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STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Bildübertragungssysteme und im Besonderen
die Analyse von nichtkohärenten
optischen Bündeln
zur Verwendung in Bildübertragungssystemen.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Flexible
Industrieendoskope oder Endoskope und andere optischen Untersuchungsvorrichtungen
verwenden für
gewöhnlich
kohärente
optische Bündel,
um Bilder von einer Stelle an eine andere zu übertragen. Ein kohärentes optisches
Bündel
ist eine Ansammlung von Glasfasern, wobei die relative Position
der Fasern in dem Bündel
an jedem Ende des Bündels
identisch ist. Die Glasfasern werden dazu verwendet, um Licht von einem
Ende zu dem anderen Ende zu übertragen.
Ein kohärentes
optisches Bündel
ist häufig
das teuerste Bauteil einer optischen Untersuchungs- bzw. Prüfvorrichtung.
Es kann mehr als 100.000 einzelne Glasfasern aufweisen, die in der
gleichen Matrixposition von einem Ende zu dem anderen Ende eines
langen Faserbündels
angeordnet sind. In manchen Fällen
beträgt
die Bündellänge vier
bis fünf
Meter. In einem kohärenten
optischen Bündel
ist es wichtig, dass die relative Position der Fasern an jedem Ende
des Bündels
identisch ist, um ein Bild von einem Ende zu dem anderen Ende zu übertragen,
ohne es dabei zu verwürfeln.
Im Wesentlichen entspricht jede Faser des Bündels einem Pixel in einem
digitalen Bild.
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Die
Abbildung aus 1 zeigt ein schematisches Beispiel
für ein
bekanntes, sehr kleines kohärentes optisches
Bündel.
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Dieses
weist zur Vereinfachung des Beispiels nur fünf Fasern auf. Die Fasern des
Bündels
können
in einer Matrix angeordnet werden, die als Zeilen und Spalten dargestellt
ist. In dem vorliegenden Beispiel weist die Matrix drei Zeilen und
drei Spalten auf. Jede in der Abbildung aus 1 dargestellte
Stelle stellt eine Glasfaser in dem Bündel dar. Die Fasern (z.B.
die Stellen) sind in diesem einfachen Beispiel so abgebildet, dass sie
ein rechteckiges Objekt darstellen, das mit einem Endoskop oder
einer anderen optischen Untersuchungs- bzw. Prüfvorrichtung angesehen werden
kann. Jede der Fasern überträgt einen
Teil des Bilds, das das angesehene bzw. betrachtete Objekt darstellt.
Wenn das ganze Bild von einem sendenden Ende korrekt entlang dem
optischen Bündel
zu einem empfangenden Ende übertragen
werden soll, sollte jede Faser (z.B. eine Stelle) in einem bekannten
Verhältnis
in der Matrix an beiden Enden des langen optischen Bündels konfiguriert werden.
Ansonsten wird das Bild verstümmelt
oder verwürfelt,
wenn es an dem empfangenden Ende empfangen wird.
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Kohärente optische
Bündel
liefern angemessene Ergebnisse in einer Vielzahl von Bildübertragungsvorrichtungen.
Aufgrund ihrer Kohärenzvoraussetzung
sind sie jedoch für
gewöhnlich
verhältnismäßig teuer. Im
Gegensatz dazu sind nichtkohärente
optische Bündel
deutlich preisgünstiger.
Ein nichtkohärentes
optisches Bündel
ist eine Ansammlung von Glasfasern, bei der die Position einer beliebigen
Faser an einem Ende des Bündels
nicht unbedingt der Position der Faser an dem anderen Ende entspricht.
Vielmehr ist die Anordnung der Fasern in dem Bündel für gewöhnlich in gewisser Weise wahlfrei.
Dies führt
dann zu keinem Problem, wenn das Bündel lediglich dazu verwendet
wird, Licht zu Ausleuchtungszwecken von einem Ende zu dem anderen
Ende zu übertragen.
Wenn das nichtkohärente
optische Bündel
hingegen zur Bildübertragung
verwendet wird, werden die Bilder am Ende an dem empfangenden Ende
verwürfelt,
und somit sind die übermittelten Bilder
von minderwertiger Qualität.
Auf dem Gebiet müssen
somit diese und andere Probleme durch ein Verfahren überwunden
werden, das nichtkohärente
optische Bündel
für die
Bildübertragung
verwendet, zum Beispiel die Kosten für eine optische Prüfvorrichtung
bzw. Untersuchungsvorrichtung zu reduzieren.
