DE2935312A1

DE2935312A1 - Schwellenwertregler fuer geraete zum extrahieren eines bestimmten rasterbildes oder musters aus dem bildinhalt eines videosensors o.dgl.

Info

Publication number: DE2935312A1
Application number: DE19792935312
Authority: DE
Inventors: Hajime Yoshida
Original assignee: Hajime Industries Ltd
Current assignee: Hajime Industries Ltd
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1979-08-31
Publication date: 1980-03-13
Also published as: US4259662A; CA1131786A; DE2935312C2; FR2435092B1; JPS5534704A; GB2031240B; GB2031240A; FR2435092A1

Description

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HAJIIfIE INDUSTRIES LTD.

Kudan Sanzen Building,

2—5-9, Kudanminami, Chiyoda — ku

Tokyo / JAPAN

Beschrei bung

Schwellenwertregler für Geräte zum Extrahieren eines bestimmten Rasterbildes oder Musters aus dem Bildinhalt eines Videosensors oder dgl.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Schwellenwertregler und insbesondere auf eine Schwellenwerteinstellschaltung zur Verwendung bei einem Gerät zum Extrahieren eines bestimmten Rasterbildes oder Musters aus dem Bildinhalt eines Videosensors oder dgl.

Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Vorschläge zur Entnahme einer Bildinformation aus einem Videosensors oder dgl. und dann zum Extrahieren eines bestimmten Rasterbildes oder Musters aus der Bildinformation unterbreitet worden. Es ist beispielsweise vorgeschlagen worden, dass dann, wenn

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ein Bildschirm, der aus einer Anzahl von. in der vertikalen oder horizontalen Richtung angeordneten (maschenartiges Muster) Bildelementen oder Rasterpunkten besteht, abgetastet wird, der Bildschirm in eine Vielzahl von kleinen Bildschiriaen geteilt wird, die jeweils aus 3x3 = 9 Bildelementen "bestehen, worauf ermittelt wird, ob ein bestimmtes Muster auf dem Bildschirm vorhanden ist oder nicht. In solchen Fällen wird gewöhnlich die Extraktion des bestimmten Musters ersielt, indem der Bildinhalt oder die Information in zwei Werte von weiss und schwarz geteilt wird. Im allgemeinen wird nämlich nach einem Schwebeverfahren ein gewisser Schwellenwert für das Nullpotential eingestellt und dann ein Wert, der höher ist als der Schwellenwert, als Weisswert oder —pegel bewertet wird, wogegen ein Wert, der den Schwellenwert unterschreitet, als Schwarzwert oder -pegel "betrachtet wird, oder ein Mittelwert des hellen, und dunklen Wertes eines Bildschirmes wird als Schwellenwert eingestellt und dann- die +Seite desselben wird als Weisswert oder -pegel beurteilt _Ψ während die —Seite desselben als Sehwarzwert oder -pegel behandelt wird.

Bei dem obigen Schwellenwerteinstellverfahren entsteht das Problem, wie der Schwellenwert ohne Beeinträchtigung infolge von Kratzern , Schmutz und dgl. des Rasterbildes oder !dusters und wie die Lichtquelle zum Beleuchten des Bildschirmes und wie der Verstärkungsfaktor des dabei verwendeten Verstärkers einzustellen sind. Wird also das Obige nicht gebührend berücksichtigt, so ist die genaue Extraktion eines bestimmten Rasterbildes oder Musters unmöglich.

Ein Beispiel eines Rasterbildextraktionsverfahrens nach dem Stand der Technik wird nun unter Bezugnahme auf die Pig. 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B beschrieben. Wie diese Figuren zeigen, ist ein Bildschirm (der nicht ganz dargestellt ist) in eine Vielzahl kleiner Bildschirme geteilt, die jeweils aus 3x3=9 Bildelementen P1, P2, ... P8, P9 bestehen, die in der vertikalen bzw. horizontalen Richtung angeordnet

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sind (ein. kleiner Bildschirm ist in den Fig. 1A bis 3B gzeigt). In diesem Fall wird ein umgekehrtes L-förmiges Muster PL, das ein Beispiel der spezifischen Muster ist, von dem Bildschirm extrahiert. In diesem Falle wird daher das spezifische Muster PL auf die Bildelemente P1, P2, Pß, P4 und P7 des kleinen Bildschirmes gemäss den Fig. 1A, 2A und 3A projiziert. Wird nun in diesem Falle angenommen, dass die Informationen aus den betreffenden Bilaelementen genau als zwei Werte gemacht worden sind, so werden die Bild— elemente VT _t P2, P3 > P4,- P7 zum Schwarzwert, während die Bildelemente P5, P6, P8, P9 zum Weisswert gemäss Fig. 1B werden.

