DE3902503C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3902503C2 DE3902503C2 DE3902503A DE3902503A DE3902503C2 DE 3902503 C2 DE3902503 C2 DE 3902503C2 DE 3902503 A DE3902503 A DE 3902503A DE 3902503 A DE3902503 A DE 3902503A DE 3902503 C2 DE3902503 C2 DE 3902503C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- value
- correlation function
- data
- pair
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Erfassung eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen
eines optischen Systems, wobei zwei denselben Gegenstand
betreffende Bilder auf räumlich getrennten Lichtwegen von
einer ersten und einer zweiten Sensoranordnung empfangen
werden, die Signale liefern, die jeweils die
Lichtintensitätsverteilung der empfangenen Bilder anzeigen,
wobei aus den Signalen der Sensoranordnungen
Korrelationsfunktionswerte zur Bestimmung der
Scharfeinstellung gebildet werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Erfassung
eines Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines
optischen Systems, wobei zwei denselben Gegenstand
betreffende Bilder auf räumlich getrennten Lichtwegen auf
einer ersten und einer zweiten Sensoranordnung abgebildet
werden, die Signale liefern, die jeweils die
Lichtintensitätsverteilung der empfangenen Bilder anzeigen,
und wobei eine Korrelationsfunktionswerte bildende
Einrichtung sowie eine Einrichtung zur Bestimmung des
Berechnungswertes für die Scharfeinstellung aus den
Korrelationsfunktionswerten vorgesehen ist.
Bei einem Verfahren zum selbsttätigen Fokussieren einer Kamera
empfangen zwei als Paar zusammengestellte Sensoranordnungen jeweils das
Bild eines Gegenstandes auf räumlich voneinander getrennten Lichtwegen. Die
relative Position der Bilder oder die Bildverschiebung gegenüber einem Be
zugspunkt wird über die beiden Sensoranordnungen ermittelt. Das Fokussieren
der Kameralinse wird dadurch bewirkt, daß die relative Position als Maß be
nutzt wird, das den Abstand und die Richtung zum Gegenstand darstellt, und
eine Verschiebung des Linsenbrennpunktes erfolgt. Die Fig. 3 bis 5 zei
gen zur Anwendung kommende Beispiele für dieses Verfahren zur Ermittlung
der relativen Position zweier zusammengehöriger Bilder.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Ermittlung eines
Abstandes d zu einem Gegenstand 1. Zwei kleine Linsen 2L und 2R, die einen
Abstand b voneinander haben, sind an der Kamera angebracht. Das Licht vom
Gegenstand 1 wird über unterschiedliche Lichtwege 3L und 3R zu den kleinen
Linsen 2L und 2R empfangen. An den Brennpunkten dieser kleinen Linsen 2L und
2R ist jeweils eine optische Sensoranordnung 10L bzw. 10R angebracht, um je
ein Bild IL bzw. IR hervorzurufen. Da der Gegenstand 1 von einem Sucher umrahmt
ist, wobei sich der Gegenstand 1 links vor der kleinen Linse 2L befindet,
wird das Bild IL des Gegenstandes 1 am selben Platz an der optischen
Sensoranordnung 10L entworfen. Entsprechend dem Abstand d zum Gegenstand
nimmt rechts das Bild IR, wie aus der Figur ersichtlich, unterschiedliche
Plätze an der Sensoranordnung 10R ein. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist
das Bild IR an der optischen Sensoranordnung 10R gegenüber einer Bezugsposition
R verschoben, an der das Bild ausgebildet würde, wenn sich der Gegenstand
1 in einem unendlichen Abstand befände. Somit kann der Abstand d aus
einer einfachen trigonometrischen Formel: d = b · f/S ermittelt werden, in der
S die Verschiebungsgröße der Bildes relativ zur Bezugsposition R ist. Wenn
schon zur Fokussierung der Kamera der Abstand d tatsächlich nicht errechnet
wird, so wird doch das Maß der Verschiebung S vielmehr zur Fokussierung der
Linse direkt benutzt.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel zur Ermittlung eines Abstandes,
wenn der Gegenstand 1 weder vor der linken noch rechten kleinen Linse,
sondern beispielsweise vor einer Mittelposition zwischen den beiden kleinen
Linsen 2L und 2R angeordnet ist. In diesem Fall sind die beiden Bilder IL
und IR an den beiden optischen Sensoranordnungen 10L und 10R in der Querrichtung
gegenüber der Bezugsposition R verschoben, an der ein Gegenstand
in unendlicher Entfernung ein Bild hervorruft. Es sollte einfach bemerkt
werden, daß der Abstand d nach der vorher erwähnten Gleichung d = b · f/S unter
Benutzung der Summe der Verschiebungen S = SL + SR der betreffenden Bilder
IL und IR bestimmt werden kann. Außerdem sollte bemerkt werden, daß bei
der Ermittlung des Abstandes bloß die gegenseitige Lage der Bilder IL und
IR oder die Verschiebung der Bilder an den optischen Sensoranordnungen 10L
und 10R gegenüber ihrer Bezugsposition ermittelt zu werden braucht.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Ermittlung eines außerhalb des
Brennpunktes liegenden Zustandes zum Beispiel bei einer Reflexkamera mit
einer einzigen Linse. Zwischen einer empfangenden Linse 4 und einem Film 6
ist ein Spiegel 5 gesetzt. Das vom Gegenstand 1 kommende Licht, das vom
Spiegel 5 reflektiert wird, entwirft mit Hilfe der beiden kleinen Linsen 2L
und 2R an den horizontal gestellten Abschnitten 10L und 10R der optischen
Sensoranordnung 10 Bilder. Obgleich diese durch die empfangende Linse 4 aus
gebildet werden, nehmen die Abschnitte 10L und 10R die Bilder über unter
schiedliche Teile der Linse 4 und die räumlich getrennten Lichtwege 3L und
3R auf.
