DE3603552C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Reduzierung
von Bilddaten und betrifft insbesondere auch eine elektronische
Kamera, die automatisch und/oder halbautomatisch
zur bereichsweisen Konzentrierung der Bildauflösung gesteuert
werden kann (Fovea-Steuerung).
In komplizierten, automatisch gesteuerten Systemen (wie
Überwachungs-Fernsehkameras, Robotersysteme, Zielverfolgungssysteme,
usw.) ist oft eine Signalverarbeitung von
Abfragewerten oder Proben einer Bildinformation notwendig.
Die Gesamtanzahl zu verarbeitender Bildelemente (auch
Bildpunkte oder Pixels genannt) hängt zum einen von der
Größe des Gesichtsfeldes des Bildes und zum andern von der
räumlichen Auflösung des Bildes ab. Um ein hohes Maß an
räumlicher Auflösung über die Gesamtheit eines großen Gesichtsfeldes
zu erhalten, ist eine extrem hohe Anzahl von
Bildelementen erforderlich. Andererseits ist es aber unpraktisch,
eine so große Menge von Bildelementen zu verarbeiten.
Ein Weg zur Überwindung dieses Problems (der im menschlichen
Auge realisiert wird) besteht darin, für eine relativ
hohe räumliche Auflösung in einem Bereich des Gesichtsfeldes
des Bildwandlers zu sorgen (entsprechend der
zentral gelegenen Netzhautgrube oder "Fovea" des Auges)
und eine relativ geringe räumliche Auflösung in einem anderen
Bereich des Gesichtsfeldes des Bildwandlers vorzusehen
(entsprechend der Peripherie der Netzhaut des Auges),
um dann durch gesteuerte Bewegung des Bildwandlers den
räumlichen
Teil eines Bildes, der ursprünglich innerhalb
eines gering auflösenden Bereichs des Bildwandlers gelegen
ist, in den hochauflösenden Bereich des Bildwandlers
zu bringen. So kann eine Person Auge und Kopf bewegen, um
mit der hohen Auflösung in der Fovea ein Bild eines Objektes
zu beobachten, das ursprünglich mit geringer Auflösung
nahe dem Rand des Gesichtsfeldes gesehen wurde.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
die Anzahl zu verarbeitender Bildelemente wesentlich zu
vermindern und dennoch die Fähigkeit zu behalten, mit hoher
räumlicher Auflösung Objekte zu beobachten, die ursprünglich
irgendwo innerhalb eines relativ großen Gesichtsfeldes
liegen können, dessen größter Teil nur ein geringes Auflösungsvermögen
hat.
Die grundlegenden Merkmale eines erfindungsgemäßen Verfahrens
sind im Patentanspruch 1 aufgeführt, und die wesentlichen
Merkmale einer die Erfindung realisierenden
Kamera sind im Patentanspruch 7 genannt. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils in Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Raumfrequenzspektrum
eines durch ein eingangsseitiges Videosignal
dargestellten Bildes analysiert, um eine Mehrzahl
getrennter Ausgangs-Videosignale abzuleiten, die zusammen
eine nach Ordnungszahlen geordnete Gruppe benachbarter
Teilspektralbänder des Raumfrequenzspektrums des Bildes
darstellen. Das durch das Eingangs-Videosignal dargestellte
Bild ist ein Bild mit relativ hoher Auflösung und relativ
weitem Gesichtsfeld und besteht aus einer ersten gegebenen
Anzahl von Bildelementen. Es ist jedoch nur das
erste Band der geordneten Gruppe der getrennten Ausgangs-
Videosignale, das die relativ hohe Auflösung des vom Eingangs-
Videosignal dargestellten Bildes zeigt. Ferner besteht
nur dieses erste Band aus der ersten gegebenen Anzahl
von Bildelementen. Jedes andere Band der Gruppe von
Ausgangs-Videosignalen zeigt eine geringere Auflösung und
eine kleinere Anzahl von Bildpunkten als das jeweils unmittelbar
vorhergehende Band der Gruppe. Das letzte Band
der Gruppe besteht somit aus einer zweiten gegebenen Anzahl
von Bildelementen, welche die niedrigste Zahl von
Bildelementen in allen Bändern der Gruppe ist.
Eine solche
Analyse ist vom Stand der Technik her bekannt, z. B. aus der
DE 34 23 484 A1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Kombination mit
einer solchen Analyse die Größe des durch mindestens ein
Band der Gruppe dargestellten Gesichtsfeldes vermindert,
indem aus den Bildpunkten dieses einen Bandes eine räumlich lokalisierte Teilmenge
ausgewählt wird, die einen fensterartigen Teilbereich (im
folgenden kurz "Raumfenster" genannt) darstellt, der vorzugsweise beweglich ist. Die Anzahl von Bildelementen
der erwähnten Teilmenge ist nicht größer als die zweite gegebene
Anzahl. Die erfindungsgemäße Technik der Bildreduktion ist
also wesentlich anders als beim menschlichem Auge.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen
und anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Funktions-Blockschaltbild eines Systems, das
eine elektronische Kamera mit automatischer Fovea-
Steuerung verwendet, die eine erfindungsgemäße
Einrichtung zur Reduzierung von Bilddaten enthält;
Fig. 2 ist ein Funktions-Blockdiagramm einer ersten beispielgebenden
Ausführungsform der Bildreduktionseinrichtung
nach Fig. 1;
Fig. 2a ist ein Funktions-Blockschaltbild einer zweiten
beispielgebenden Ausführungsform der Bildreduktionseinrichtung
nach Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Funktions-Blockschaltbild einer ersten vorteilhaften
Ausführungsform des Raumfrequenz-Spektralanalysators
der Fig. 2;
Fig. 3a ist ein Funktions-Blockschaltbild einer zweiten
vorteilhaften Ausführungsform des Raumfrequenz-
Spektralanalysators der Fig. 2;
Fig. 4 veranschaulicht schematisch die Arbeitsweise der
räumlich bewegbaren Fenster in der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 5 veranschaulicht schematisch die Relation von Auflösung
und Gesichtsfeld unter den einzelnen Teilspektralband-
Bildern, die am Ausgang der Anordnung
nach Fig. 2 abgeleitet werden.
In der Fig. 1 ist ein System dargestellt, das als wesentliche
Bestandteile eine elektronische Kamera 100 mit automatischer
Fovea-Steuerung und einen Rechner 102 enthält.