Wenn beispielsweise ein schmutziger Bereich auf einen der Bildelemente, wie z- B^ auf-dem Bildelement P8 gemäss Fig.2A, vorhanden ist_r stdl kann die Information aus dem Bildelement P8, die im Weisspegel sein sollte, als der in Fig. 2B gezeigte Schwarzpegel betrachtet werden, je nachdem, wie der. Schwellenwert eingestellt wurde.

Wie nämlich in Fig. 4A mit gestrichelten Linien gzeigt, wird dann, wenn ein Schwellenwert SH verhältnismässig hoch neben einen weissen Wert W (in Fig. 4A stellt WL einen Teil des Weisswertes und IL bzw. BL stellen Schwarzwertteile dar) eingestellt wird, das den schmutzigen Teil enthaltende Bildelement zu einem Wert werden, der den Schwellenwert SH (in diesem Falle wird er zum Wert IL) unterschreitet. Das Bildelement P8 wird also- irrtümlich als Schwarzwert beurteilt, so dass unmöglich wird, das Muster akkurat zu beurteilen.

Um diese falsche Beurteilung zu vermeiden, indem der Schwellenwert als niedriger SH-Wert gestaltet wird, wie in Fig. 4B mit gestrichelten Linien gezeigt, verursacht man aber einen anderen Mangel. Falls nämlich beispielsweise ein Kratzen am Bildelement P2 (auf welches ein Teil des Musters PL pro-

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jiziert und welches deswegen im Sehwarzpegel liegt) vorhanden ist, wie in Fig. 3A gezeigt, so wird der Pegel des Bildelements P2 zum Pegel IL und höher als der Sehwellenwert SH* gemäss Fig. 4B. Das Bildelemexrb P2 wird also irrtümlich als V/eisspegel betrachtet. Der Fall der Fig. 3A wird demnach zu einem solchen Fall, dass ein Teil des Sclmarzbereiches des kleinen Bildschirmes weggeschnitten wird, d. h,_a das Bildelement P2, das durch diePro.isktion des Musters der schwarze Bereich sein soll, wird zum weissen Pegel gemäss Fig. 3B.

Bei dem Stande der Technik muss daher der Schwellenwert hinsichtlich verschiedener Bedingungen gemäss dem Obigen sorgfäl·= tig berücksichtigt werden, was schwierig ist, wobei ferner der Schwellenwert durch den Hintergrund des Musters leicht beeinträchtigt werden kann«

Demgemäss ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines neuartigen Schwellenwertreglers_o

Das Ziel der Erfindung ist ferner die Schaffung eines Schwellenwert regle rs der wirksam ist₅ wenn er zum Extrahieren eines spezifischen Musters eingesetzt wird.

Das Ziel der Erfindung ist ferner die Schaffung eines Schwel= lenwertreglers, durch welchen eine irrtümliche Beurteilung eines Musters vermieden wird, v/snn er zum Extrahieren eines spezifisches Musters verwendet 7/ird=,

Mach einen! erfinduiigsgemässeK. iSerkiaal waist der Scawsllea=- wertregier eine Einrichtung sue Feststellen des hellsten oöjst

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erhellen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente und Teile vorgesehen sind; darin zeigen:

Fig. 1A, 1B, 2A, 2B, 3A und 3B schematische Ansichten zur Erläuterung des Standes der Technik;

Fig. 4A und 4B grafische Darstellungen zur Erläuterung des Standes der Technik;

Fig. 5 ein Schaltungsbild, teilweise als Blockschaltbild, eines Beispiels des erfindungsgemässen Schwellenwertreglers;

Fig. 6 ein Diagram zur Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes; und

Fig® 7 eine grafische Darstellung der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

In der nachfolgenden Beschreibung geht es um einen Fall, in welchem die vorliegende Erfindung verwendet wird, um ein spezifisches Master, wie z. B«. ein umgekehrtes L-förmiges Muster, das auf einen kleinen Bildschirm projiziert ist, zu extrahieren, welche beispielsweise aus 3^3=9 Bildelementen besteht, die senkrecht und waagerecht verlaufen, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung des Standes der Technik festgestellt wurde·

