekodierung jedoch Techniken der elektrooptischen Röntgenbüdübertragungssysteme unter Verwendung von Röntgenbildwandler bzw. -bildverstärkern, dann treten infolge bekannter Mängel Bildfehler (Verzeichnungen) auf.

Eine Dekodierung eines so hergestellten verzeichneten Vielfachperspektivbildes (Sekundärbild) in Dekodierverfahren mit Vervielfachungskomponenten, z. B. Hologrammen, in denen die Koordinaten der Punktbildfunktion der Mehrfachstrahlenquelle (MSQ) gespeichert sind, führt zu einer fehlerhaften Darstellung der dekodierten Schichten.

Um eine ausreichende Bildqualität der dekodierten Schichten zu erreichen, muß bei einem üblichen Bildformat der kodierten Überlagerungsbilder (Primärbilder) eine Verzeichnung von <0,2% angestrebt werden.

Bekannte elektrooptische Biidübertragungssysteme haben jedoch Verzeichnungsfehler in der Größenordnung von >3%. Die Bildfehler (Verzeichnungen) der elektrooptischen Übertragungssysteme werden hervorgerufen durch:

gekrümmte Eingangsschirme z. B. des Röntgenbildwandlers,

abbildende Linsen bzw.

Spiegeloptiken der Bildverstärkersysteme und durch elektronische Verzerrungen der Wandler und Bildröhren.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Bildübertragungssy-

stemen die Übertragungsfehler im Dekodiersystem zu korrigieren, so daß eine ausreichend fehlerfreie Dekodierung der sekundären Vielfachperspektivbilder möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Koordinaten der Punktbildfunktion der Vervielfachungskomponente zur Korrektur der dekodierten Schichten durch Projektion des mit Hilfe einer Lochkameraaufnahme der Strahlenquellenverteilung erhaltenen Punktbildes in die Eingangsebene des μ Bildübertragungssystems sowie durch Übertragung des Punktebildes mit dem Bildübertragungssystem gewonnen und in der Vervielfachungskomponente gespeichert werden.

Damit können alle »absoluten Fehler« bei der Dekodierung der Sekundärvielfachperspektivbilder vermieden werden. Die dann ggf. noch vorhandene »differentielle Verzeichnung« liegt bei üblichen Einzelbildgrößen (120 mm 0) in der Größenordnung der noch zulässigen Fehler (< 0,2%), so daß für die Aufnahme von kodierten Vielfachperspektivbildein auch einfache Bildwandlersysteme und Verstärker Verwendung finden können, da die Beseitigung systembedingter Abbildungsfehler keine Schwierigkeiten mehr oereitet. ι ο

Vorteilhaft ist es, daß in die Abbildungsebene eines Bildübertragungssystems, in der das zur Dekodierung benutzte Vielfachperspektivbild des Objektes erzeugt wird, das aus der verwendeten Sirahlenquellen-Verteilung herrührende Punktebild einer Lochblende (als ιί Objekt) in die Eingangsebene des Bildübertragungssystems projiziert wird und daß die nach Übertragung mit dem Bildübertragungssystem von denen des ursprünglichen Punktebildes abweichenden Koordinaten für die Dekodierung in eine Auswerteanordnung derart einge- _>o speichert werden, daß bei der schichtweisen Dekodierung des Objektes das Vielfachperspektivbild mit der Punktbüdfunktion wirksam wird, das den gespeicherten Koordinaten der Vervielfachungs-Komponente entspricht.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele dar. Es zeigen

F i g. 1 das Aufnahmeprinzip der Punktebildfunktion (Abstandskoordinaten) der Mehrfachstrahlenquelle (Primär-Punktbüdfunktion), so

Fig. 2 das Aufnahmeprinzip bei Verwenudng eines elektrooptischen Bildverstärkersystems (Sekundär-Punktbüdfunktion),

Fig. 3 die Darstellung einer Koordinatenverschiebung zwischen Primär- und Sekundärfunktion. ί >

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Aufzeichnung von Sekundärvielfachperspektivbildern,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Dekodierung von Sekundärvielfachperspektivbildern.

In F i g. 1 wird mit einer Mehrfachstrahlenquelle 1 mit den Strahlenquellen 2 bis 4 und den Strahlenkegeln 2' bis 4' ein Schattenbild der Blende 5 mit Durchbruch 6 (Lochkamera) und den Projektionen 7 auf einem Film 8 mit den Koordinaten 9 erzeugt und aufgezeichnet. Man erhält so die Koordinaten der Punktbüdfunktion der ·γ> Mehrfachstrahlenquelle 1 (Primär-Punktbildfunktion). Als Vervielfachungskomponente kann auch ein Hologramm oder eine Linsenmatrix verwendet werden und die Dekodierung direkt vom Ausgangsschirm des Bildübertragungssystems erfolgen. w

In F i g. 2 werden mit einer Mehrfachstrahlenquelle 11 und den Strahlenquellen 12 bis 14 sowie den Strahlenkegeln 12' bis 14' durch die Blende 15 mit dem Durchbruch 16 Schattenbilder 19 erzeugt, die mittels Projektionsstrahlen 17 auf den ebenen oder gegebenen- w falb etwas gewölbten Röntgenbildwandlereingangsschirm 18 des Röntgenbüdübertragungssystems 20 projiziert werden. Mit der Optik 21 werden sie auf dem ebenen Eingangsschirm 22 des Lichtbildverstärkers 23 abgebildet (24) und auf den ebenen Ausgangsschirm 26 des elektrooptischen Verstä-!,-°-systems abgebildet (27).