Das System nach Fig. 1 kann außerdem eine wahlweise vorzusehende
Bedienungsstation 104 umfassen. Die Kamera 100 enthält
als wesentliche Bauteile eine Bildwandlereinrichtung
106 mit hoher Auflösung und weitem Gesichtsfeld und eine
Bilddaten-Reduziereinrichtung 108. Die Bildwandlereinrichtung
106 und die Daten-Reduziereinrichtung 108 können in
einem einzigen Gehäuse der Kamera 100 integriert sein (wie
in Fig. 1 dargestellt) oder, alternativ, getrennte Modulbausteine
der Kamera 100 sein.
Die Bildwandlereinrichtung 106 besteht aus einer monochromatischen
oder einer farbtüchtigen Fernsehkamera zur Aufnahme
von Objektiven, die innerhalb eines durch ein relativ
weites Gesichtsfeld definierten Bereichs des Raumes liegen,
und zur Ableitung eines Videosignals, das als Eingangssignal
an eine Daten-Reduziereinrichtung 108 gelegt wird. Dieses
Videosignal stellt in Realzeit alle Bildelemente eines
jeden Exemplars aufeinanderfolgender und relativ hochauflösender
Vollbilder dar, die von der Bildwandlereinrichtung
106 abgeleitet sind. Beispielsweise kann jedes
zweidimensionale Vollbild von der Bildwandlereinrichtung
106 aus 512 · 512 (= 262 144) Bildelementen bestehen. Die
aufeinanderfolgenden Vollbilder können mit einer Folgefrequenz
oder Rate von 30 Vollbildern pro Sekunde erscheinen.
Im vorliegenden Fall wird vom Videosignal-Ausgang der Bildwandlereinrichtung
106 ein serieller Strom von Bildpunkten
an die Daten-Reduziereinrichtung 108 gelegt, und zwar mit
einer Rate von nahezu acht Millionen Bildpunkten pro Sekunde.
In manchen Fällen ist es jedoch bei einem Robotersystem
oder bei einem automatischen Kamera-Überwachungssystem
wünschenswert, eine Auflösung von mehr als 512 · 512
Bildpunkten pro Vollbild vorzusehen und/oder eine Vollbildfrequenz
von mehr als 30 Vollbildern pro Sekunde zu haben
(wodurch die Bildpunktrate des an die Daten-Reduziereinrichtung
108 gelegten Videosignals auf mehr als acht Millionen
Bildpunkte pro Sekunde erhöht wird).
Für eine Bildanalyse mittels Rechner ist es normalerweise
erforderlich, daß die Information der einzelnen Bildpunkte
jeweils in Digitalform (anstatt in Analogform) vorliegt.
Um eine genügend feine Grauabstufung zu erzielen, ist es
üblich, jeden der Bildpunkt-Stufenwerte mit 8 Bits pro
Bildpunkt zu digitalisieren. Beim Fehlen einer Bilddaten-
Reduzierung und im Falle eines Realzeitbetriebs müßte der
Rechner in Realzeit sechzehn Millionen Bits pro Sekunde
oder mehr verarbeiten. Sehr wenige bildanalysierende Rechner
können mit dieser Geschwindigkeit arbeiten, und solche
Rechner sind sehr teuer.
Die Daten-Reduziereinrichtung 108, auf welche die vorliegende
Erfindung hauptsächlich gerichtet ist, vermindert
die vom Rechner 102 zu verarbeitende Datenmenge beträchtlich,
ohne das hohe Auflösungsvermögen oder das große Gesichtsfeld
der Bildwandlereinrichtung opfern zu müssen.
Das von der Daten-Reduziereinrichtung 108 mit reduzierten
Bilddaten gelieferte Ausgangssignal (welches das Ausgangssignal
der mit Fovea-Automatik arbeitenden Kamera 100 ist)
wird als Eingangsgröße auf den Rechner 102 gegeben. Der
Rechner 102 analysiert die ihm zugeführten reduzierten
Bilddaten gemäß seinem Programm. Das Programm hängt natürlich
vom jeweiligen Zweck des in Fig. 1 dargestellten
Systems ab. Im Falle eines Überwachungssystems beispielsweise
kann der Rechner 102 so programmiert sein, daß er
wesentliche Änderungen in der von der Bildwandlereinrichtung
106 aufgenommenen Szene erkennt, z. B. das Vorhandensein
von bewegten Objekten, von Objekten mit einer oder
mehreren speziellen Formen, usw. Der Rechner kann einen
Ausgangsanschluß zu irgendeiner Nutzeinrichtung (nicht dargestellt)
aufweisen, etwa zu einer Alarmeinrichtung im Falle
eines Überwachungssystems. Ein anderes Beispiel der Anlage
nach Fig. 1 ist ein Robotersystem. In diesem Fall ist
der Rechner 102 so programmiert, daß er für eine gewünschte
"Auge/Hand"-Koordinierung zwischen einer Nutzeinrichtung,
die eine mechanische Hand bildet, und der Bildwandlereinrichtung
106 sorgt. Genauer gesagt liefert der Rechner
102 als eine Ausgangsgröße bestimmte Befehlssignale an
eine mechanische Hand entsprechend Informationen, die zum
einen in den ihm von der Bildwandlereinrichtung 106 zugeführten
reduzierten Daten und zum anderen in Rückkopplungssignalen
enthalten sind, die von der die mechanische
Hand bildenden Nutzeinrichtung her empfangen werden.
Die Bildwandlereinrichtung 106 der Kamera 100 kann (je nach
ihrer Verwendungsart) entweder stationär oder beweglich
sein. Im Falle eines Robotersystem beispielsweise wird
es gewöhnlich zweckmäßig sein, eine Bewegungsvorrichtung
110 für die Bildwandlereinrichtung vorzusehen. Die Bewegungsvorrichtung
110 wird durch ein Ausgangssignal vom
Rechner 102 entsprechend der Objektinformation gesteuert,
die in den am Rechnereingang zugeführten reduzierten Bilddaten
enthalten ist und denjenigen Bereich des Raumes betreffen,
der gerade im Gesichtsfeld der Bildwandlereinrichtung
106 ist. In diesem Fall gibt die Bewegungsvorrichtung
110 Rückkopplungssignale zurück zum Rechner 102, um die
Istposition der Bildwandlereinrichtung 106 anzuzeigen.
Insoweit beschrieben, bildet die Kombination von Kamera
100 und Rechner 102 ein vollständig automatisiertes System
(d. h., es ist keine Bedienung durch einen Menschen erforderlich).
Falls aber gewünscht, kann das System nach Fig. 1
eine wahlweise zu benutzende Bedienungsstation 104 haben.