Zurückgreifend auf Pig» 5 vvii-d ein Beispiel der erfindungsgemässen Schwellenwerteinstellschaltung teschrieben. In Pig. bezeleimen die Besugsseichen II, 12 . „. 19 Eingangsklemmen,

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an welche die Bildinformationen aus den Bildelementen P1, P2 ... P9, die einen tint erteilt en kleinen Bildschirm gem» Fig, 6 bilden, angelegt werden. Die Eingangsklemmen II, 12 ... 19 sind durch Widerstände R1 jeweils mit einer Eingangsklemme der Arbeitsverstärker 01 verbunden, während die Ausgangsklemmen der entsprechenden Arbeitsverstärker C1 über die Dioden D1 in der Vorwärtsrichtung mit den anderen Eingangsklemmen der Arbeitsverstärker Ct verbunden sind. In diesem Falle bildet jede der aus dem Arbeitsverstärker C1, dem Widerstand Rt und der Diode Dt bestehenden Drillinge einen sogenannten Spitzenwähler PS. Die Kathoden der Dioden D1, die mit den Ausgangsklemmen der betreffenden Arbeitsverstärker Ct verbunden sind, sind zusammen an einem Potentiometer PM angeschlossen,- der einen gemeinsamen Schwellenwert einstellt. Die Ausgangsklemme, d- h. das bewegliche Stück des Potentiometers PM ist gemeinsam an eine Eingangsklemme des Vergleichers G2 angeschlossen, was den betreffenden Sätzen der Diode Dt, des Arbeitsverstärkers C1 und des Widerstandes R1 entspricht, wobei die Eingangsklemme 11, 12 ... 19 jeweils mit den anderen Eingangsklemmen der Vergleicher C2 durch die Widerstände R2 verbunden sind. Von den Ausgangsseiten der Vergleicher C2 führen die Ausgangsklemmen 01, 02 ... 09 · Die den Ausgangsklemmen 01 bis 09 zugeführten Ausgangssignale werden einem (nicht gezeigten) Komputer zugeführt, in welchem die Musterextraktion in an sich bekannter Weise erfolgt..Daher wird sie nicht näher beschrieben.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel sind die Kathoden der betreffenden Dioden D1 miteinander verbunden, so dass nur der Arbeitsverstärker 01, dem das Informationssigiial mit der höchsten Spannung in den an die EingangsMemmen 11 bis 19 entsprechend dem Pegel (Spitzenwert) des Bildschirmes oder kleinen Bildschirmes* Mit anderen Worten ist der Bezugspegel für die Vergleicher C2 der Pegel oder Schwellenwert, der dem obigen höchsten

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Pegel (Spitzenwert) entspricht, der durch den Potentiometer PM in geeigneter Weise herabgesetzt oder reduziert ist. Die entsprechenden Vergleicher 02 vergleichen demnach die Eingangssignale mit demselben Bezugspegel oder Schwellenwert, um das Eingangssignal als einen der beiden Werte oder des schwarzen und weissen Pegels zu beurteilen. Mit anderen V/orten wird der Schwellenwert des in Fig. 5 gezeigten erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels automatisch auf einen Wert eingestellt, der erhalten wurde, indem der höchste Pegel der Eingangssignale durch den Potentiometer PM auf geeignete Weise herabgesetzt wurde.

Nachfolgend wird ein Fall unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben, in welchem die erfindungsgemässe Schwellenwerteinstellschaltung für die Beurteilung eines Musters verwendet wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt und oben beschrieben, wird ein Bildschirm oder der Bildschirm SC in eine Vielzahl von kleinen Bildschirmen geteilt, die jeweils aus 3x3=9 Bildelemente P1, ... P9 bestehen, die in der Horizontal- und Vertikalrichtung angeordnet sind. Wenn ein umgekehrt L-förmiges Muster beispielsweise von dem Bildschirm SC extrahiert wird, werden die Informationssignale aus den betreffenden Bildelementen P1 bis P9 jeweils in zwei Werte schwarz und weiss geteilt, wie oben ausgeführt« In Fig. 6 ist der gezeigte linke obere Bereich des Bildschirmes SC ohne gestrichelte Linien ein heller Bereich, während der schräge recht untere Bereich des Bildschirmes SC ohne gestrichelte Linien ein heller Bereich, während der schräge rechte untere Bereich des Bildschirmes SC mit den gestrichelten Linien ein dunkler Bereich ist. Falls nun der Potentiometer PM so eingestellt wird, dass der dabei eingestellte Schwellenwert beispielsweise 2/3 des Wertes W des höchsten Eingangssignals aus dem hellen Bildabschnitt ist, so wird das Muster PL des