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DE-A-19801696,
WO00/21279 und EP-A-0656723 offenbaren jeweils eine Vorrichtung,
bei der ein Bild durch ein nichtkohärentes optisches Bündel übertragen
wird, das eine Mehrzahl von optischen Fasern umfasst, wobei das
Bild als ein verwürfeltes
Bild empfangen wird. Eine Analyse erfolgt, indem ein Lichtstrahl
entlang jeder Faser nach unten projiziert wird, um die Positionen
der Anordnung des sendenden Endes der Faser mit dem empfangenden
Ende der Faser in Korrelation zu setzen, und um die Positionen der
Anordnungen des empfangenden Endes so abzubilden, dass sie den Anordnungen
des sendenden Endes entsprechen. Das Verfahren der Lichtübertragung
entlang jeder Faser nacheinander ist ineffizient und nicht immer
zweckmäßig. Die
vorliegende Erfindung strebt an, diese Nachteile zumindest teilweise
abzuschwächen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Vorgesehen
ist gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren gemäß dem gegenständlichen
Anspruch 1.
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Vorgesehen
ist gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm gemäß dem gegenständlichen
Anspruch 4.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
vereinfachte Prinzipskizze eines kohärenten optischen Bündels (Stand
der Technik);
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2 eine
vereinfachte Prinzipskizze eines nichtkohärenten optischen Bündels gemäß dem Einsatz in
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
Diagramm eines Bildübertragungssystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Diagramm eines Systems zum Analysieren einer Konfiguration eines
nichtkohärenten
optischen Bündels
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Diagramm eines Beispiels für
Glasfasern eines nichtkohärenten
optischen Bündels,
das gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung analysiert wird; und
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6 ein
Diagramm eines Mustersystems, das gemäß einem Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens der Verwendung eines nichtkohärenten optischen Bündels zur
Bildübertragung
gemäß der vorliegenden
Erfindung betrieben werden kann.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Analysieren und Verwenden eines nichtkohärenten optischen Bündels zur
Simulation eines kohärenten
optischen Bündels,
so dass das nichtkohärente
optische Bündel
zur Bildübertragung
eingesetzt werden kann.
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Verweise
in der vorliegenden Beschreibung auf „ein Ausführungsbeispiel" der vorliegenden
Erfindung bedeuten, dass ein spezielles beschriebenes Merkmal, eine
beschriebene Struktur oder eine beschriebene Eigenschaft in Verbindung
mit dem Ausführungsbeispiel
mindestens in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit bedeutet das Vorkommen
von „in
einem Ausführungsbeispiel" an verschiedenen
Stellen in der Patentschrift nicht unbedingt, dass sich diese Erwähnungen
stets auf das gleiche Ausführungsbeispiel
beziehen.
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Die
Abbildung aus 2 zeigt ein vereinfachtes schematisches
Diagramm bzw. eine Prinzipskizze eines nichtkohärenten optischen Bündels, das
in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt. Wie in der Abbildung
aus 1 weist das optische Bündel aus 2 nur
einige wenige Fasern auf, um das Beispiel dadurch zu vereinfachen.
Die Fasern des Bündels
können
in einer Matrix angeordnet werden, die als Zeilen und Spalten dargestellt
sind. In dem vorliegenden Beispiel sind drei Zeilen und drei Spalten in
der Matrix vorgesehen. Jede in der Abbildung aus 2 dargestellte
Stelle stellt eine Glasfaser in dem Bündel dar. Jede Glasfaser überträgt Licht
von einem Ende des Bündels
zu dem anderen, mit nur minimalem Verlust an Intensität und Farbe.
Die Fasern (z.B. die Stellen) sind in dem vorliegenden einfachen
Beispiel so abgebildet, dass sie ein rechteckiges Objekt darstellen,
das mit einem Industrieendoskop oder einer anderen optischen Untersuchungsvorrichtung
betrachtet werden kann. Jede Faser überträgt einen Teil des Bilds, welches bei
der Betrachtung das Objekt darstellt. Somit kann jede Faser so betrachtet
werden, dass sie ein Pixel eines Bilds überträgt. Im Gegensatz zu dem Beispiel
des kohärenten
optischen Bündels
aus 1 befinden sich die Glasfasern des nichtkohärenten Bündels aus 2 nicht
an der gleichen relativen Position an dem empfangenden Ende.