Wie in Fig. 1 angedeutet, enthält die Station 104 ein
Sichtgerät 112 und ein Handsteuergerät 114. Das Sichtgerät
112 erlaubt es der Bedienungsperson, die vom Rechner
102 abgeleitete Bildinformation zu betrachten, und das
Handsteuergerät 114 erlaubt der Bedienungsperson, Handbefehlssignale
an den Computer 102 zu senden. Zweck solcher
Handbefehlssignale kann es z. B. sein, die auf dem
Sichtgerät 112 darzustellende Bildinformation auszuwählen
und/oder von Hand die einzelnen Ausgaben vom Rechner
102 an irgendeine oder alle der verschiedenen Einrichtungen
wie die Daten-Reduziereinrichtung 108, die Bewegungsvorrichtung
110 und die Nutzeinrichtung (nicht gezeigt)
zu steuern.
In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform der Datenreduziereinrichtung
108 dargestellt, welche die Prinzipien der
vorliegenden Erfindung verkörpert. Ein der Datenreduziereinrichtung
108 von der Bildwandlereinrichtung 106 eingangs
zugeführte Videosignal (das ein in Form abgefragter Proben
vorliegendes Signal aus einem Festkörper-Bildwandler wie
etwa einem CCD-Bildwandler sein kann oder, alternativ, ein
kontinuierliches Signal aus einem Bildaufnahmegerät mit
Fernsehröhre) wird auf einen Analog/Digital-Wandler (A/D-
Wandler) 200 gegeben, der den Pegel jedes der aufeinanderfolgenden
Bildelemente des Videosignals in eine aus
mehreren Bits (z. B 8 Bit) bestehende Digitalzahl umwandelt.
Jedes der aufeinanderfolgenden zweidimensionalen
Vollbilder, die durch das Videosignal dargestellt werden,
besteht aus P X Bildelementen oder "Bildpunkten" in der
Horizontalrichtung und P Y Bildpunkten in der Vertikalrichtung.
Da die Bildwandlereinrichtung 106 ein hochauflösender
Bildwandler ist, sind die Werte von P X und P Y jeweils
relativ groß (z. B. 512). Das Videosignal selbst ist ein
zeitabhängiges Signal (Zeitfunktion), welches dadurch gewonnen
wird, daß das zweidimensional-räumliche Bild, welches
gerade durch den Bildwandler der Einrichtung 106 aufgenommen
wird, während jeder Vollbildperiode abgetastet
wird. Das digitale Ausgangssignal vom A/D-Wandler 200 wird
als eine Eingangsgröße auf einen Raumfrequenz-Spektralanalysator
202 gegeben. Alternative Ausführungsformen des
Spektralanalysators 202 sind in den Fig. 3 und 3a dargestellt,
die weiter unten erläutert werden.
Der Raumfrequenz-Spektralanalysator 202 leitet aus dem
digitalisierten Videosignal, das jedes der aufeinanderfolgenden
Vollbilder darstellt und ihm am Eingang angelegt
wird, eine nach Ordnungszahlen geordnete Gruppe von
N + 1 getrennten Videoausgangssignalen L₀ . . . L N-1 und
G N ab (wobei N eine ganzzahlige Mehrzahl ist). Die jeweiligen
Videoausgangssignale L₀ . . . L N-1 und G N bilden
einander angrenzende Teilspektralbänder des Raumfrequenzspektrums
des Bildes, das durch die Bildpunkte jedes der
aufeinanderfolgenden Vollbilder des am Eingang des Analysators
202 zugeführten digitalisierten Videosignals definiert ist.
Jedes Videoausgangssignal L₀ . . . L N-1 definiert ein dem
Durchlaßbereich eines Bandpasses gleichendes Band (Bandpaß-
Band) des Raumfrequenzspektrums des Bildes, wobei L₀ das
die höchsten Raumfrequenzen belegende Bandpaß-Band und L N-1
das die niedrigsten Raumfrequenzen belegende Bandpaß-Band
des Bildspektrums definiert. G N definiert ein tiefpaßartiges
Restband, das alle diejenigen Raumfrequenzen des Raumfrequenzspektrums
des Bildes enthält, die unterhalb der
Frequenzen des Bandpaß-Bandes L N-1 liegen. Vorzugsweise
hat jedes der Bandpaß-Bänder L₀ . . . L N-1 für jede der
beiden räumlichen Dimensionen des Bildes eine Bandbreite
von jeweils einer Oktave (d. h., wenn die vom Spektralanalysator
202 zu analysierende Höchstraumfrequenz in einer
der Dimensionen gleich f₀ ist, dann hat das Bandpaß-Band
L₀ in dieser Dimension eine Mittenfrequenz von 3f₀/4, das
Bandpaß-Band L₁ in dieser Dimension hat eine Mittenfrequenz
von 3f₀/8, das Bandpaß-Band L₂ in dieser Dimension hat eine
Mittenfrequenz von 3f₀/16, usw.). Somit zeigt das erste
Band L₀ der Gruppe von Ausgangs-Videosignalen die gleiche
relativ hohe räumliche Auflösung wie das Eingangs-Videosignal
des Analysators 202. Ferner "besteht" dieses erste
Band L₀ der Gruppe aus der gleichen Anzahl (P X · P Y ) von
Bildpunkten pro Vollbild wie das Eingangs-Videosignal des
Analysators 202. Von den anderen Bändern der Gruppe hingegen
zeigt jedes eine geringere räumliche Auflösung und
eine kleinere Anzahl von Bildpunkten als das unmittelbar
vorhergehende Band der Gruppe. Somit besteht das letzte
Band G N (das Restband) der Gruppe aus einer zweiten gegebenen
Anzahl von Bildpunkten (P′ X · P′ Y ), welche die
geringste Anzahl von Bildpunkten in allen den Bändern der
Gruppe ist.