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kleinen Bildschirmes im hellen Bereich, des Bildschirmes SG so wez'ä.er.f dass sein Wsisswsrt WL hoher als der Schwellenwert SH Una seia Sehwarsv/grt BL niedriger als der in Figo 7A gezeigte Schwellenwert SH ist. Ss wird also kein Fehlsr bei der Beurteilung über schwarz naö weise gemacht, so dass das Muster PL aus dssi Bildschirm SC positiv esrerahieri werden karm.

Im Pail des dunklen Bildabschnitts im Bildschirm SG, wie oben beschrieben, wird der- Schwellenwert SH" automatisch auf 2/3 des Wertes V/ des höchsten Signals in diesem Fall oder bei diesem Dunkelabschnitt eingestellt, so dass der Weisswert WL den Schwellenwert SH* überschreitet und der Schwarzwert BL den Schwellenwert SH¹ unterschreitet» Daher kann in diesem Falle die Beurteilung von schwarz und weiss positiv durchgeführt und auch das Muster- PL genau und positiv aus dem Bildschirm SG extrahiert werden.

In der obigen Beschreibung ist der Herabsetzungsfaktor des Potentiometers PM als 2/3 gewählt worden, wobei jedoch selbstverständlich dieser Faktor nicht auf diesen Wert beschränkt sein muss. Es ist natürlich möglich, dass der Herabsetzungsfaktor zweckmässig entsprechend dem Grad der Dunkelheit oder Helligkeit des abzutastenden Bildschirmes SC gewählt wird»

Beim obiges erfin&ungsgemässsii Beispiel werden ferner die Spitzenzähler P3 verwendet, die jeweils aus dem Arbeits-= verstärker Cl, der Diode DI usiä dem Widerstand El bestehen., deren Zahl dieselbe wie jene der Eingangssignale istο Es besteht jedenfalls keine Notwendigkeit des. Spitzenzähler PS so zu wählen, dass er die beschriebene und dargestellte Konstruktion hat, so dass auch ein Spitzenwähler_? der z_o B₀ nur aus einer Diode besteht oder der eine ander© Konstruktion hat, mit derselben Wirkung bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann«,

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Es besteht ferner keine Notwendigkeit, dass der Bildschirm, aus welchem das Muster unter Verwendung der vorliegenden Erfindung extrahiert wird, auf den Bildschirm "beschränkt ist, bei welchem er in eine Vielzahl von kleinen Bildschirmen geteilt ist, die jeweils aus 9 Bildelementen bestehen. Es ist also möglich, dass der betreffende kleine .Bildschirm aus Bildelementen besteht, deren Anzahl anders als 9 ist. In diesem Fall reiht es aus, dass die in Figur 5 gezeigte erfindungsgemässe Schaltung mit Ausnahme des Potentiometers PM entsprechend den dort verwendeten Bildelementen abgeändert ist.

Es ist ersichtlich, dass manche Abwandlungen und Abänderungen seitens der Fachleute innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche durchgeführt werden können.

Der Patentanwalt

I fit'Li-

4 Z₁

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Claims

31. Aug. 1979 106613/78

HAJIiE INDUSTRIES LTD.

Kudan Sanzen Building,

2-5-9, Kudanminami, Chiyoda - ku

Tokyo / JAPAN

Ansprüche

Λy/ Sehwellenwertregler für Geräte zum Extrahieren eines bestimmten Rasterbildes oder Musters aus dem Bildinhalt eines Videosensors oder dgl», gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung des hellsten oder höchsten Pegels oder Wertes eines Bildschirmes, der aus einer Anzahl von Bildelementen besteht, und durch eine Einrichtung zur Herabsetzung des hellsten oder höchsten Pegels oder Wertes, um somit einen Schwellenwert einzustellen.
2. Schwellenwertregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannte Einrichtung ein Spitzenwähler ist.
3. Schwellenwertregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwähler aus einem Widerstand, einem Arbeitsverstärker und einer Diode gebildet ist.
4. Schwellenwertregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zuerstgenannte Einrichtung ein Potentiometer ist.

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