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In
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
an dem empfangenden Ende des nichtkohärenten optischen Bündels erhaltene
verwürfelte
Bilddaten so verarbeitet werden, dass die durch die Glasfasern übertragenen
Bilddaten effektiv so neu organisiert werden, dass ein kohärentes Lichtbündel simuliert wird.
Allgemein kann ein Referenzbild oder eine Reihe von Referenzbildern
verwendet werden, um eine einzelne Faserabbildung von dem sendenden
Ende zu dem empfangenden Ende zu erzeugen. Diese Abbildung ist für jedes
optische Bündel
statisch, so dass das Verfahren der Kalibrierungsanalyse nur einmal
ausgeführt werden
muss. Die Kalibrierungsanalyse kann während dem Systemfertigungsprozess
oder während
der Systeminitialisierung an einem Benutzerstandort erfolgen. Unter
Verwendung der aus dem Kalibrierungsverfahren gewonnenen Abbildungsinformationen
kann ein Computersystem wie etwa ein Personalcomputer (PC) oder ein
anderes Verarbeitungselement an dem empfangenden Ende des optischen
Bündels
die durch die Glasfasern übertragenen
Bilddaten neu anordnen, so dass das ursprünglich an dem sendenden Ende
des nichtkohärenten
optischen Bündels
erfasste Bild an dem empfangenen Ende neu gestaltet werden kann.
Diese Bildverarbeitung kann statisch Bild für Bild an einem einzelnen Bild
vorgenommen oder zur kontinuierlichen Bilddarstellung in Echtzeit
verwendet werden.
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Die
Abbildung aus 3 zeigt ein Diagramm eines Bildübertragungssystems 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Ein Bild eines Objekts 12 kann
durch die Linse 14 erfasst werden. Die Bilddaten können über ein
nichtkohärentes
optisches Bündel 16 zu
der Kamera 18 oder zu einer anderen Bildverarbeitungsvorrichtung
(nicht abgebildet) übertragen
werden. Die von der Kamera empfangenen Bilddaten werden aufgrund
der nichtkohärenten
Beschaffenheit des nichtoptischen Bündels verwürfelt. Die Kamera 16 kann
die verwürfelten
Bilddaten zu dem Verarbeitungssystem 20 weiterleiten. Bei
dem Verarbeitungssystem 20 kann es sich um jede Schaltkreisanordnung
handeln, welche die hierin beschriebene Kalibrierung und Bildverarbeitungstechniken
ausführen
kann. In einem Ausführungsbeispiel
kann es sich um einen PC handeln, wobei aber auch andere Allzweck-Computersysteme,
Verarbeitungssysteme für
spezielle Zwecke und andere Spezial-Hardware eingesetzt werden können. Das
Verarbeitungssystem führt
Bildverarbeitungsverfahren aus, die nachstehend beschrieben sind,
um die verwürfelten
Bilddaten neu anzuordnen, so dass korrigierte Bilddaten bereitgestellt
werden. Die korrigierten Bilddaten können danach auf einer Anzeige 22 angezeigt
werden.
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Bevor
die verwürfelten
Bilddaten in die korrekten Bilddaten übersetzt werden können, muss
das nichtkohärente
optische Bündel
kalibriert werden, das in dem Bildübertragungssystem verwendet
wird. Die Abbildung aus 4 zeigt ein Diagramm eines Systems
zum Analysieren einer Konfiguration eines nichtkohärenten optischen
Bündels
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Objektlinse 30 kann auf eine
Rasteranzeige 32 auf Pixelbasis fokussiert werden. Bei
der Anzeige 32 kann es sich zum Beispiel um einen Computermonitor
mit einer Kathodenstrahlröhre
(CRT) handeln, wobei aber auch andere Anzeigen verwendet werden
können,
wie etwa Fernseher oder Flüssigkristallanzeigen
(LCDs). Die Objektlinse kann mit einem sendenden Ende eines nichtkohärenten optischen
Bündels 34 gekoppelt
werden. Das von der Objektlinse von einem oder mehreren Pixeln der
Anzeige erfasste Licht kann entlang der Glasfasern des nichtkohärenten optischen
Bündels
von dem sendenden Ende zu dem empfangenden Ende erfasst werden.