Gemäß der Fig. 2 wird jedes der Bandpaß-Bänder L₀ . . . L N-1
als Eingangssignal an ein jeweils zugeordnetes Exemplar
von (P′ X · P′ Y )-Fenstertorschaltungen 204-0 . . . 204-(N-1)
gelegt. Jedes der Tore 204-0 . . . 204-(N-1) empfängt außerdem
an einem Steuereingang ein zugeordnetes Fenstermitte-
Steuersignal vom Rechner 102, wie es in Fig. 2 angedeutet
ist. Jedes der Tore 204-0 . . . 204-(N-1) kann einen örtlich
bestimmten zweidimensionalen räumlichen Teil jedes Vollbildes
durchlassen, der aus P′ X · P′ Y Bildpunkten besteht
und das Ausgangssignal des betreffenden Tors bildet. Diese
Ausgangssignale sind mit L′₀ . . . L′ N-1 bezeichnet. Jedes
Tor wirkt somit als ein Raumfenster für den jeweils
durchgelassenen, örtlich festgelegten zweidimensionalen
räumlichen Teil. Das jedem der Tore 204-0 . . . 204-(N-1)
angelegte Fenstermitte-Steuersignal bestimmt die relative
Position dieses örtlich bestimmten räumlichen Teils jedes
Vollbildes. Gemäß der Fig. 1 werden die jeweiligen Ausgangssignale
L′₀ . . . L′ N-1 von den Toren 204-0 . . . 204-(N-1)
gemeinsam mit dem Ausgangssignal G N des Analysators 202
an den Rechner 102 gelegt, entweder direkt oder, alternativ,
über einen Multiplexer oder eine andere Datenverbindung
(nicht dargestellt).
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Bilddaten-
Reduziereinrichtung 108 der Kamera 100 bildet die Mindeststruktur,
die erforderlich ist, um dem Rechner 102 Bilddaten
zuzuführen, welche gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung reduziert sind. In diesem Fall enthält
der Rechner 102 geeignete Speichereinrichtungen, um die
von der Reduziereinrichtung 108 gelieferten reduzierten
Bilddaten zumindest vorübergehend zu speichern, und eine
Auswahleinrichtung, um aus diesen gespeicherten reduzierten
Bilddaten Steuersignale abzuleiten, die zur Daten-
Reduziereinrichtung 108 zurückgegeben werden. In manchen
Fällen ist es jedoch zweckmäßig, solche Speicher- und
Auswahleinrichtungen als Teil der Datenreduziereinrichtung
108 der Kamera 100 vorzusehen anstatt sie in den
Rechner 102 aufzunehmen. Die Fig. 2a zeigt diese alternative
Ausführungsform der Bilddaten-Reduziereinrichtung
108.
Wie in Fig. 2a dargestellt, werden die jeweiligen Ausgangssignale
L′₀ . . . L′ N-1 und G N der Anordnung nach
Fig. 2 nicht aus der Kamera 100 hinaus zum Rechner 102
geleitet. Statt dessen enthält die alternative Ausführungsform
der Datenreduziereinrichtung 108 nach Fig. 2a zusätzlich
eine Gruppe von Speichern 206-0 . . . 206-N, von
denen jeder einem entsprechenden Exemplar der Ausgangssignale
L′₀ . . . L′ N-1 und G N zugeordnet ist. Während jedes
der aufeinanderfolgenden Vollbilder werden die Bildpunkte
P′ X · P′ Y jedes der Ausgangssignale L′₀ . . . L′ N-1 und G N
(Fig. 2) in das jeweils zugeordnete Exemplar der P′ X - und
P′ Y -Speicher 206-0 . . . 206-N eingeschrieben. Nach einer
von jedem der Speicher 206-0 . . . 206-N bewirkten Zeitverzögerung
wird jeder dieser Speicher ausgelesen, und das
betreffende Ausgangssignal wird jeweils als gesondertes
Eingangssignal an einen Wählschalter 208 gelegt. Der Wählschalter
208 liefert unter dem Einfluß eines Schalter-
Steuersignals, das ihm vom Rechner 102 angelegt wird, selektiv
die gespeicherten Bildpunkte P′ X · P′ Y , die aus
irgendeinem Exemplar der Gruppe der Speicher 206-0 . . .
206-N ausgelesen werden, als Ausgangssignal der Datenreduziereinrichtung
108 der Kamera 100 zum Rechner 102.
Der Raumfrequenz-Spektralanalysator 202 der Fig. 2 kann
einfach aus einer Vielzahl von Bandpaßfiltern bestehen,
deren jedes als ein Ausgangssignal ein zugeordnetes Exemplar
der Bandpaßsignale L₀ . . . L N-1 liefert, sowie aus
einem Tiefpaßfilter zur Ableitung des Restsignals G N .
In manchen Fällen können eines oder mehrere Exemplare der
Bandpaßfilter durch Tiefpaßfilter ersetzt werden. Es ist
aber vorzuziehen, den Analysator 202 strukturell so auszubilden,
wie es in Fig. 3 oder, als Alternative, in
Fig. 3a gezeigt ist. In diesem Zusammenhang sei auf die
DE 34 23 484 A1
verwiesen, die ausführlich
jede der in den Fig. 3 und 3a gezeigten alternativen
Ausführungsformen des Raumfrequenz-Spektralanalysators
202 offenbart.
Im einzelnen ist die Ausführungsform nach Fig. 3 in der
Lage, in Realzeit eine Signalverarbeitung gemäß einem
hierarchischen Pyramiden-Algorithmus durchzuführen, der
von Dr. Peter J. Burt entwickelt wurde (und deswegen als
"Burt-Pyramide" bezeichnet wird). Die Ausführungsform nach
Fig. 3a ist ein anderer Typ einer in Realzeit mit hierarchischem
Pyramiden-Algorithmus arbeitenden Signalverarbeitungseinrichtung,
bekannt als "FSD-Pyramide" (das Kürzel
FSD steht für "Filtern-Subtrahieren-Dezimieren").
Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht der Burt-Pyramiden-Analysator
aus einer Reihe ("Pipeline") generell gleicher, abgefragte
Signale übertragender Stufen 300-1, 300-2 . . . 300-N.
Jede dieser Signalübertragungsstufen arbeitet mit einer
Abfragerate, die durch die Frequenz eines ihr angelegten
Exemplars digitaler Taktsignale CL₁, CL₂ . . . CL N bestimmt
ist. Die Frequenz des an eine beliebige Stufe gelegten
Taktsignals ist jeweils niedriger als die Frequenz des an
irgendeine der vorhergehenden Stufen gelegten Taktsignals.
Vorzugsweise ist die Taktfrequenz jeder der Stufen 300-2 . . .