An der rechten Seite der Fig. 5 sind in Abhängigkeit vom Brenn
punkt der Linse 4 drei Möglichkeiten der Bildplätze auf der optischen Sen
soranordnung gezeigt. Wenn die Linse 4 im Brennpunkt liegt, sind die Bilder
durch je eine Spitze I wiedergegeben. Wie aus den Auftragungen ersichtlich
ist, bewegen sich die beiden Spitzen If aufeinander zu, falls die Linse 4
Lagen vor dem Brennpunkt einnimmt, und die Spitzen Ib des Bildes entfernen
sich voneinander, wenn sich die aufnehmende Linse hinter dem Brennpunkt be
findet. Somit können die Abweichung vom Brennpunkt und deren Richtung, also
nach vorn oder hinten dadurch herausgefunden werden, daß die tatsächlichen
Verschiebungen SL und SR der Bildspitzen oder die Summe der Verschiebungen
S gegenüber der Bezugsposition R ermittelt werden, in der das Bild im Brenn
punkt ist. Eine Ermittlung des Maßes der Unschärfe ist daher nur eine Er
mittlung der gegenseitigen Position der Bilder auf den beiden Lichtsensor
anordnungen 10L und 10R.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den eingangs
erwähnten Merkmalen, wonach zwei Sensoreinrichtungen
vorgesehen sind, die zwei denselben Gegenstand betreffende
Bilder auf räumlich getrennten Lichtwegen empfangen und
Signale liefern, die jeweils die Lichtintensitätsverteilung
der empfangenen Bilder anzeigen, und wobei aus den Signalen
der Sensoranordnungen Korrelationsfunktionswerte zur
Bestimmung der Scharfeinstellung gebildet werden, ist aus
der DE 30 41 098 A1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber
dem bekannten Stand der Technik verbessertes Verfahren und
eine verbesserte Vorrichtung zur Erfassung eines
Berechnungswertes für das Scharfeinstellen eines optischen
Systems zu schaffen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anzahl von Paaren von Datensätzen gebildet wird,
indem jeweils aus den m Signalen der ersten und der zweiten
Sensoranordnung eine Anzahl von n Signalen, die von
benachbarten Sensoren der Sensoranordnung geliefert werden,
herausgegriffen wird, daß von jedem Datensatzpaar ein
Korrelationsfunktionswert für die beiden Datensätze
berechnet wird, daß aus der Anzahl der berechneten
Korrelationsfunktionswerte ein Extremwert ermittelt wird,
daß anhand der Position der Sensoren, die die Signale für
das Datensatzpaar geliefert haben, für welches sich der
ermittelte Extremwert ergeben hat, die die Scharfeinstellung
bestimmende gegenseitige Position der Bilder auf den
Sensoranordnungen ermittelt wird, daß jeweils innerhalb der
Datensätze jedes Datensatzpaares eine den Kontrast innerhalb
des dem Datensatz entsprechenden Teilbildes kennzeichnende
Signaldifferenz festgestellt wird, daß diese Signaldifferenz
mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und daß der
Korrelationsfunktionswert des zugehörigen Datensatzpaares
bei der Ermittlung des Extremwertes unberücksichtigt bleibt,
wenn die Signaldifferenz von wenigstens einem Datensatz des
Datensatzpaares kleiner als der vorgegebene Wert ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen zum Herausgreifen von jeweils n Signalen
von nebeneinander liegenden Sensoren aus der ersten und der
zweiten jeweils m Signale umfassenden Sensoranordnung und
zum Überführen solcher Paare von Signalsätzen an die die
Korrelationsfunktionswerte bildende Einrichtung vorgesehen
sind, daß Einrichtungen zur Bestimmung der Differenz
zwischen dem maximalen und minimalen Signalwert jedes
Signalsatzes eines Paares von Signalsätzen vorgesehen sind,
daß eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich jedes
Differenzwertes mit einem vorbestimmten Wert vorgesehen ist,
und daß eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die jeden
einem Paar von Signalsätzen zugeordneten
Korrelationsfunktionswert derart aussondert, daß er bei der
Bestimmung des Berechnungswertes für die Scharfeinstellung
nicht berücksichtigt wird, wenn der Differenzwert wenigstens
eines dieser Signalsätze kleiner als der vorbestimmte Wert
ist.
In der Fig. 6 ist als Beispiel ein Verfahren zum Auffinden
der gegenseitigen Lage der Bilder an der optischen
Sensoranordnung wiedergegeben. Die linken und rechten
Bilderdaten DL und DR sind beispielsweise jeweils eine
Ansammlung von m Daten, die eine Lichtintensitätsverteilung
der Bilder IL und IR anzeigen. Diese sind in einer sehr
einfachen Form als Bilder an den optischen Sensoranordnungen
10L und 10R gezeigt, die in diesem Beispiel dieselbe Anzahl
Lichtsensoren wie bei jenen der Fig. 4 und 5 aufweisen.
Teilbilddaten PL und PR, die aus jeweils n Daten bestehen,
werden als Prüfdaten aus den beiden Bilderdaten DL und DR
zwecks Prüfung abgegriffen. Die gegenseitige Abhängigkeit
zwischen den Prüfdaten wird zur Ermittlung der
gegenseitigen Position der Bilderdaten DL und DR geprüft.
Natürlich ist die Zahl der m Daten größer als die der n
Daten, so daß die Prüfdaten PL und PR in mehrfacher Weise
aus den Bilderdaten herausgegriffen und geprüft werden
können, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Unterschiedliche
Kombinationen Ck (mit k = 1 bis P) dieser abgegriffenen
Prüfdaten sind dargestellt. Beim Abgreifen und Prüfen
bestehen die beiden Prüfdaten PL und PR aus
aufeinanderfolgenden Daten an den optischen
Sensoranordnungen. Bei diesen aufeinanderfolgenden
Datenkombinationen ist die eine
Kombination der Prüfdaten um Eins abwechselnd zu den anderen Prüf
daten verschoben. Da die Anzahl der betreffenden Bilderdaten DL und DR
m beträgt und die der betreffenden Prüfdaten PL und PR n ist, gibt es
m-n unterschiedliche Verschiebungen. Daher sind 2(m-n) + 1 = P Kombinationen
Ck an Prüfdaten vorhanden. Ein Korrelationsfunktionswert F gibt das Übereinstimmungs
maß der betreffenden Prüfdaten PL und PR im Hinblick auf die Kombinationen
Ck an. Die folgende Gleichung wird z. B. als Funktion zur Errechnung
des Korrelationsfunktionswertes F benutzt:
in der i und j Variable zur Angabe aller Daten innerhalb der Prüfdaten
PL und PR sind. Beispielsweise läuft i von i = m-n + 1 bis m und j von
j = 1 bis n bei der ersten Kombination C 1 bzw. i von i = 1 bis n und j von
j = m-n + 1 bis m bei der letzten Kombination CP. Die betreffenden Daten
Li und Rj sind z. B. digitale Daten in Form von 8 Bits. Bei Benutzung der
oben erwähnten Funktion ist der Korrelationsfunktionswert klein, falls die Prüfdaten
eine hohe Korrelation haben, bzw. umgekehrt. Dies ergibt sich aus der
Tatsache, daß der Korrelationsfunktionswert F = 0 ist, wenn die Anzahl n der Daten Li bzw.
Rj unter den beiden Prüfdaten PL und PR total dieselbe ist.
Fig. 7 stellt ein Beispiel dar, bei dem der Wert F auf
der Abszisse und die die Kombinationen anzeigende Variable k auf der Ordinate
aufgetragen ist. Die Gestalt, also die Hülle der Auftragung des Wertes
F ist natürlich von der Form der Intensitätsverteilung der Bilder IL
und IR abhängig und kann sehr ungleichmäßig sein. In diesem Beispiel gibt
ein niedriger Wert F eine hohe gegenseitige Übereinstimmung an. Der
niedrigste Wert bedeutet, daß eine Position gefunden worden ist, in der die
Anzahl n der Prüfdaten PL und PR, das heißt, der Bildabschnitte, die
in der Nachbarschaft den n Prüfdaten PL und PR entsprechen, fast
vollständig untereinander zusammenfallen. Wenn man somit die Kombination km
mit einem kleinstmöglichen Wert vornimmt, zeigt diese tatsächlich die gegenseitige
Lage der Bilder an den beiden Sensoranordnungen 10L und 10R an. Aus
der Differenz zwischen der Kombinationszahl km und der Kombinationszahl kr,
die der Bezugsposition in der Figur entspricht, kann die Verschiebung S zwischen
den Bildern bestimmt werden.