Dieses Licht kann durch eine Bilddarstellungslinse 36 zum
Fokussieren auf der Bilddarstellungseinrichtung 38 vorgesehen
werden. Die Bilddarstellungseinrichtung bzw. der Imager 38 kann
eine CCD-Bildanordnung
(CCD als englische Abkürzung
für ladungsgekoppeltes
Halbleiterelement) oder einen analogen Bildsensor darstellen. In
einem Ausführungsbeispiel
können
die Bilddarstellungslinse 36 und die Bilddarstellungseinrichtung
in einer Kamera vorgesehen sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann eine Festkörper-Bilddarstellungseinrichtung
direkt an dem Ende des nichtkohärenten
optischen Bündels
angebracht werden, wodurch die Bilddarstellungslinse in dem System
weggelassen werden kann.
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Sowohl
die Anzeige 32 als auch die Bilddarstellungseinrichtung 38 sind
als eine Anordnung von Pixeln adressierbar. Zur „Kalibrierung" des nichtkohärenten optischen
Bündels
kann ein durch einen Prozessor (in der Abbildung aus 4 nicht
abgebildet) ausgeführtes
Testprogramm verwendet werden, um mindestens ein Pixel auf der Anzeige
selektiv mit einem vorbestimmten Intensitätswert und an vorbestimmter
Position zu beleuchten. Das entlang des nichtkohärenten optischen Bündels übertragene
resultierende Bild kann durch die Bilddarstellungseinrichtung erfasst
werden. Die Position und die Intensität des von der Bilddarstellungseinrichtung
empfangenen Lichts kann in einer Speichervorrichtung gespeichert
werden, wie etwa in einem Direktzugriffsspeicher (RAM), in einer
Datei auf einer Festplatte oder in einem anderen nichtflüchtigen
Speicher (in der Abbildung aus 4 nicht
dargestellt). Als nächstes
kann das Verfahren für
eine andere Reihe von einem oder mehreren Pixeln wiederholt werden,
bis alle Pixel der Anzeige beleuchtet und verarbeitet sind. Durch
den Erhalt der Informationen darüber,
welche Glasfasern Licht von einer ausgesuchten Anordnung von einem
oder mehreren Pixeln der Anzeige an dem sendenden Ende zu der Bilddarstellungseinrichtung
an dem empfangenden Ende über
die Anordnung von Tests übertragen,
kann durch den Prozessor eine Abbildungsfunktion erzeugt werden,
um die verwürfelten
Bilddaten von den Glasfasern in korrigierte Bilddaten zu übersetzen.
Somit können
die vollständige
Farbe und Intensität
aller Pixel auf der Anzeige wieder an ihren entsprechenden Positionen
in einer Bildanordnung an dem empfangenden Ende rekonstruiert werden.
Sobald die Abbildungsfunktion bestimmt worden ist, kann das nichtkohärente optische
Bündel
zur Abbildung bzw. Bilddarstellung ein einem Bildübertragungssystem
verwendet werden, da das Computersystem die verwürfelten Bilddaten gemäß der Abbildungsfunktion
in korrigierte Bilddaten übersetzen
kann.
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Die
Abbildung aus 5 zeigt ein Diagramm eines Beispiels
von Glasfasern eines nichtkohärenten optischen
Bündels,
das gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung analysiert wird. Ein ausgesuchtes Pixel
kann auf der Anzeige beleuchtet werden. Das Pixel ist für das Anzeigeende
des Bündels aus 5 als
ein rechteckiges Feld bzw. ein rechteckiges Kästchen dargestellt. In dem
vorliegenden Beispiel ist nur ein Teil des Anzeigeendes des Bündels dargestellt.
Hiermit wird festgestellt, dass das Pixel in dem vorliegenden Beispiel
kleiner ist als eine einzelne Faser, und das Licht von dem Pixel
kann entlang drei Fasern übertragen
werden. Die Faser Nummer 3 empfängt
etwa 50% der Pixelausleuchtung, und die Fasern 1 und 2 empfangen
jeweils etwa 15% der Pixelausleuchtung. In anderen Ausführungsbeispielen
und Beispielen können
die Pixel gleich groß oder
größer sein
als eine Faser, wobei die Fasern auch rund sein können, und
wobei die Pixelausleuchtung durch eine oder mehrere Fasern übertragen
werden kann, und wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich nicht
beschränkt
ist. Das Licht wird entlang des nichtkohärenten optischen Bündels zu
dem empfangenden Ende übertragen.