300-N jeweils halb so hoch wie die Taktfrequenz der unmittelbar
vorhergehenden Stufe. In der nachstehenden Beschreibung
sei davon ausgegangen, daß für die Taktsignale
CL₁ . . . CL N diese bevorzugte gegenseitige Beziehung gilt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht die Stufe 300-1 aus einer
Faltungsfilter (convolution filter)- und Dezimierungseinrichtung
302, einer Verzögerungseinrichtung 304, einer
Subtraktionseinrichtung 306 und einer Erweiterungs- und
Interpolationsfiltereinrichtung 308. Ein eingangsseitiger
Strom digitalisierter Bildelemente G₀ mit einer Abfragerate
gleich der Frequenz des Taktsignals CL₁ wird durch
die Faltungsfilter- und Dezimierungseinrichtung 302 gesendet,
um einen ausgangsseitigen Strom von Bildelementen
G₁ mit einer Abfragerate zu liefern, die gleich der Frequenz
des Taktsignals CL₂ ist. G₀ ist das digitalisierte
Videosignal am Eingang des Analysators 202. Das Faltungsfilter
hat eine Tiefpaßfunktion, welche die Mittenfrequenz
jeder durch G₁ dargestellten Bilddimension auf die Hälfte
der Mittenfrequenz der entsprechenden, durch G₀ dargestellten
Dimension reduziert. Gleichzeitig wird durch die
Dezimierung die Abfrage- oder Probendichte in jeder Dimension
um die Hälfte vermindert. Die einzelnen Bildelemente
von G₀ werden über die Verzögerungseinrichtung 304 auf einen
ersten Eingang der Subtrahiereinrichtung 306 gegeben.
Gleichzeitig werden die in ihrer Dichte verminderten Bildelemente
von G₁ an das Erweiterungs- und Interpolationsfilter
308 gelegt, das die Abfragedichte der G₁-Bildelemente
zurück auf die Dichte der G₀-Elemente erhöht. Die
interpolierten G₁-Bildelemente erhöhter Dichte werden dann
auf einen zweiten Eingang der Subtrahiereinrichtung 306
gegeben. Das Vorhandensein der Verzögerungseinrichtung
304 stellt sicher, daß jedes Paar von Proben G₀ und G₁,
die einander in ihrer räumlichen Position entsprechen,
zur genau gleichen Zeit an den ersten bzw. zweiten Eingang
der Subtrahiereinrichtung 306 gelegt wird. Der ausgangsseitige
Strom aufeinanderfolgender Proben L₀ von der
Subtrahiereinrichtung 306 definiert die höchste Raumfrequenz
in jeder Dimension des abgetasteten Bildes.
Die anderen Stufen 300-2 . . . 300-N haben jeweils im wesentlichen
die gleiche Struktur wie die Stufe 300-1. Jedoch
verarbeitet jede der mit höherer Ordnungszahl numerierten
Stufen 300-2 . . . 300-N Signale mit einer jeweils niedrigeren
Raumfrequenz und einer jeweils geringeren Probendichte
als die jeweils unmittelbar vorhergehende Stufe. Genauer
gesagt stellt der ausgangsseitige Strom aufeinanderfolgender
Proben L₁ die zweithöchste Oktave der Raumfrequenzen
in jeder Bilddimension dar, usw., so daß, wie in
Fig. 3 gezeigt, das gemäß der Burt-Pyramide analysierte
Signal sich zusammensetzt aus einzelnen, jeweils eine Oktave
umfassenden Probenfolgen L₀ . . . L N-1 (abgeleitet aus
den jeweiligen Subtraktionseinrichtungen 300-1 . . . 300-N)
und einem niedrigfrequenten Restsignal G N (abgeleitet vom
Ausgang der Faltungsfilter- und Dezimierungseinrichtung
der Stufe 300-N).
Ein Hauptvorteil der Burt-Pyramide (ausführlicher in der
o.e. US-Patentanmeldung diskutiert) besteht darin, daß später
durch Synthese aus den einzelnen analysierten Ausgangssignalen
L₀ . . . L N-1 und G N ein rekonstruiertes Bild in
einer Weise gewonnen werden kann, bei welcher merkliche
Begleitprodukte, die durch die Bildverarbeitung in das
Bild eingeführt werden, minimal bleiben. Ein Nachteil einer Burt-Pyramide
ist die Tatsache, daß man für jede Analysatorstufe
ein Erweiterungs- und Interpolationsfilter
(zusätzlich zu einer Faltungsfilter- und Dezimierungseinrichtung)
braucht, was sowohl die Kosten als auch die Kompliziertheit
erhöht.
Der in Fig. 3a gezeigte FSD-Pyramiden-Analysator ist in
mancher Hinsicht ähnlich dem Burt-Pyramiden-Analysator.
Erstens besteht der FSD-Analysator ebenfalls aus einer
Reihe generell gleicher Signalübertragungsstufen 300-1,
300-2 . . . 300-N für abgefragte Signalproben. Zweitens arbeitet
jede der Stufen mit einer Abfrage- oder Probenrate,
die durch die Frequenz jeweils gesondert angelegter Digitaltaktsignale
CL₁, CL₂ . . . CL N bestimmt ist. Drittens
ist die Frequenz des Taktsignals für jede Stufe vorzugsweise
halb so hoch wie die Taktfrequenz der jeweils unmittelbar
vorhergehenden Stufe.
Im FSD-Pyramiden-Analysator unterscheidet sich jedoch die
spezielle strukturelle Ausbildung jeder Stufe (in Fig. 3a
allgemein mit 300-K bezeichnet) etwas von der strukturellen
Ausbildung jeder Stufe des Burt-Pyramiden-Analysators (wie
etwa der Stufe 300-1 in Fig. 3). Im einzelnen enthält jede
Stufe 300-K (wobei K jede Zahl von 1 bis N ist) des in
Fig. 3a gezeigten FSD-Pyramiden-Analysators ein Faltungsfilter
302 a, eine Dezimierungseinrichtung 302 b, eine Verzögerungseinrichtung
304 und eine Subtraktionseinrichtung
306.
Das Ausgangssignal vom Faltungsfilter 302 a wird (vor einer
Dezimierung durch die Einrichtung 302 b) auf einen Eingang
der Subtraktionseinrichtung 306 gegeben. Infolge dieser
strukturellen Ausbildung entfällt die Notwendigkeit, ein
Erweiterungs- und Interpolationsfilter in jeder Stufe
eines FSD-Pyramiden-Analysators vorzusehen. Der Fortfall
des Erweiterungs- und Interpolationsfilters vermindert sowohl
die Kosten als auch das Maß der Eigenverzögerung jeder
Stufe des in Fig. 3a gezeigten FSD-Pyramiden-Analysators
wesentlich im Vergleich zu den Kosten und der Eigenverzögerung
des Burt-Analysators nach Fig. 3.
Die Arbeitsweise des in den Fig. 1 und 2 (oder, alternativ,
in den Fig. 1 und 2a) gezeigten Systems sei nun
unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erläutert.