Die Verschiebung S oder die Kombinationszahl km, die der auf
diese Weise erhaltenen höchsten gegenseitigen Übereinstimmung entspricht, kann unmittelbar
z. B. zur Fokussierung der aufnehmenden Linse einer Kamera verwendet
werden. Die Kombinationszahl km und die Verschiebungen sind ganze Zahlen,
die jedoch durch eine Interpolation auf der Basis der Gestalt oder der
Hülle der Auftragung des Korrelationsfunktionswertes F nahe der Kombinationszahl km in
Brüche umgewandelt werden können. Falls die optischen Sensoranordnungen 10L
und 10R zusätzlich jeweils eine unterschiedliche Anzahl Lichtsensoren aufweisen,
wird z. B. aus den Bilderdaten DL an der linken optischen Sensoranordnung
10L, die über die geringere Zahl von Lichtsensoren verfügen soll,
ein fester, aus n Daten bestehender Prüfwert ausgewählt. Der Korrelationsfunktionswert
F wird dann für Kombinationen aus den obigen
Prüfdaten DL und m-n + 1 Prüfdaten errechnet, die von den Bilderdaten
DR herausgegriffen und geprüft sind, die entsprechend der optischen
Sensoranordnung 10R an der rechten Seite aus m Daten bestehen. Die die
höchste gegenseitige Übereinstimmung angebende Kombinationszahl km kann in genau
derselben Weise, wie oben erwähnt, bestimmt werden.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, werden
bei dem Verfahren zur Ermittlung der gegenseitigen Lage
zweier Bilder mehrere Prüfdaten zumindest einmal aus den Bilderdaten
des Gegenstandes an der linken und rechten Lichtsensoranordnung herausgegriffen
und geprüft, und dann wird die Kombination gewählt, die die höchste
gegenseitige Übereinstimmung aller Kombinationen der Prüfdaten links und
rechts zeigt. In vielen Fällen kann die Kombination der höchsten
Übereinstimmung auf der Basis des Korrelationsfunktionswertes F oder einer Gestalt oder der
Hülle bestimmt werden, die die Auftragung des Wertes F bezüglich der
Kombinationszahl bildet. Das Problem liegt nun darin, daß manchmal die Kombination
mit der höchsten gegenseitigen Übereinstimmung infolge der ungewöhnlichen
Gestalt oder Hülle des Wertes F nicht richtig bestimmt werden kann.
Dieses Problem ist häufig vorhanden, wenn der Gegenstand ziemlich einfach
ist, demnach wenn die Bilder IL und IR eine sehr einfache Gestalt haben und
Änderungen innerhalb des Bildes auf einen einzigen örtlichen Abschnitt ohne
bedeutsame Änderungen im restlichen Bild konzentriert sind, wenn beispielsweise
bei einem Blick durch den Sucher der Kamera gerade ein elektrischer
Strommast vor dem Hintergrund eines blauen Himmels oder einer gleichförmigen
Wand steht.
Falls im Hintergrund eines Bildes keine derartigen Änderungen
vorhanden sind und die Prüfdaten einschließlich der nur diesem Hintergrund
entsprechenden Daten zufällig aus den linken und rechten Bilderdaten
herausgegriffen und geprüft werden, können einige Daten im wesentlichen aufeinander
fallen, was zu einer Kombination mit einer falschen höchsten gegenseitigen
Übereinstimmung führt. An der linken und rechten Seite der Fig. 7 ist
diese Situation gezeigt, in der der Wert F für große Kombinationszahlen
k an der rechten Seite sehr klein ist, während für kleine Kombinationszahlen
der Wert F etwas größer als der für den höchsten Korrelationspunkt
km ist, aber einen örtlichen Minimalwert aufweist. Wenn keine wesentliche
Änderung im Hintergrund des Gegenstandes auftritt, kann manchmal ein
falscher Punkt höchster Korrelation desselben Korrelationsfunktionswertes als wahrer höchster
Korrelationspunkt oder dicht neben diesem in Erscheinung treten. Folglich
können bei dem Verfahren einige Schwierigkeiten bei der
Ermittlung der wahren relativen Position der beiden Bilder auftreten, oder
diese Position kann überhaupt nicht ermittelt werden.
Gemäß dem Zweck
der Erfindung, deren Ausführungsformen ausführlich beschrieben sind, ist ein
Verfahren zur Ermittlung der gegenseitigen Position der Bilder, die auf
zwei optische Sensoranordnungen geworfen werden, auf der Basis zweier Bilderdaten
geschaffen, die mehrere die Lichtintensitäts-Verteilung in den
Bildern angebende Daten enthalten und von den beiden optischen Sensoranordnungen
ausgegeben werden, die die Bilder über räumlich getrennte Lichtwege
empfangen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, einen Abschnitt mindestens
eines der beiden Bilderdaten herauszugreifen und zu prüfen und mehrere
Kombinationen von Prüfdaten zu bilden, die an jeder optischen
Sensoranordnung eine vorgegebene Anzahl benachbarter Daten enthalten, für
jede gebildete Kombination einen Korrelationsfunktionswert zu errechnen, der die gegenseitige
Übereinstimmung zwischen den Prüfdaten angibt, das Ausmaß einer Änderung
unter den betreffenden Prüfdaten zu ermitteln und zu bestimmen, ob die
Daten in einem geringen Kontrast stehen, wenn das Ausmaß der Änderung bei
einem der beiden Prüfdaten innerhalb der betreffenden Kombination
kleiner als eine vorherbestimmte Grenze ist, den Korrelationsfunktionswert der Kombination
der Prüfdaten zu korrigieren, die als niedrigster Kontrast zu
einem Wert bestimmt sind, der eine geringe gegenseitige Übereinstimmung angibt,
unter Verwendung des korrigierten Korrelationsfunktionswertes eine Kombination auszuwählen,
bei der die Prüfdaten die größte gegenseitige Übereinstimmung unter mehreren
Kombinationen angeben, wobei die relative Position der Bilder an den optischen
Sensoranordnungen auf Grund einer Zahl ermittelt wird, die die gewählte
Kombination anzeigt.
Der Schritt zu bestimmen, ob die Daten in einem geringen Kontrast
stehen, umfaßt diese Bestimmung nur dann, wenn das Ausmaß der Änderung
der beiden Prüfdaten der betreffenden Kombination kleiner als die vorgegebene
Grenze ist. Auch der Schritt, eine Kombination auszuwählen, kann
die Wahl einer Kombination als Anzeige der höchsten gegenseitigen Übereinstimmung
nur dann enthalten, wenn entschieden wird, daß keine der beiden Kombinationen,
die der Kombination benachbart ist, einen geringen Kontrast aufweist,
oder alternativ, nur wenn ein Korrelationsfunktionswert der Kombination kleiner
als derjenige einer der beiden Kombinationen ist, die zur Kombination benachbart
sind.
Es wird auch ein Verfahren zur Ermittlung der gegenseitigen
Position der Bilder, die auf zwei optische Sensoranordnungen geworfen
werden, auf der Basis zweier Bilderdaten geschaffen, die mehrere die Lichtintensitäts-
Verteilung der Bilder anzeigende Daten enthalten und von den
beiden optischen Sensoranordnungen ausgegeben werden, die die Bilder
auf räumlich getrennten Lichtwegen empfangen; dieses System enthält kombinierende
Mittel zum Abgreifen und Prüfen eines Teiles zumindest eines der
beiden Bilderdaten und zur Bildung mehrerer Kombinationen von Prüfdaten,
zu denen eine vorherbestimmte Anzahl benachbarter Daten an jeder optischen
Sensoranordnung gehört, ferner Rechenhilfsmittel zur Errechnung eines
Korrelationsfunktionswertes, der für jede gebildete Kombination die gegenseitige Übereinstimmung
zwischen den Prüfdaten angibt, weiterhin Entscheidungen treffende Mittel
zur Ermittlung des Ausmaßes der Änderung unter den betreffenden Prüfdaten
und zur Feststellung, ob die Daten einen geringen Kontrast beinhalten,
wenn das Ausmaß der Änderung bei mindestens einem der beiden Prüfdaten
innerhalb der betreffenden Kombination kleiner als eine vorherbestimmte
Grenze ist, fernerhin Korrekturmittel zur Korrektur des Korrelations
funktionswertes der Kombination von Prüfdaten, die als geringer Kontrast zu einem
eine kleine gegenseitige Übereinstimmung angebenden Wert bestimmt worden ist, und
schließlich Wählmittel zur Wahl einer Kombination, bei der die Prüfdaten
unter Verwendung des korrigierten Korrelationsfunktionswertes die größte Korrektur gegenüber
mehreren Kombinationen von Prüfdaten angeben, wobei die gegenseitige
Position der Bilder an den optischen Sensoranordnungen auf Grund
einer Zahl ermittelt wird, die die gewählte Kombination anzeigt.