Die Fasern des Bündels
können
wahlfrei in dem Bündel
von dem sendenden Ende zu dem empfangenden Ende positioniert sein.
Die an der Bilddarstellungseinrichtung beleuchteten Pixel können somit
gemäß der Abbildung
nicht zusammenhängend
sein. Die Beleuchtungs- bzw. Ausleuchtungswerte der einzelnen Pixel
der Bilddarstellungseinrichtung sind von dem prozentualen Anteil
der Pixelausleuchtung der Anzeige an den entsprechenden Fasern sowie
der Position des projizierten Lichts an den Bilddarstellungspixeln
durch die beleuchteten Fasern abhängig. Zur „Kalibrierung" des nichtkohärenten optischen
Bündels
können
die Ausleuchtungswerte aller Pixel an der Bilddarstellungseinrichtung für eine bestimmte
Anordnung von einem oder mehreren Pixeln, die auf der Anzeige beleuchtet
werden, aufgezeichnet werden. Für
jede Testanordnung mit einem oder mehreren Pixeln kann eine Liste
von beleuchteten Bilddarstellungspixeln kompiliert und ihre entsprechenden
prozentualen Be- bzw. Ausleuchtungswerte erzeugt werden. Diese Kalibrierungsinformationen
können
zur späteren
Verwendung in einem Speichermedium gespeichert werden.
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Bei
der Fokussierung der Objektlinse auf ein Objekt in einer Szene anstatt
auf die Anzeige können
die Kalibrierungsinformationen zur Rekonstruktion eins Bilds der
Szene verwendet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel würde ein
rekonstruiertes Bild der Objektszene die gleiche Pixelauflösung aufweisen
wie die Kalibrierungsanzeige, was zu einer Abbildung von 1:1 der
Pixel der Kalibrierungsanzeige auf die Pixel der Objektszene führt. Die
Liste bzw. die Aufstellung der Bilddarstellungspixel und deren Beleuchtungswerte,
die jedem Anzeigepixel zugeordnet sind, können zumindest teilweise zur
Rekonstruktion der Intensität
des ursprünglichen
Anzeigepixels verwendet werden. Der Ausleuchtungswert der Objektszene
jedes Bilddarstellungspixels in der Liste der Bilddarstellungspixel,
die einem Anzeigepixel zugeordnet sind, kann angepasst und summiert
werden durch den Ausleuchtungswert des Bilddarstellungspixels, der
vorher während
der Kalibrierungsanalyse aufgezeichnet worden ist, wobei dies zu
der Rekonstruktion des Objektszenenpixels führt. Durch das Wiederholen
dieses Verfahrens für
jedes Anzeigepixel kann ein durch die Objektlinse eingefangenes
korrigiertes Bild der Szene bzw. des Motivs wiederhergestellt werden.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
können
unterschiedliche Kalibrierungsanalysetechniken mit der gleichen
Wirkung zur Wiederherstellung des verwürfelten Bilds eingesetzt werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann die Technik der Kalibrierungsanalyse skalierbar gemacht werden,
indem die Liste der Pixel nach den prozentualen Ausleuchtungswerten
sortiert wird, und wobei nur die Einträge verarbeitet werden, die zuerst
das meiste Licht zu dem Bild beitragen. Wenn mehr Verarbeitungsleistung
verfügbar
wird, so können für jedes
Anzeigepixel mehr Listeneinträge
verarbeitet werden.
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In
einem Ausführungsbeispiel
können
die Techniken zur Kalibrierungsanalyse und zur Bilderzeugung für nichtkohärente Bündel gemäß der Darstellung
in der folgenden Tabelle I in der Programmiersprache C implementiert
werden, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich jedoch
nicht beschränkt
ist. Alternativ können
auch andere Programmiersprachen und Techniken für die Implementierung der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden.