Das Rechteck 400 stellt die relativ große Ausdehnung des
zweidimensionalen Raumbereiches dar, der durch ein ganzes
Vollbild aus Bildelementen definiert ist. Das Ausgangssignal
G N vom Analysator 202 (das ohne Durchgang durch ein
Fenstertor an den Rechner 102 gelegt wird) stellt diesen
das ganze Vollbild deckenden Raumbereich mit der geringen
Auflösung dar, wie sie durch lediglich P′ X · P′ Y Bildelemente
pro Vollbild erhalten wird. Somit repräsentiert
das Signal G N mit einer geringen Auflösung eine Gesamtansicht
500 (Fig. 5) eines oder mehrerer Objekte (z. B. einer
Vase 502) innerhalb des Raumbereichs, der im Augenblick von
der Kamera 100 überblickt wird. Zum Zwecke der Veranschaulichung
sei angenommen, daß die Werte für P′ X und P′ Y in
Fig. 4 und 5 jeweils gleich 6 sind. Somit setzt sich die
vollständige Fläche des die Gesamtansicht mit niedriger
Auflösung liefernden Raumbildbereichs 400 (in den Fig.
4 und 5 gezeigt) aus nur 36 Bildelementen zusammen.
Das Ausgangssignal L′ N-1 vom Fenstertor 200-(N-1) stellt
den örtlich bestimmten Teilbereich 402 des Raumes dar. Der
Teilbereich 402, dessen Dimensionen in Horizontal- und in
Vertikalrichtung nur jeweils halb so groß wie die entsprechenden
Dimensionen des Raumbereichs 400 sind, nimmt nur
ein Viertel der Fläche des Bereichs 400 ein. Jedoch setzt
sich der Teilbereich 402, wie in Fig. 5 gezeigt, ebenfalls
aus 36 Bildelementen zusammen, so daß sich eine Zwischenansicht
504 der Vase 502 mit einer Auflösung ergibt, die
höher ist als in der gering auflösenden Gesamtansicht 500.
In einer ähnlichen Weise wird jeder der örtlich bestimmten
("lokalisierten") Teilbereiche 404 und 406 des Raumes ebenfalls
durch 36 Bildelemente dargestellt (wie in Fig. 5
gezeigt). Die Teilbereiche 404 und 406 werden durch die
Ausgangssignale L′ N-2 bzw. L′ N-3 zugeordneter Fenstertore
204-(N-2) und 204-(N-3) repräsentiert, die in Fig. 2 nicht
eigens dargestellt sind. Jedoch ist die vom Teilbereich 404
eingenommene Fläche nur ein Viertel der Fläche des Teilbereichs
402 (oder ein Sechzehntel der Fläche des Gesamtbereichs
400). Daher ist die Auflösung der Zwischenansicht
506 der Vase 502 höher als diejenige der Zwischenansicht
504) die wiederum eine höhere Auflösung hat als die gering
auflösende Gesamtansicht 500). In ähnlicher Weise ist die
Fläche des Teilbereichs 406 nur ein Viertel der Fläche des
Teilbereichs 404 (oder 1/64 der Fläche des die Gesamtansicht
deckenden Raumbereichs 400). Die Ansicht 508 der
Vase 502 ist also diejenige mit der höchsten Auflösung.
Zur Veranschaulichung wurde bei der Erläuterung der Arbeitsweise
der vorliegenden Erfindung angenommen, daß der
Wert von N nur gleich 3 ist. In diesem Fall stellt also
das Signal L′₀ den Teilbereich 406 des Raumes dar, während
die Teilbereiche 404, 402 und 400 durch die Signale L′₁
bzw. L′₂ (für L′ N-1) bzw. G₃ (für G N ) dargestellt werden.
In der Praxis wird der Wert von N größer als 3 sein (normalerweise
mindestens 5 oder 6). Außerdem werden in der
Praxis die Werte von P X und P Y jeweils größer sein als 6
(z. B. gleich 32 oder gleich 16). In solchen Fällen wird
der räumliche Bildbereich, der durch das hochauflösende
und ein weites Gesichtsfeld umfassende Videosignal von
der Bildwandlereinrichtung 100 dargestellt wird und durch
512 · 512 Bildelemente (oder sogar 1024 · 1024 Bildelemente)
definiert ist, mittels der Datenreduziereinrichtung 108 auf
5 oder 6 getrennte Ansichten verschiedener Auflösung von
jeweils 16 · 16 oder 32 · 32 Bildelementen reduziert.
Wie in Fig. 2 angedeutet, liefert der Rechner 102 an jedes
der Fenstertore 204-0 . . . 204-(N-1) ein individuelles Fenstermitte-
Steuersignal. Dies macht es möglich, jeden der
einzelnen Teilbereiche des Raumes (z. B. die Teilbereiche
402, 404 und 406) abhängig von Befehlssignalen, die aus
dem Rechner 102 kommen, zu bewegen. Wie es schematisch
durch den Pfeil in Fig. 4 angedeutet ist, kann z. B. jeder
der Teilbereiche 402, 404 und 406 unabhängig und wahlweise
von seinem vorherigen Ort (gestrichelt gezeichnet) innerhalb
des Raumbereichs 400 an seinen aktuellen Ort (ausgezogen
gezeichnet) innerhalb des Raumbereichs 400 verschoben
werden. Auf diese Weise läßt sich jeder beliebige
Teil der den Raumbereich 400 deckenden Gesamtansicht mit
irgendeiner der verschiedenen höheren Auflösungen darstellen.
Im Falle einer Überwachungskamera kann der Rechner 102 zunächst
den die Gesamtansicht mit geringer Auflösung darstellenden
Raumbereich analysieren, um festzustellen, ob
es den Anschein hat, daß irgendein Objekt von Interesse
(z. B. ein sich bewegendes Objekt, ein Objekt besonderer
Gestalt, usw.) in irgendeinem Teilbereich dieser Gesamtansicht
vorhanden ist oder nicht. Falls ja, kann der Rechner
dann diesen Teilbereich mit höher und höher werdenden
Auflösungen untersuchen, um eine Bestätigung dafür zu erhalten,
ob ein interessierendes Objekt tatsächlich vorhanden
ist oder nicht. In einem Robotersystem könnte eine
in mancher Hinsicht ähnliche Untersuchung durch den Rechner
102 nützlich sein, um die "Auge/Hand"-Koordinierung zu besorgen.
Der wichtige Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß die Menge der vom Rechner zu verarbeitenden Daten
stark reduziert wird, ohne gleichzeitig entweder die
Auflösung oder das Gesichtsfeld der Bildwandlereinrichtung
zu reduzieren.