Die die Entscheidung treffenden Mittel können zur Feststellung
geeignet sein, daß die Daten nur einen kleinen Kontrast beinhalten, wenn das
Ausmaß der Änderung der beiden Prüfdaten in den betreffenden Kombinationen
kleiner als der vorgegebene Grenzwert ist. Auch die Wählmittel können
zur Auswahl einer Kombination als Anzeige der größten gegenseitigen Übereinstimmung
nur geeignet sein, wenn keine der beiden Kombinationen, die der Kombination
benachbart sind, durch die die Entscheidung treffenden Mittel, als
mit einem geringen Kontrast versehen, bestimmt werden, oder alternativ,
nur wenn der Korrelationsfunktionswert der Kombination kleiner als der einer der
beiden Kombinationen ist, die der Kombination benachbart sind.
Die beiliegenden Zeichnungen, die in dieser Beschreibung enthalten
sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform
dieser Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung der
Erläuterung der Grundlagen der Erfindung. Weitere Ziele und Vorteile der
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, in dem eine Ausführungsart des
Verfahrens und Systems zur Ermittlung der relativen Position eines Bildpaares
veranschaulicht wird;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
die Fig. 3 bis 5 sind Schaubilder, die verschiedene Anwendungen
des Verfahrens und des Systems gemäß der Erfindung darstellen;
Fig. 6 ist ein Schaubild, das eine Kombination der Prüfdaten
gemäß der Erfindung darstellt, und
Fig. 7 ist eine Auftragung, durch die der von den Korrekturmitteln
korrigierte Korrelationsfunktionswert mit einem unkorrigierten Wert
verglichen wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun in
bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Das Abgreifen der Prüfdaten
aus zwei Bilderdaten wird bei dieser Ausführungsform in ähnlicher Weise wie
bei der in Fig. 6 gezeigten durchgeführt. Bei der hier erläuterten Ausführungsform
werden alle Prüfoperationen innerhalb elektrischer Schaltungen
ausgeführt. Alle oder ein Teil dieser Operationen können gemäß der Erfindung
jedoch innerhalb eines programmierten Mikrocomputers oder einer
gleichwertigen Rechenvorrichtung durchgeführt werden, die die beiden Bilderdaten
abliest.
Im Oberteil der Fig. 1 sind zwei optische Sensoranordnungen 10L
und 10R gezeigt, die jeweils aus m optischen Sensoren bestehen. Die Bilderdaten
DL und DR, die die Verteilung der Lichtintensität in jedem der beiden
an den optischen Sensoranordnungen entstehenden Bildern angeben, werden in
Gruppen 12L und 12R aus je m Speicherstufen gespeichert. Die Zahl m ist
beispielsweise 64, und die betreffenden Speicherstufen sind z. B. für je 8
Bits ausgelegt. Von einem Analog/Digital-Umsetzer werden die photoelektrischen
Signale aus den jeweiligen optischen Sensoren der optischen Sensoranordnungen
10L und 10R in die betreffenden Datensignale der Bilddaten umgewandelt.
Bei dieser Ausführungsform ist je eine Gruppe Umsetzer 11L bzw.
11R, die mit einer Ladungsspeicherung arbeiten, zwischen den optischen
Sensoranordnungen und den Gruppen der Speicherstufen vorgesehen, und die digitalen
Daten, die durch die Umsetzung entstanden sind, werden in den Speicherstufen
der Gruppen 12L und 12R aufgenommen.
Gemäß der Erfindung sind linke und rechte kombinierende Mittel
paarweise zum Abgreifen und Prüfen zumindest der einen Art Bilderdaten und
zur Bildung mehrerer Kombinationen von Prüfdaten vorhanden. Bei dieser
Ausführungsform enthalten die kombinierenden Mittel Zähler 20L
und 20R und Adressenleitungen 21L und 21R. Die Zähler 20L und 20R nehmen
synchronisierte Taktpulse CPL bzw. CPR auf, die von einer Zeitgabe- oder
Steuerschaltung 90 kommen. Vom Zählwert werden der Reihe nach die gewünschten
Speicherstufen in den Gruppen 12L und 12R über die Adressenleitungen
21L und 21R adressiert, damit nacheinander jede Speicherstufe zur Ausgabe
ihrer gespeicherten Daten auf 8 Bitleitungen 13L bzw. 13R veranlaßt wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Taktpulse CPL und CPR aus der Steuerschaltung
90 den Zählern 20L und 20R zugeleitet, damit die n Daten, die entsprechend
den in Fig. 6 gezeigten, betreffenden Kombinationen Ck die linken und
rechten Prüfdaten PL und PR bilden, einzeln auf den Bitleitungen 13L
und 13R ausgegeben werden. Beispielsweise ist der tatsächliche Wert von n =
42.
Eine Rechnerschaltung 30 ist zur Errechnung eines Korrelationsfunktionswertes
vorgesehen, der für jede gebildete Kombination die gegenseitige Übereinstimmung
zwischen den Prüfdaten angibt. Bei der vorliegenden Ausführungsform
empfängt die Rechnerschaltung 30 nacheinander die Daten, die die Prüfdaten
PL und PR bilden, die auf Leitungen 80L und 80R ausgegeben werden, und
errechnet den Wert F auf Grund der in der Gleichung (1) angegebenen
Korrelationsfunktion. Die Rechnerschaltung 30 gibt den Wert
F z. B. in Form von 14 Bits aus.
Zum Beispiel kann die Rechnerschaltung 30 durch die Kombination
eines Differenzbildners, der die Differenz zwischen den beiden auf den linken
und rechten Bitleitungen 13L und 13R empfangenen Daten nimmt, mit einem
Additionsregister erhalten werden, um das Ergebnis der Subtraktion in Übereinstimmung
mit dem positiven oder negativen Vorzeichen zu addieren. Die
Rechnerschaltung 30 wird in Abhängigkeit von einem Taktpuls CP zurückgestellt
oder in Gang gesetzt (nicht gezeigt), dessen Periode länger als der
von der Steuerschaltung 90 zugeführte Taktpuls CPL bzw. CPR ist.
Eine Entscheidungen treffende Schaltung 40 zur Ermittlung des
Ausmaßes der Änderung bzw. Unterschiede der betreffenden Prüfdaten untereinander und zur Entscheidung,
ob die Daten einen geringen Kontrast beinhalten, ist ebenfalls vorgesehen.