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In
der vorstehenden Beschreibung wurden verschiedene Aspekte der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Zu Zwecken der Erläuterung sind darin bestimmte
Nummer oder Mengen, Systeme und Konfigurationen ausgeführt, um
ein umfassendes Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Für den Fachmann auf dem Gebiet
ist es jedoch ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch ohne
diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen
Fällen
wurden allgemein bekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht
dargestellt, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
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Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
in Hardware, Software oder in einer Kombination aus Hardware und
Software ausgeführt
werden. Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
aber auch als Computerprogramme implementiert werden, die auf programmierbaren
Systemen ausgeführt
werden, die zumindest einen Prozessor, ein Datenspeichersystem (einschließlich flüchtigem
und nichtflüchtigem
Speicher und/oder Speicherelementen) mindestens eine Eingabevorrichtung
und mindestens eine Ausgabevorrichtung umfassen. Ein Programmcode
kann auf eingegebene Daten angewendet werden, um die hierin beschriebenen
Funktionen auszuführen
und Ausgabeinformationen zu erzeugen. Die Ausgabeinformationen können auf
bekannte Art und Weise einer oder mehreren Ausgabevorrichtungen
zugeführt
werden. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfasst ein Verarbeitungssystem 20 aus 6 jedes
System, das einen Prozessor wie etwa einen digitalen Signalprozessor
(DSP), einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte
Schaltung (ASIC) oder einen Mikroprozessor umfasst.
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Die
Programme können
zur Kommunikation mit einem Verarbeitungssystem in einer höheren verfahrensorientierten
oder objektorientierten Programmiersprache implementiert werden.
Die Programme können auch
in einer Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description
Language (VHDL), einer Assembliersprache oder einen Maschinensprache
implementiert werden, sofern dies gewünscht wird. Der Umfang der vorliegenden
Erfindung ist auf jede verfügbare
Programmiersprache beschränkt.
In jedem Fall kann es sich dabei um eine kompilierte oder interpretierte
Sprache handeln.
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Die
Kalibrierungs- und Bildübersetzungsprogramme
können
auf einem Speichermedium oder einer Speichervorrichtung gespeichert
werden (z.B. einem Festplattenlaufwerk, einem Diskettenlaufwerk,
einem Nur-Lesespeicher (ROM), einer CD-ROM-Vorrichtung, einer Flash-Speichervorrichtung,
einer Digital Versatile Disk (DVD) oder jeder anderen Speichervorrichtung),
um das Verarbeitungssystem zu konfigurieren und zu betreiben, wenn
die Speichermedien oder die Speichervorrichtung durch das Verarbeitungssystem
gelesen wird, um die hierin beschriebenen Verfahren bzw. Abläufe auszuführen. Ausführungsbeispiele
der Erfindung können auch
als maschinenlesbares Speichermedium betrachtet werden, das zur
Verwendung in Verbindung mit einem Verarbeitungssystem konfiguriert
ist, wobei eine derartige Konfiguration des Speichermediums bewirkt, dass
das Verarbeitungssystem auf eine spezielle und vorher festgelegte
Art und Weise arbeitet, so dass die hierin beschriebenen Funktionen
ausgeführt
werden.
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Ein
Beispiel für
ein derartiges Verarbeitungssystem ist in der Abbildung aus 6 dargestellt.
Das Mustersystem 400 kann zum Beispiel zum Ausführen der
Verarbeitung für
Ausführungsbeispiele
eines Verfahrens zur Verwendung eines nichtkohärenten optischen Bündels in
einem Bildübertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, wie zum Beispiel dem hierin beschriebenen
Ausführungsbeispiel. Das
Mustersystem 400 stellt Verarbeitungssysteme auf der Basis
der Mikroprozessoren PENTIUM® II, PENTIUM® III
und CELERONTM dar, die von der Intel Corporation
erhältlich
sind, wobei aber auch andere Systeme verwendet werden können (darunter
Personalcomputer (PCs) mit anderen Mikroprozessoren, Engineering-Workstations,
Set-Top-Boxen und
dergleichen). In einem Ausführungsbeispiel
kann das Mustersystem 400 eine Version des Betriebssystems
WINDOWSTM ausführen, das von der Microsoft
Corporation erhältlich ist,
wobei aber auch andere Betriebssysteme und zum Beispiel grafische
Benutzeroberflächen
ebenso verwendet werden können.
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Die
Abbildung aus 6 zeigt ein Blockdiagramm eines
Systems 400 eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Das Computersystem 400 weist
einen Prozessor 402 auf, der Datensignale verarbeitet.
Der Prozessor 402 kann mit einem Prozessorbus 404 gekoppelt
sein, der Datensignale zwischen dem Prozessor 402 und anderen
Komponenten in dem System 400 überträgt.