Gegenüber den urspiüii₆iicnen Abstandskoordinaten der Mehrfachstrahlenquelle aul einem Film sind die Koordinaten der kodierten Sekundärvielfachperspektivbilder auf dem Ausgangsschirm 26 etwas versetzt, wie ein Vergleich der Punktebilder an Hand der Fig.3 zeigt

Die durchgezeichneten Quadrate 28—30 mit den Schwerpunkten 31—33 seien z.B. mit der Punktbüdfunktion aus F i g. 1 der Primärvielfachperspektivbilder entstanden. Die Radien /?23—R 3b bezeichnen die Abstände von einem angenommenen Bildmittelpunkt 37 im Schnittpunkt der Symmetrieachsen 38 und 39.

Die gestrichelt gezeichneten Quadrate 34—36 mit den Schwerpunkten 40—42 und den Radien R 34— R 36 bezeichnen die Abstände von dem angenommenen Bildmittelpunkt 37, hergestellt mit dem in F i g. 2 betriebenen System der Sekundärvielfachperspektivbilder. Die Verschiebung der Schwerpunkte (absolute Fehler) ergibt sich aus der fehlerhaften Bildübertragung, die z. B. von einer Verzeichnung des optischen Abbildungssystems 21 in F i g. 2 oder der Verzeichnung des elektrooptischen Bildverstärkersystems 23 bzw. der Kombination beider herrühren kann.

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Aufzeichnung von Sekundärvielfachperspektivbildern.

Die Mehrfachstrahlenquelle 43 mit den Strahlenquellen 44—46 und den Strahlenkegeln 44'—46' erzeugt in der Eingangsebene 47 auf dem ebenen oder gegebenenfalls etwas gekrümmten Schirm 48 des Bildwandlersystems 49 das primäre Vielfachperspektivstrahlenbild 50 des räumlichen Objektes 51. Eine Abbildungsoptik, bestehend aas z. B. dem Umlenkspiegel 52 und dem Objektiv 53 bildet das primäre Vielfachperspektivbild 50 auf die gekrümmte Eingangsfläche 54 einer Korrekturfaserplatte 55 ab, die mit dem vorzugsweise ebenen Eingangsschirm eines zweistufigen Bildverstärkers 56 verbunden ist. Am ebenfalls vorzugsweise ebenen Ausgangsschirm dieses Lichtbildverstärkers entsteht dann ein bereits gering verzeichnetes sekundäres Vielfachperspektivbild 57, das mit der Optik 58, dem halbdurchlässigen Spiegel 59 auf Film 60 aufgezeichnet, oder mittels Fernsehkamera 61 und dem Monitor 62 dargestellt werden kann.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Dekodierung von sekundären Vielfachperspektivbildern.

Das sekundäre Vielfachperspektivbild 57 nach F i g. 4 wird in einer Auswerteanordnung dekodiert, die aus der Abbildungslinse 63 und der Vervielfachungskomponente 64 (z. B. Hologramm) besteht, in der die gemäß der Punktbüdfunktion der sekundären Vielfachperspektivbildern hergestellten Koordinaten der Mehrfachstrahlenquelle gespeichert sind. Durch Maßstabsänderung, Vervielfachung und mehrfaches Aufsummieren kann die Dekodierung der einzelnen Schichten 65 des räumlichen Objektes auf dem Eingangsschirm eines Bildverstärkers 66 weitgehend fehlerfrei erfolgen und mit einer üblichen Fernsehanlage bestehend aus Kamera 67 und Monitor 68 dargestellt bzw. in einem Aufzeichnungsgerät 69 gespeichert werden.

Die Vielfachperspektivbilder unterschiedlicher Punktbildfunktionen können auch in schneller Folge dekodiert und identische Schichtbilder aus dem dreidimensionalen Objekt addiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur schichtweisen Darstellung eines dreidimensionalen Objektes, welches mit Hilfe von ϊ Strahlenquellen, deren Positionen den Koordinaten einer Punktbildfunktion entsprechen, aus einer Vielzahl unterschiedlicher Perspektiven durchstrahlt wird, wobei das Vielfachperspektivbild mittels eines mit Fehlern behafteten Bildübertragungssystems als in verzeichnetes Vielfachperspektivbüd übertragen und auf einem Ausgangsschirm sichtbar gemacht wird, und wobei aus dem verzeichneten Vielfachperspektivbild mit Hilfe einer wenigstens eine Vervielfachungskomponente und eine Abbildungsoptik enthaltenden Auswerteanordnung unterschiedliche Schichten des Objektes dekodierbar sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Koordinaten der Punktbildfunktion der Vervielfachungskomponente zur Korrektur der dekodierten Schichten durch Projektion des mit Hilfe einer Lochkameraaufnahme der Strahlungsquellenverteilung erhaltenen Punktbildes in die Eingangsebene des Bildübertragungssystems sowie durch Übertragung des Punktebildes mit dem Bildübertragungssystem gewonnen und in der Vervielfachungskomponente gespeichert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquellen Röntgenröhren sind. JO

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vervielfachungskomponente eine Linsenmatrix ist und die Dekodierung direkt vorn Ausgangsschirm öes Bildübertragungssystems erfolgt. J5

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vervielfachungskomponente ein Hologramm ist.

5. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Vielfachperspektivbilder unterschiedlicher Punkt-Kodes in schneller Folge dekodiert und identische Schichtbilder aus dem dreidimensionalen Objekt addiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Bildwandler des Bildübertragungssystems eine Korrekturfaserplatte angeordnet wird, die mit dem Eingangsschirm eines Bildverstärkers verbunden ist.

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