Diese Schaltung 40, die durch eine strichpunktierte Linie umschlossen ist,
arbeitet synchron mit den Taktpulsen CP in ähnlicher Weise wie die Rechnerschaltung
30. Diese die Entscheidungen treffende Schaltung 40 ermittelt
aus n Daten der Prüfdaten PL und PR mit Hilfe von Maximalwertschaltungen
41L und 41R einen Maximalwert und mit Hilfe von Minimalwertschaltungen
42L und 42R einen Minimalwert nach dem Datenempfang über die linke bzw. rechte
Bitleitung 13L bzw. 13R. Die Maximal- und Minimalwertschaltungen können
z. B. von einem Maximalwert- bzw. einem Minimalwert-Register und einem Komparator
zum Vergleich der Inhalte dieser Register mit den Daten auf den Bitleitungen
13L und 13R gebildet sein. Wenn die Inhalte der Register kleiner
oder größer als die Daten auf den Bitleitungen sind, erneuern die Maximal-
und Minimalwertschaltungen die Inhalte der Register. Entscheidungsschaltungen
43L und 43R werden von einer Subtraktionsschaltung zur Errechnung der
Differenz zwischen dem Prüfresultat aus den Maximalwert-Schaltungen
41L und 41R und dem Prüfresultat aus den Minimalwert-Schaltungen 42L
und 42R und von einem Komparator zum Vergleich des absoluten Wertes dieser
Differenz mit einem festen Grenzwert gebildet, um Kontrastsignale LCL und LCR
auf tiefem Niveau auf Eins einzustellen, wenn die Differenz kleiner als der
Grenzwert ist. Wenn die betreffenden Prüfdaten PL und PR einen geringen
Kontrast beinhalten, setzen die Entscheidungsschaltungen 43L und 43R das
Kontrastsignal von tiefem Niveau auf Eins.
Man zieht es vor, den zuvor erwähnten Grenzwert, der in den Komparator
eingelassen wird, auf 10% bis 15% des Maximalwertes, den die betreffenden
Daten erreichen können, oder auf 25 bis 38 einzustellen, wenn
die Daten durch 8 Bits ausgedrückt werden. Eine logische Verknüpfungsschaltung
44 der die Entscheidungen treffenden Schaltung 40 nimmt aus den beiden
Entscheidungsschaltungen 43L und 43R die Kontrastsignale LCL und LCR auf
tiefem Niveau auf, um sie zu einem einzigen Kontrastsignal LC auf tiefem
Niveau zusammenzusetzen. Als Verknüpfungsschaltung 44 wird ein ODER-Glied
benutzt, um das Kontrastsignal LC auf Eins einzustellen, wenn eines der
beiden Prüfdaten PL oder PR einen geringen Kontrast beinhaltet. Diese
Verknüpfungsschaltung 44 kann mit einem UND-Glied ausgeführt werden, um das
Kontrastsignal auf tiefem Niveau nur dann auf Eins einzustellen, wenn die
beiden Prüfdaten PL und PR gemeinsam einen geringen Kontrast beinhalten.
Ferner ist eine Korrekturschaltung 50 vorgesehen, um den Korrelationsfunktions
wert der kombinierten Prüfdaten zu korrigieren, die nach einer Entscheidung
einen geringen Kontrast zu einem Wert haben, der eine geringe
gegenseitige Übereinstimmung (Korrelation) angibt. Bei dieser Ausführungsform wird
die Korrekturschaltung 50 aus 14 ODER-Gliedern gebildet und korrigiert alle
Bits des Wertes F aus der Rechnerschaltung 30 unabhängig von ihrem
laufenden Wert nach Eins. Somit korrigiert die Korrekturschaltung 50 den
Korrelationsfunktionswert auf einen Maximalwert, der die geringste gegenseitige Übereinstimmung
(Korrelation) angibt. Wenn die die Entscheidungen treffende Schaltung 40
bezüglich einer Kombination feststellt, daß eines oder beide Prüfdaten
PL und/oder PR der Kombination einen geringen Kontrast beinhalten, wird der
Wert F für die Kombination von der Korrekturschaltung 50 auf einen
Wert korrigiert, der eine kleinste gegenseitige Übereinstimmung angibt. Diese besondere
Kombination kann dann im wesentlichen aus einer Gruppe Daten herausgenommen
werden, aus der eine die höchste gegenseitige Übereinstimmung angebende
Kombination von einer anschließenden Wählschaltung 60 ausgewählt wird. Natürlich
wird zur Ausschaltung dieser besonderen Kombination die Korrektur
des Wertes F auf ein Maximum nicht in jedem Fall erforderlich. Dasselbe
Ergebnis kann auch durch eine Korrektur allein des bedeutsamsten Bit des
Wertes F auf Eins erhalten werden, wobei für die Korrekturschaltung
50 nur ein ODER-Glied verwendet wird.
Gemäß der Erfindung ist schließlich die Wählschaltung 60 zur
Auswahl einer Kombination vorgesehen, in der unter Benutzung des korrigierten
Wertes F die Prüfdaten die höchste gegenseitige Übereinstimmung anzeigen.
Die Wählschaltung 60, die in diesem Beispiel über 14 Bitleitungen
80 den Wert F empfängt, weist ein Minimalwert-Register 61, einen Komparator
62, einen Zähler 63 und ein Ausgabe-Register 64 auf, von dem ermittelte
Daten DS ausgegeben werden, die das Ermittlungsergebnis gemäß der vorliegenden
Erfindung angeben. Das Minimalwert-Register 61 umfaßt 14 Bitstufen,
die alle von einem Rückstellimpuls RP aus einer Steuerschaltung 90 auf
Eins eingestellt werden, wenn die Ermittlungsvorgänge eingeleitet werden.
Der Komparator 62 vergleicht den gespeicherten Inhalt des Minimalwert-Registers
61 mit allen Korrelationsfunktionswerten F auf den Bitleitungen 80. Wenn dieser Korrelationsfunktions
wert kleiner als der Inhalt des Minimalwert-Registers 61 ist, sendet der
Komparator 62 einen Erneuerungsbefehl US aus, der das Minimalwert-Register
61 mit dem Wert auf den Bitleitungen 80 beladet. Der Zähler 63 ist
beispielsweise ein 6-Bitzähler zur Speicherung einer Kombinationszahl und
zählt nach seiner Ingangsetzung die Taktpulse CP genauso wie oder synchron
mit denen für die Rechnerschaltung 30 und die die Entscheidungen treffende
Schaltung 40. Folglich speichert der Zähler 63 stets die Kombinationszahl,
die dem Wert F auf den Bitleitungen 80 entspricht.
Das Ausgabe-Register 64 ist z. B. ein 6-Bitregister, dessen Inhalt
in Abhängigkeit vom Erneuerungsbefehl US aus dem Komparator 62 durch
den Inhalt des Zählers 63, also die Kombinationszahl ersetzt wird. Daher
wird die Kombinationszahl, die dem Minimum des Wertes F entspricht,
der im Minimalwert-Register 61 gespeichert ist, stets in diesem Ausgabe-Register
64 aufgenommen. Wenn die Operationen gemäß der vorliegenden Erfindung
für alle in der Fig. 6 gezeigten Kombinationen, also 45 verschiedene
Kombinationen in diesem Beispiel beendet sind, befindet sich eine Kombinationszahl,
die den minimalen Wert F oder die höchste gegenseitige Über
einstimmung (Korrelation) angibt, in diesem Ausgabe-Register. So braucht lediglich
ein äußeres Gerät den gespeicherten Inhalt des Ausgabe-Registers 64
auszulesen, um die Daten zu erhalten, die das Ermittlungsergebnis anzeigen.
Wie zuvor beschrieben, können diese Daten direkt für eine selbsttätige Einstellung
einer Kamera verwendet werden.
Der Wert F ist nach seiner Korrektur durch die Korrekturschaltung
50 dieser Ausführungsform in der Fig. 7 durch gestrichelte Linien
dargestellt. Bei dem bekannten Verfahren ergab sich ein sehr kleiner
Wert F in einem Bereich, in dem die Kombinationszahl k groß ist. Als
Ergebnis der Korrekturen dieser Ausführungsform wird jedoch der Wert
F vergrößert, wie durch eine Linie A gezeigt ist, da sowohl die Prüfdaten
PL als auch die Prüfdaten PR einen niedrigen Kontrast beinhalten.