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Das
System 400 weist einen Speicher 406 auf. Bei dem
Speicher 406 kann es sich um einen dynamischen Direktzugriffsspeicher-Baustein (DRAM),
einen statischen Direktzugriffsspeicher-Baustein (SRAM) oder einen anderen Speicherbaustein
handeln. Der Speicher kann Befehle und/oder Daten speichern, die
durch Datensignale dargestellt sind, die durch den Prozessor 402 ausgeführt werden
können.
Die Befehle und/oder Daten können
Code zur Ausführung
jeder und/oder aller Techniken der vorliegenden Erfindung umfassen.
Der Speicher 406 kann auch zusätzliche Software und/oder Daten
(nicht abgebildet) aufweisen. Ein Cache-Speicher 408 kann
sich in dem Prozessor 402 befinden, der in dem Speicher 406 gespeicherte
Datensignale speichert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschleunigt
der Cache-Speicher 408 den Speicherzugriff durch den Prozessor,
indem dessen Zugriffsanordnung genutzt wird. Alternativ kann sich
der Cache-Speicher in einem anderen Ausführungsbeispiel außerhalb
des Prozessors befinden.
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Ein
Brücken-/Speicher-Controller 410 kann
mit dem Prozessorbus 404 und dem Speicher 406 gekoppelt
sein. Der Brücken-/Speicher-Controller 410 leitet
Datensignale zwischen dem Prozessor 402, dem Speicher 406 und
anderen Komponenten in dem System 400 und überbrückt die
Datensignale zwischen dem Prozessorbus 404, dem Speicher 406 und
einem ersten Ein-Ausgabe-Bus
(E/A) 412. In bestimmten Ausführungsbeispielen stellt der
Brücken-/Speicher-Controller
einen Grafik-Port zur Kopplung mit einem Grafik-Controller 413 bereit.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Grafik-Controller 413 mit einer Anzeigevorrichtung (nicht
abgebildet) verbunden, zur Anzeige von gerenderten oder anderweitig
durch den Grafik-Controller 413 verarbeiteten
Bildern für
einen Benutzer.
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Der
erste E/A-Bus 412 kann einen einzelnen Bus oder eine Kombination
aus mehreren Bussen umfassen. Der erste E/A-Bus 412 stellt Übermittlungsabschnitte
zwischen den Komponenten in dem System 400 bereit. Ein
Netzwerk-Controller 414 kann mit dem ersten E/A-Bus 412 gekoppelt
sein. Der Netzwerk-Controller verbindet das System 400 mit
einem Netzwerk, das eine Mehrzahl von Verarbeitungssystemen (in
der Abbildung aus 6 nicht dargestellt) aufweisen
kann, und das die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen
unterstützt.
In bestimmten Ausführungsbeispielen
kann ein Anzeigevorrichtungs-Controller 416 mit dem ersten
E/A-Bus 412 gekoppelt sein. Der Anzeigevorrichtungs-Controller 416 ermöglicht die
Kopplung einer Anzeigevorrichtung mit dem System 400 und
fungiert als eine Schnittstelle zwischen einer Anzeigevorrichtung (nicht
abgebildet) und dem System. Die Anzeigevorrichtung empfängt Datensignale
von dem Prozessor 402 über
den Anzeigevorrichtungs-Controller 416 und zeigt die in
den Datensignalen enthaltenen Informationen einem Benutzer des Systems 400 an.
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Die
Kamera 418 kann mit dem ersten E/A-Bus gekoppelt werden,
um Live-Ereignisse zu erfassen, die über das nichtkohärente optische
Bündel
empfangen werden. Die Kamera 418 kann eine digitale Videokamera umfasst,
die eine interne digitale Videoaufnahme-Hardware aufweist, welche
ein erfasstes Bild in digitale Grafikdaten umwandelt bzw. übersetzt.
Die Kamera kann eine analoge Videokamera umfassen, die eine digitale Videoaufnahme-Hardware
außerhalb
der Videokamera zur Digitalisierung eines erfassten Bilds aufweist.
Alternativ kann die Kamera 418 eine digitale Fotokamera
oder eine analoge Fotokamera umfassen, die mit der Bildaufnahme-Hardware
gekoppelt ist. Ein zweiter E/A-Bus 420 kann einen einzelnen
Bus oder eine Kombination aus mehreren Bussen umfassen. Der zweite
E/A-Bus 420 stellt Übermittlungsabschnitte
zwischen den Komponenten in dem System 400 bereit. Eine
Datenspeichervorrichtung 422 kann mit dem zweiten E/A-Bus 420 gekoppelt
werden. Die Datenspeichervorrichtung 422 kann ein Festplattenlaufwerk,
ein Diskettenlaufwerk, eine CD-ROM-Vorrichtung, eine Flash-Speichervorrichtung
oder eine andere Massenspeichervorrichtung umfassen. Die Datenspeichervorrichtung 422 kann
eine oder eine Mehrzahl der beschriebenen Datenspeichervorrichtungen
umfassen.