Im Falle der Fig. 2a liefert der Rechner 102 ein Schalter-
Steuersignal für den Wählschalter 206, das es dem Rechner
102 erlaubt, zu irgendeiner beliebigen Zeit diejenigen Daten
zu untersuchen, die in irgendeinem der (P′ X · P′ Y )-
Speicher 204-0 . . . 204-N gespeichert sind. Dies vermindert
zusätzlich die vom Rechner 102 zu verarbeitende Datenmenge.
Es ist offensichtlich, daß es in manchen Fällen zweckmäßig
sein kann, selbst das letzte Band der Gruppe von Bändern
durch ein bewegliches Fenster zu senden, um noch weniger
als die zweite gegebene Anzahl von Bildpunkten an den Ausgang
der Bilddaten-Reduziereinrichtung 108 zu liefern.
Außerdem ist es im Falle, daß die Bildwandlereinrichtung
mit einer Bewegungsvorrichtung 110 versehen ist, möglich,
die jeweiligen Fenster in vorbestimmten festen räumlichen
Beziehungen zueinander zu halten und die Bildwandlereinrichtung
unter Steuerung durch den Rechner zu bewegen, um
das interessierende Objekt in das Fenster höchster Auflösung
zu bringen. Es kann ferner wünschenswert sein, den Wählschalter
208 durch einen Wähler zu ersetzen, der in der Lage ist,
zwei oder mehr beliebige Ausgänge der Speicher 204-0 bis
204-N zur gleichen Zeit auszuwählen und dann gleichzeitig
die ausgewählten Speicherausgänge auf dem Sichtgerät 112
wiederzugeben. Solche strukturellen Modifikationen liegen
ebenfalls im Bereich der vorliegenden Erfindung.
Claims (13)
1. Verfahren zur Reduzierung von Daten in Verbindung mit
einem Eingangs-Videosignal, das eine erste gegebene
Anzahl von Bildelementen darstellt, die von einem Bild
eines gegebenen, relativ großen Gesichtsfeldes abgeleitet
sind und dieses Bild mit einer gegebenen räumlichen
Auflösung definieren,
wobei das Raumfrequenzspektrum des durch das Eingangs-
Videosignal repräsentierten Bildes analysiert
wird, um eine Mehrzahl getrennter Ausgangs-Videosignale
abzuleiten, die zusammen eine nach Ordnungszahlen
geordnete Gruppe aneinandergrenzender Bänder als Teilspektren
des Raumfrequenzspektrums des Bildes darstellen,
worin das erste Band der Gruppe eine relativ
hohe räumliche Auflösung zeigt und aus der ersten
gegebenen Anzahl von Bildelementen besteht und worin
jedes andere Band der Gruppe eine geringere räumliche
Auflösung und eine kleinere Anzahl von Bildpunkten
zeigt als das jeweils unmittelbar vorhergehende Band
dieser Gruppe, wobei das letzte Band der Gruppe aus
einer zweiten gegebenen Anzahl von Bildelementen besteht,
welche die niedrigste Anzahl von Bildelementen
in irgendeinem der Bänder der Gruppe ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe des von mindestens einem Band der Gruppe
repräsentierten Gesichtsfeldes vermindert wird, indem
aus dem betreffenden Band eine räumlich lokalisierte Teilmenge von Bildelementen
ausgewählt wird, die einen fensterartigen Teilbereich des
gegebenen Gesichtsfeldes darstellt und
aus einer Anzahl von Bildelementen besteht,
die nicht größer ist als die gegebene zweite Anzahl.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das besagte eine Band, bei dem die Reduzierung der Größe
des Gesichtsfeldes durchgeführt wird, ein anderes als
das erwähnte letzte Band ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reduzierung der Größe des Gesichtsfeldes an jedem
der einzelnen Bänder der Gruppe mit Ausnahme des letzten
Bandes der Gruppe durchgeführt wird, indem aus jedem
dieser einzelnen Bänder mit Ausnahme des letzten Bandes eine
räumlich lokalisierte Teilmenge von Bildpunkten
ausgewählt wird, die einen fensterartigen Teilbereich
des gegebenen Gesichtsfeldes darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch selektive
Bewegung der räumlichen Position jedes der fensterartigen
Teilbereiche innerhalb des gegebenen Gesichtsfeldes, das
durch die Bildelemente des letzten Bandes definiert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die selektive Bewegung darin besteht, daß die räumliche
Position jedes der fensterartigen Teilbereiche unabhängig voneinander
bewegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bildelemente in jeder
der erwähnten Teilmengen gleich der zweiten gegebenen
Anzahl von Bildelementen ist.
7. Elektronische Kamera mit bereichsweiser Konzentration
der Bildauflösung (Fovea-Steuerung) zur Ableitung eines
hinsichtlich der Datenmenge reduzierten Videoausgangssignals,
mit folgenden Einrichtungen:
einer Bildwandlereinrichtung, die in Realzeit ein erstes Videosignal liefern kann, das alle Bildpunkte in allen aufeinanderfolgenden Vollbildern eines Bildes eines räumlichen Bereichs innerhalb eines gegebenen, relativ großen Gesichtsfeldes der Bildwandlereinrichtung darstellt, so daß die Bildelemente jedes Vollbildes das Bild mit einer gegebenen räumlichen Auflösung definieren;
einer Einrichtung zum Analysieren des Raumfrequenzspektrums jedes vom ersten Videosignal repräsentierten Vollbildes, um eine Mehrzahl getrennter zweiter Videosignale abzuleiten, die zusammen eine nach Ordnungszahlen geordnete Gruppe aneinandergrenzender Bänder als Teilspektren des Raumfrequenzspektrums darstellen, worin das erste Band der Gruppe die relativ hohe räumliche Auflösung zeigt und aus der ersten gegebenen Anzahl von Bildelementen besteht und worin jedes andere Band der Gruppe eine geringere räumliche Auflösung und eine kleinere Anzahl von Bildelementen hat als das jeweils unmittelbar vorhergehende Band der Gruppe, wobei das letzte Band der Gruppe aus einer zweiten gegebenen Anzahl von Bildelementen besteht, welche die geringste Anzahl von Bildelementen in jedem der Bänder der Gruppe ist, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (204-0, usw.), welche die Größe des von mindestens einem der Bänder der Gruppe dargestellten Gesichtsfeldes dadurch reduziert, daß sie aus dem betreffenden Band (z. B. L₀) eine räumlich lokalisierte Teilmenge von Bildelementen auswählt, die einen fensterartigen Teilbereich des Gesichtsfeldes darstellt und aus Bildelementen einer Anzahl (36) besteht, die nicht größer ist als die zweite gegebene Anzahl, um auf diese Weise das Videoausgangssignal der Kamera abzuleiten.