Folglich gibt es keine Möglichkeit, daß der Wert F in diesem Bereich
als Kombinationszahl km, als Kombination der höchsten gegenseitigen Übereinstimmung
(Korrelation) mißverstanden werden kann.
Bei dem Verfahren ist der Wert F auch in einem
Bereich erheblich klein, in dem die Kombinationszahl km gering ist. Bei dieser
Ausführungsform hat ein Satz der Prüfdaten PL oder PR einen kleinen
Kontrast, und der Korrelationsfunktionswert wird als Ergebnis der Korrektur ähnlich der
Linie A vergrößert, wie als Linie B gezeigt ist. Da in diesem Bereich nur
einer der beiden Prüfdatensätze einen geringen Kontrast beinhaltet, gibt es
einen seltenen Fall, in dem die Prüfdaten einen geringen Kontrast für
eine unbedeutende Differenz haben und die in Fig. 7 gezeigte Korrektur
nicht ausgeführt wird. In diesem besonderen, in Fig. 7 dargestellten Fall
ist der Korrelationsfunktionswert, der nicht korrigiert worden ist, etwas größer als der
Korrelationsfunktionswert, der der höchsten gegenseitigen Übereinstimmung (Korrelation) entspricht.
Somit kann die höchste gegenseitige Übereinstimmung noch ermittelt werden;
aber ein derart zweideutiger Fall sollte vorzugsweise vermieden werden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der dieser
Nachteil außerdem überwunden wird. In Fig. 2 ist nur der Teil der Schaltung
wiedergegeben, der der Rechnerschaltung 30 und der Verknüpfungsschaltung 44
der Korrekturschaltung nachfolgt. Der Wert F, der von der Rechnerschaltung
30 errechnet und vom ODER-Glied 51 der Korrekturschaltung korrigiert
ist, wird bei dieser Ausführungsform in ein Register 71 mit z. B. 14
Bitstufen synchron mit dem Taktpuls CP aus der Steuerschaltung 90 eingelesen.
In ähnlicher Weise wird der Inhalt des Registers 71 durch Bitleitungen
81 zu einem nächsten Register 72 und dann durch Bitleitungen 82 zu einem
weiteren Register 73 übertragen. Wenn ein einer bestimmten Kombination entsprechender
Wert F im Register 71 aufgenommen wird, ist der Wert
F, der der unmittelbar vorausgehenden Kombination entspricht, im Register
72 aufbewahrt, und der Wert F für die zweifach vorhergehende Kombination
befindet sich im Register 73. Rechts von diesen drei Registern ist ein
dreistufiges Schieberegister 74 angeordnet. Das geringe Kontrastsignal LC
aus der Verknüpfungsschaltung 44 wird der Dateneingangsklemme D des Schieberegisters
74 zugeführt. Vom Taktpuls CP, der als Schiebepuls dient, wird
das geringe Kontrastsignal durch die Stufen des Schieberegisters 74 übertragen.
In jeder Stufe des Schieberegisters 74 ist ein logisches 1- oder 0-
Signal gespeichert, um anzuzeigen, ob das entsprechende Prüfdatum als
geringer Kontakt festgestellt wird oder nicht. Das Ausgangssignal aus den
betreffenden Stufen des Schieberegisters 74 wird von einem NOR-Glied 75 empfangen.
Folglich ist das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 75 nur dann einen 1-
Signal, wenn der gespeicherte Inhalt aller drei Stufen eine Null ist.
Das Minimalwert-Register 61, der Komparator 62, der Zähler 63
der Kombinationszahlen und das Ausgabe-Register 64 haben dieselbe bereits
erläuterte Anordnung. Der Inhalt des zweiten Registers 72 wird als Wert
F durch die Bitleitungen 82 zu den zuvor aufgezählten Schaltungselementen
61, 62 und 63 übertragen. Falls der Wert F in den Bitleitungen 82
kleiner als der gespeicherte Wert im Minimalwert-Register 61 ist, gibt der
Komparator 62 einen Erneuerungsbefehl aus. Bei dieser Ausführungsform werden
die Ausgangssignale eines UND-Gliedes 76, das den Erneuerungsbefehl aus
dem Komparator 62 und das Ausgangssignal aus dem zuvor erwähnten NOR-Glied
75 aufnimmt, als Erneuerungsbefehl US zum Ersatz des Inhaltes des Minimalwert-
Registers 61 durch den Inhalt des Ausgabe-Registers 64 verwendet. Außerdem
empfängt das UND-Glied 76 die Ausgangssignale eines weiteren UND-
Gliedes 79, das später beschrieben sei.
Nur wenn alle einzelnen Stufen des Schieberegisters 74 eine Null
speichern, wenn also keine der Kombinationen, die in den Registern 71 bis
73 als Korrelationsfunktionswerte untergebracht und von geringem Kontrast festgestellt
sind, wird, wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, der Inhalt des Minimalwert-
Registers 61 durch den Wert F erneuert, der im Register 72 der
zweiten Stufe untergebracht ist. Der im Ausgabe-Register 64 enthaltene Wert F
wird dann auch für die Kombinationszahl erneuert, die dem erneuerten Wert
des Registers 72 entspricht. Da bei dem in Fig. 7 gezeigten Fall C
die Kombinationen zu beiden Seiten von C als von geringem Kontrast festgestellt
sind, wird daher der geringe Wert F für C im Laufe der Ermittlung
der höchsten gegenseitigen Übereinstimmung (Korrelation) weggelassen, wodurch jede
Möglichkeit für einen Fehler ausgeschaltet wird.
Ferner sind bei der Ausführungsform der Fig. 2 Komparatoren 77
und 78 und das UND-Glied 79 hinzugesetzt, um den Inhalt des Ausgabe-Registers
64 und des Minimalwert-Registers 61 nur dann zu erneuern, wenn der
Korrelationsfunktionswert einen örtlichen Minimalwert einnimmt. Der Komparator 77 vergleicht
die Werte F in den beiden Registern 71 und 72 und gibt ein logisches
1-Signal an das UND-Glied 79 aus, wenn der Wert F im Register
72 der zweiten Stufe kleiner als der in dem Register 71 der ersten Stufe
ist. In ähnlicher Weise vergleicht der Komparator 78 den Wert F im Register
73 der letzten Stufe mit dem Wert F im Register 72 der zweiten
Stufe. Wenn der Wert F der zweiten Stufe kleiner als der der letzten
Stufe ist, gibt dieser Komparator ein logisches 1-Signal an das UND-Glied
79 aus. Nur wenn der Wert F im Register 72 der zweiten Stufe kleiner als
der in den Registern der ersten und letzten Stufe ist, also ein örtlicher
Minimalwert vorliegt, wird der Inhalt des Minimalwert-Registers durch den
Erneuerungsbefehl US erneuert.
Wenn gemäß Fig. 7 die Kombinationszahl k allmählich größer
wird, findet die Erneuerung nur bei der dem Wert D und der Kombinationszahl
km entsprechenden Kombination statt. Örtliche Minimalwerte sind an den
Punkten X und Y der Fig. 7 vorhanden, aber der jenen Punkten entsprechende
Korrelationsfunktionswert ist nicht kleiner als der Wert F im Minimalwert-Register 61.