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Eine
Tastatur-Schnittstelle 424 kann mit dem zweiten E/A-Bus 420 gekoppelt
werden. Die Tastatur-Schnittstelle 424 kann einen Tastatur-Controller
oder eine andere Tastatur-Schnittstellenvorrichtung
umfassen. Die Tastatur-Schnittstelle 424 kann eine dedizierte
Vorrichtung umfassen oder kann sich in einer anderen Vorrichtung
befinden, wie etwa einem Bus-Controller
oder einer anderen Controller-Vorrichtung. Die Tastatur-Schnittstelle 424 ermöglicht die
Kopplung einer Tastatur mit dem System 400 und überträgt Datensignale von
einer Tastatur zu einem System 400. Eine Benutzereingabe-Schnittstelle 425 kann
mit dem zweiten E/A-Bus 420 gekoppelt werden. Die Benutzereingabe-Schnittstelle
kann mit einer Benutzereingabevorrichtung gekoppelt werden, wie
etwa einer Maus, einem Joystick oder Trackball, um dem Computersystem
Eingabedaten zuzuführen.
Ein Audio-Controller 426 kann mit dem zweiten E/A-Bus 420 gekoppelt
werden. Der Audio-Controller 426 koordiniert durch seinen
Betrieb die Aufzeichnung und die Wiedergabe von Audiosignalen. Eine
Busbrücke
puffert und überbrückt Datensignale
zwischen dem ersten E/A-Bus 412 und dem zweiten E/A-Bus 420.
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Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung stehen im Verhältnis zu dem Einsatz des Systems 400 zum
Kalibrieren und Einsetzen eines nichtkohärenten optischen Bündels in
einem Bildübertragungssystem.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
kann eine derartige Verarbeitung durch das System 400 als
Reaktion auf die Ausführung
von Befehlssequenzen in dem Speicher 404 durch den Prozessor 402 vorgenommen
werden. Derartige Befehle bzw. Anweisungen können von einem anderen computerlesbaren Medium,
wie etwa der Datenspeichervorrichtung 422 oder beispielsweise
von einer anderen Quelle über
den Netzwerk-Controller 414 in
den Speicher 404 eingelesen werden. Die Ausführung der
Befehlsfolgen bewirkt, dass der Prozessor 402 ein nichtkohärentes optisches
Bündel
in einem Bildübertragungssystem
gemäß den Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kalibriert und verwendet. In einem alternativen
Ausführungsbeispiel
kann eine Hardware-Schaltkreisanordnung
an Stelle oder in Kombination mit Softwarebefehlen eingesetzt werden,
um Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Die vorliegende Erfindung
ist somit nicht auf eine bestimmte Kombination aus Hardware-Schaltkreisanordnung
und Software beschränkt.
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Die
Elemente des Systems 400 erfüllen ihre herkömmlichen
Funktionen, die im Fach allgemein bekannt sind. Im Besonderen kann
die Datenspeichervorrichtung 422 verwendet werden, um eine
langfristige Speicherung für
ausführbare
Befehle vorzusehen sowie Datenstrukturen für Ausführungsbeispiele von Verfahren
zur Kalibrierung und Verwendung eines nichtkohärenten optischen Bündels in
einem Bildübertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung, während
der Speicher 406 zum kurzfristigeren Speichern der ausführbaren
Befehle von Ausführungsbeispielen
der Verfahren zur Kalibrierung und Verwendung eines nichtkohärenten optischen
Bündels
in einem Bildübertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung während
der Ausführung
durch den Prozessor 402 verwendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Bezug auf veranschaulichende
Ausführungsbeispiele beschreiben,
wobei die Beschreibung jedoch nicht als einschränkend auszulegen ist. Verschiedene
Modifikationen der veranschaulichenden Ausführungsbeispiele sowie weitere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die für
den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich sind, an den die vorliegende
Erfindung gerichtet ist, sind gemäß dem Umfang der vorliegenden
Erfindung möglich.