einer Bildwandlereinrichtung, die in Realzeit ein erstes Videosignal liefern kann, das alle Bildpunkte in allen aufeinanderfolgenden Vollbildern eines Bildes eines räumlichen Bereichs innerhalb eines gegebenen, relativ großen Gesichtsfeldes der Bildwandlereinrichtung darstellt, so daß die Bildelemente jedes Vollbildes das Bild mit einer gegebenen räumlichen Auflösung definieren;
einer Einrichtung zum Analysieren des Raumfrequenzspektrums jedes vom ersten Videosignal repräsentierten Vollbildes, um eine Mehrzahl getrennter zweiter Videosignale abzuleiten, die zusammen eine nach Ordnungszahlen geordnete Gruppe aneinandergrenzender Bänder als Teilspektren des Raumfrequenzspektrums darstellen, worin das erste Band der Gruppe die relativ hohe räumliche Auflösung zeigt und aus der ersten gegebenen Anzahl von Bildelementen besteht und worin jedes andere Band der Gruppe eine geringere räumliche Auflösung und eine kleinere Anzahl von Bildelementen hat als das jeweils unmittelbar vorhergehende Band der Gruppe, wobei das letzte Band der Gruppe aus einer zweiten gegebenen Anzahl von Bildelementen besteht, welche die geringste Anzahl von Bildelementen in jedem der Bänder der Gruppe ist, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (204-0, usw.), welche die Größe des von mindestens einem der Bänder der Gruppe dargestellten Gesichtsfeldes dadurch reduziert, daß sie aus dem betreffenden Band (z. B. L₀) eine räumlich lokalisierte Teilmenge von Bildelementen auswählt, die einen fensterartigen Teilbereich des Gesichtsfeldes darstellt und aus Bildelementen einer Anzahl (36) besteht, die nicht größer ist als die zweite gegebene Anzahl, um auf diese Weise das Videoausgangssignal der Kamera abzuleiten.
8. Kamera nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung zur Reduzierung der Größe des Gesichtsfeldes
eine Einrichtung (z. B. 204-1) aufweist, um die Größe
des von mindestens einem Band der Gruppe (L₀ bis L (N-1))
mit Ausnahme des letzten Bandes (G N ) dargestellten Gesichtsfeldes
zu reduzieren.
9. Kamera nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung zur Reduzierung der Größe des Gesichtsfeldes
eine Fenstereinrichtung (204-0, usw.) aufweist, welche
die Größe des Gesichtsfeldes jedes der einzelnen
Bänder der Gruppe mit Ausnahme des letzten Bandes der
Gruppe reduziert, indem sie eine räumlich lokalisierte
Teilmenge von Bildelementen (P′ X · P′ Y ) jedes der einzelnen
Bänder durch ein eigenes gesondertes und räumlich
bewegbares Fenster sendet, wobei jede der erwähnten
Teilmengen aus einer Anzahl von Bildelementen besteht,
die nicht größer ist als die zweite gegebene Anzahl.
10. Kamera nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zur Verwendung mit einem bildverarbeitenden Rechner (102) ausgelegt ist, der auf das Videoausgangssignal der Kamera anspricht, um Kamera-Steuersignale (Fenstermitte-Steuerung) abzuleiten, und
daß die Fenstereinrichtung auf mindestens eines der Kamera-Steuersignale anspricht, um selektiv die Position des räumlichen Fensters innerhalb des von den Bildelementen des letzten Bandes definierten Gesichtsfeldes zu bewegen.
daß sie zur Verwendung mit einem bildverarbeitenden Rechner (102) ausgelegt ist, der auf das Videoausgangssignal der Kamera anspricht, um Kamera-Steuersignale (Fenstermitte-Steuerung) abzuleiten, und
daß die Fenstereinrichtung auf mindestens eines der Kamera-Steuersignale anspricht, um selektiv die Position des räumlichen Fensters innerhalb des von den Bildelementen des letzten Bandes definierten Gesichtsfeldes zu bewegen.
11. Kamera nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kamera-Steuersignale für das bewegliche Fenster eines jeden der einzelnen Bänder jeweils ein gesondertes Steuersignal enthalten und
daß die Fenstereinrichtung (204-0, usw.) auf jedes der gesonderten Steuersignale anspricht, um selektiv die räumliche Position jedes der beweglichen Fenster unabhängig von den anderen Fenstern zu bewegen.
daß die Kamera-Steuersignale für das bewegliche Fenster eines jeden der einzelnen Bänder jeweils ein gesondertes Steuersignal enthalten und
daß die Fenstereinrichtung (204-0, usw.) auf jedes der gesonderten Steuersignale anspricht, um selektiv die räumliche Position jedes der beweglichen Fenster unabhängig von den anderen Fenstern zu bewegen.
12. Kamera nach einem der Ansprüche 9, 10 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die erwähnte Teilmenge aus der
zweiten Anzahl von Bildelementen besteht.
13. Kamera nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Reduzierung der Größe des Gesichtsfeldes
ferner folgendes enthält:
eine Speichereinrichtung (206-0, usw.) zur Speicherung sowohl der die Teilmenge bildenden zweiten gegebenen Anzahl von Bildpunkten aus jedem der beweglichen Fenster als auch der zweiten gegebenen Anzahl von Bildpunkten aus dem letzten Band der Gruppe;
eine Wählschalteinrichtung (208), die auf das ihr angelegte Kamera-Steuersignal anspricht, um selektiv die gespeicherte zweite gegebene Anzahl von Bildpunkten, die nur einer der Teilmengen oder dem letzten Band der Gruppe entsprechen, als Videoausgangssignal der Kamera zu liefern.
eine Speichereinrichtung (206-0, usw.) zur Speicherung sowohl der die Teilmenge bildenden zweiten gegebenen Anzahl von Bildpunkten aus jedem der beweglichen Fenster als auch der zweiten gegebenen Anzahl von Bildpunkten aus dem letzten Band der Gruppe;
eine Wählschalteinrichtung (208), die auf das ihr angelegte Kamera-Steuersignal anspricht, um selektiv die gespeicherte zweite gegebene Anzahl von Bildpunkten, die nur einer der Teilmengen oder dem letzten Band der Gruppe entsprechen, als Videoausgangssignal der Kamera zu liefern.
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