Eine Erneuerung des Wertes F der Kombination, die die höchste gegenseitige
Übereinstimmung angibt, ist nur dann, wenn der Wert F einen örtlichen
Minimalwert einnimmt, nicht unbedingt bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung notwendig, aber doch bei der Sicherstellung effektiv, wenn
die höchste gegenseitige Übereinstimmung (Korrelation) durch die Wählmittel bestimmt
wird.
Wie aus den soweit erläuterten Ausführungsformen erkennbar ist,
stellen sie nur Beispiele dar, und Abänderungen können natürlich vorgenommen
werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können
im wesentlichen alle Mittel der Erfindung innerhalb der Rechnerschaltung
in Form eines Programmes eingeführt werden. Im Falle, daß diese Mittel durch
Gegenstände verwirklicht werden, sind sie nicht auf die gezeigten Schaltungsanordnungen
beschränkt, sondern können auch durch eine Kombination bekannter
Hilfsmittel passend angeordnet werden.
Wenn auf Grund der soweit beschriebenen Anordnung von den Kombinationsmitteln
hergestellte Kombinationen entsprechend einem Bildabschnitt
mit geringem Kontrast und monotonem Hintergrund Prüfdaten enthalten,
und wenn die Kombination durch die eine Entscheidung treffenden Hilfsmittel,
als mit einem geringen Kontrast versehen, festgestellt ist, wird der
Korrelationsfunktionswert F für jene besondere Kombination, die von den Rechnerhilfsmitteln
errechnet wird, durch die Korrektur-Hilfsmittel auf einen Wert korrigiert,
der eine geringe gegenseitige Übereinstimmung angibt. Infolge eines geringen Kontrastes
besteht somit keine Möglichkeit für eine falsche hohe gegenseitige
Übereinstimmung, wenn von den Wählmitteln eine Kombination bestimmt wird, die die
höchste gegenseitige Übereinstimmung angibt. Auch kann eine Kombination, die eine
wahre, höchste gegenseitige Übereinstimmung angibt, direkt ausgewählt werden, so
daß die relative Position zweier Bilder an der optischen Sensoranordnung
zuverlässig ohne Fehler ermittelt werden kann. Daher besteht keine Möglichkeit,
daß in die Ermittlung der relativen Position zweier Bilder durch einen
Bildabschnitt mit geringem Kontrast Verwechselungen eingeführt werden, wodurch
eine unbestimmte oder fehlerhafte Ermittlung veranlaßt wird. Das Verfahren
und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind insbesondere zur
selbsttätigen Einstellung optischer Einrichtungen, z. B. Kameras brauchbar.
Bei einer Anwendung der Erfindung können die Genauigkeit der Fokussierung
und die Zuverlässigkeit der selbsttätigen Einstellung wesentlich verbessert
werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Erfassung eines Berechnungswertes für das
Scharfeinstellen eines optischen Systems, wobei zwei
denselben Gegenstand betreffende Bilder auf räumlich
getrennten Lichtwegen von einer ersten und einer zweiten
Sensoranordnung empfangen werden, die Signale liefern, die
jeweils die Lichtintensitätsverteilung der empfangenen
Bilder anzeigen, wobei aus den Signalen der
Sensoranordnungen Korrelationsfunktionswerte zur Bestimmung
der Scharfeinstellung gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anzahl von Paaren von Datensätzen gebildet wird, indem jeweils aus den m Signalen der ersten und der zweiten Sensoranordnung eine Anzahl von n Signalen, die von benachbarten Sensoren der Sensoranordnung geliefert werden, herausgegriffen wird,
daß von jedem Datensatzpaar ein Korrelationsfunktionswert für die beiden Datensätze berechnet wird,
daß aus der Anzahl der berechneten Korrelationsfunktionswerte ein Extremwert ermittelt wird,
daß anhand der Position der Sensoren, die die Signale für das Datensatzpaar geliefert haben, für welches sich der ermittelte Extremwert ergeben hat, die die Scharfeinstellung bestimmende gegenseitige Position der Bilder auf den Sensoranordnungen ermittelt wird,
daß jeweils innerhalb der Datensätze jedes Datensatzpaares eine den Kontrast innerhalb des dem Datensatz entsprechenden Teilbildes kennzeichnende Signaldifferenz festgestellt wird,
daß diese Signaldifferenz mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und
daß der Korrelationsfunktionswert des zugehörigen Datensatzpaares bei der Ermittlung des Extremwertes unberücksichtigt bleibt, wenn die Signaldifferenz von wenigstens einem Datensatz des Datensatzpaares kleiner als der vorgegebene Wert ist.
daß eine Anzahl von Paaren von Datensätzen gebildet wird, indem jeweils aus den m Signalen der ersten und der zweiten Sensoranordnung eine Anzahl von n Signalen, die von benachbarten Sensoren der Sensoranordnung geliefert werden, herausgegriffen wird,
daß von jedem Datensatzpaar ein Korrelationsfunktionswert für die beiden Datensätze berechnet wird,
daß aus der Anzahl der berechneten Korrelationsfunktionswerte ein Extremwert ermittelt wird,
daß anhand der Position der Sensoren, die die Signale für das Datensatzpaar geliefert haben, für welches sich der ermittelte Extremwert ergeben hat, die die Scharfeinstellung bestimmende gegenseitige Position der Bilder auf den Sensoranordnungen ermittelt wird,
daß jeweils innerhalb der Datensätze jedes Datensatzpaares eine den Kontrast innerhalb des dem Datensatz entsprechenden Teilbildes kennzeichnende Signaldifferenz festgestellt wird,
daß diese Signaldifferenz mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und
daß der Korrelationsfunktionswert des zugehörigen Datensatzpaares bei der Ermittlung des Extremwertes unberücksichtigt bleibt, wenn die Signaldifferenz von wenigstens einem Datensatz des Datensatzpaares kleiner als der vorgegebene Wert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Korrelationsfunktionswert des zugehörigen
Datensatzpaares bei der Ermittlung des Extremwertes
unberücksichtigt bleibt, wenn die Signaldifferenz von beiden
Datensätzen des Datensatzpaares kleiner als der vorgegebene
Wert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein für eine Folge von Datensatzpaaren
ermittelter Extremwert zur Verwendung bei der
Scharfeinstellung ausscheidet, wenn für wenigstens ein
Datensatzpaar, das dem Datensatzpaar, für welches der
Extremwert ermittelt wurde, benachbart ist, wenigstens eine
Signaldifferenz, die kleiner als der vorgegebene Wert ist,
ermittelt wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des zur
Scharfeinstellung verwendbaren Extremwertes einer Folge von
Korrelationsfunktionswerten die Korrelationsfunktionswerte
der Reihe nach mit einem in einem Minimalwertregister
gespeicherten vorläufigen Minimalwert der Folge verglichen
werden, und der vorläufige Minimalwert dann gegen einen
Korrelationsfunktionswert ausgetauscht wird, wenn dieser
Korrelationsfunktionswert sowohl kleiner als der vorläufige
Minimalwert als auch kleiner als jeder der beiden diesem
Korrelationsfunktionswert in der Folge benachbarten
Korrelationsfunktionswerte ist.
5. Vorrichtung zur Erfassung eines Berechnungswertes für das
Scharfeinstellen eines optischen Systems, wobei zwei
denselben Gegenstand betreffende Bilder (IL, IR) auf
räumlich getrennten Lichtwegen auf einer ersten und einer
zweiten Sensoranordnung (10L, 10R) abgebildet werden, die
Signale liefern, die jeweils die Lichtintensitätsverteilung
der empfangenen Bilder anzeigen, und wobei eine
Korrelationsfunktionswerte bildende Einrichtung sowie eine
Einrichtung zur Bestimmung des Berechnungswertes für die
Scharfeinstellung aus den Korrelationsfunktionswerten
vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen zum Herausgreifen von jeweils n Signalen von nebeneinander liegenden Sensoren aus der ersten und der zweiten jeweils wenigstens m Signale (DL, DR) umfassenden Sensoranordnung und zum Überführen solcher Paare von Signalsätzen (PL, PR) an die die Korrelationsfunktionswerte bildende Einrichtung vorgesehen sind,
daß Einrichtungen zur Bestimmung der Differenz zwischen dem maximalen und minimalen Signalwert jedes Signalsatzes eines Paares von Signalsätzen (PL, PR) vorgesehen sind,
daß eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich jedes Differenzwertes mit einem vorbestimmten Wert vorgesehen ist, und
daß eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die jeden einem Paar von Signalsätzen zugeordneten Korrelationsfunktionswert derart aussondert, daß er bei der Bestimmung des Berechnungswertes für die Scharfeinstellung nicht berücksichtigt wird, wenn der Differenzwert wenigstens eines dieser Signalsätze kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
daß Einrichtungen zum Herausgreifen von jeweils n Signalen von nebeneinander liegenden Sensoren aus der ersten und der zweiten jeweils wenigstens m Signale (DL, DR) umfassenden Sensoranordnung und zum Überführen solcher Paare von Signalsätzen (PL, PR) an die die Korrelationsfunktionswerte bildende Einrichtung vorgesehen sind,
daß Einrichtungen zur Bestimmung der Differenz zwischen dem maximalen und minimalen Signalwert jedes Signalsatzes eines Paares von Signalsätzen (PL, PR) vorgesehen sind,
daß eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich jedes Differenzwertes mit einem vorbestimmten Wert vorgesehen ist, und
daß eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die jeden einem Paar von Signalsätzen zugeordneten Korrelationsfunktionswert derart aussondert, daß er bei der Bestimmung des Berechnungswertes für die Scharfeinstellung nicht berücksichtigt wird, wenn der Differenzwert wenigstens eines dieser Signalsätze kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung den Korrelationsfunktionswert nur
dann aussondert, wenn der Differenzwert von beiden
Signalsätzen des Paares kleiner als der vorbestimmte Wert
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung auch einen für
eine Folge (Ck) von Signalsatzpaaren (PL, PR) ermittelten
Extremwert des Korrelationsfunktionswertes aussondert, wenn
sich für wenigstens ein Signalsatzpaar, das dem dem
Extremwert zugehörigen Signalsatzpaar benachbart ist,
wenigstens ein Differenzwert ergibt, der kleiner als der
vorbestimmte Wert ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des zur Scharfeinstellung
verwendbaren Extremwertes einer Folge (Ck) von
Korrelationsfunktionswerten ein Minimalwertregister (61)
derart vorgesehen ist, daß die Korrelationsfunktionswerte
der Reihe nach mit einem in dem Register gespeicherten
vorläufigen Minimalwert vergleichbar sind, und der
vorläufige Minimalwert dann gegen einen
Korrelationsfunktionswert austauschbar ist, wenn dieser
Korrelationsfunktionswert sowohl kleiner als der vorläufige
Minimalwert als auch kleiner als jeder der beiden diesem
Korrelationsfunktionswert in der Folge benachbarten
Korrelationsfunktionswerte ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63016249A JPH0715533B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 映像対の相対位置検出方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3902503A1 DE3902503A1 (de) | 1989-08-10 |
DE3902503C2 true DE3902503C2 (de) | 1991-11-07 |
Family
ID=11911287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3902503A Granted DE3902503A1 (de) | 1988-01-27 | 1989-01-27 | Verfahren zur ermittlung der relativen position zweier bilder |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4904855A (de) |
JP (1) | JPH0715533B2 (de) |
DE (1) | DE3902503A1 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2676985B2 (ja) * | 1990-06-26 | 1997-11-17 | 富士電機株式会社 | 光学器械の対象検出方式 |
JP2881995B2 (ja) * | 1990-08-01 | 1999-04-12 | 富士電機株式会社 | 光学器械の対象検出装置 |
KR960028223A (ko) * | 1994-12-15 | 1996-07-22 | 나카사토 요시히코 | 영상쌍간의 위상차 검출 방법 |
JP3847390B2 (ja) * | 1996-11-25 | 2006-11-22 | オリンパス株式会社 | 測距装置 |
WO2006044815A1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Authentec, Inc. | Finger sensing device for navigation and related methods |
US8463037B2 (en) * | 2011-03-31 | 2013-06-11 | Sony Corporation | Detection of low contrast for image processing |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4387975A (en) * | 1979-10-31 | 1983-06-14 | Ricoh Company, Ltd. | Automatic focusing position detection apparatus |
JPS5740212A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-05 | Canon Inc | Automatic focusing apparatus |
US4358675A (en) * | 1980-12-05 | 1982-11-09 | Honeywell Inc. | Low contrast default for auto focus system |
EP0298725A3 (de) * | 1987-07-07 | 1989-10-18 | Konica Corporation | Scharfeinstellgerät für Kamera |
JPH0795140B2 (ja) * | 1987-07-15 | 1995-10-11 | 富士電機株式会社 | 光学機器の合焦化用評価値検出装置 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63016249A patent/JPH0715533B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-28 US US07/276,832 patent/US4904855A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-27 DE DE3902503A patent/DE3902503A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4904855A (en) | 1990-02-27 |
DE3902503A1 (de) | 1989-08-10 |
JPH0715533B2 (ja) | 1995-02-22 |
JPH01191111A (ja) | 1989-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69625116T2 (de) | Einstellvorrichtung für automatischen Weißabgleich | |
DE69428838T2 (de) | Videokamera mit elektronischer Bildstabilisierung und Erzeugung von Additionsdaten | |
DE3732435C3 (de) | Verfahren und eine Einrichtung zum Feststellen einander entsprechender Bereiche in mehreren Bildern | |
DE2935261C2 (de) | Anordnung zur Mustererkennung | |
DE3210814C2 (de) | Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Schwelle für die Umsetzung eines Videosignals in ein Binärsignal und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE4000343C2 (de) | Automatische Fokussiervorrichtung | |
DE69128163T2 (de) | Bildaufnahmevorrichtung mit einer Kamera-Erschütterungsdetektionsfunktion | |
DE4108288C2 (de) | ||
DE3919464C2 (de) | Vorrichtung zum Scharfeinstellen einer Kamera | |
DE2404183A1 (de) | Vorrichtung zur erkennung der lage eines musters | |
DE3687434T2 (de) | Geraet zum ausgleich von bewegung in einem von einem von einem fernsehsignal abgeleiteten bild. | |
DE2842348A1 (de) | Entfernungsmessvorrichtung | |
DE2706655A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur realzeiterkennung von bildern | |
DE3425946A1 (de) | Entfernungsmesser mit einem paar optischer sensoranordnungen | |
DE3907664C2 (de) | ||
EP2649802A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten von bildinformationen zweier zur bilderfassung geeigneter sensoren eines stereo-sensor-systems | |
DE3732459C2 (de) | ||
DE3428974C2 (de) | ||
DE69215733T2 (de) | Vorrichtung zur Detektion der relativen Bewegung zwischen Inhalten von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Videosignals | |
DE3902503C2 (de) | ||
DE19730976A1 (de) | Automatische Fokussiereinrichtung | |
DE3245675A1 (de) | Fokusdetektor | |
DE2838121C3 (de) | ||
DE3824092C2 (de) | ||
DE102004007990A1 (de) | Schärfenerfassungsvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |