DE60201849T2

DE60201849T2 - Abbildungssystem, Programm zur Kontrolle der Bilddaten dieses Systems, Verfahren zur Korrektur von Verzerrungen von aufgenommenen Bildern dieses Systems und Aufzeichnungsmedium zur Speicherung von diesem Verfahren

Info

Publication number: DE60201849T2
Application number: DE60201849T
Authority: DE
Inventors: Setsunobu Shiki-gun Wakamoto; Kiyoshi Kyotanabe-shi Kumata; Tohru Nara-shi Shigeta; Kenichi Tenri-shi Kawakami; Kohichi Tenri-shi Nakano
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: EP1233345A1; US7058235B2; DE60201849D1; TW542936B; US20020141636A1; KR100481399B1; EP1233345B1; KR20020066219A; JP2002236918A; JP3804916B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Folgendes: ein Bildaufnahmesystem, das bei einer einzelnen Aufnahme ein Bild entsprechend einem Gesichtsfeld von 360° aufnehmen kann; Software, die zum Steuern von das erfasste Bild repräsentierenden Daten verwendet wird; ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzeichnung in einem durch das Bildaufnahmesystem aufgenommenen Bild; und Aufzeichnungsträger-Speicherprozeduren für ein derartiges Verfahren. Aus dem durch das Bildaufnahmesystem erfassten Bild können die räumliche Geometrie, die Konfiguration eines Objekts usw. korrekt erfasst werden. Ein derartiges Bildaufnahmesystem wird vorzugsweise auf weitreichenden Gebieten verwendet, einschließlich dem Sicherheitsgebiet zum Überwachen von Geschäften, Banken usw.; dem Fahrzeuganwendungsgebiet, zum Vermeiden von Fahrzeugzusammenstößen und zum Überwachen des Inneren eines Fahrzeugs; und dem Gebiet der Messinstrumente zur Verwendung z. B. im visuellen Abschnitt eines Industrieroboters.
2. BESCHREIBUNG DER EINSCHLÄGIGEN TECHNIK
Bei einem herkömmlichen Bildaufnahmesystem, das ein Bild mit einem Gesichtsfeld von 360° unter Verwendung eines Hyperbolspiegels aufnehmen kann, wird als Hyperbolspiegel zum Erzeugen eines Zentralprojektionsbilds ein Reflexionsspiegel mit der Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids (nachfolgend als "erste Schale eines zweischaligen Hyperboloids" bezeichnet) verwendet. Das Linsenzentrum einer Kamera wird an einer Fokusposition einer Geometrie der anderen Schale der zwei Schalen des zweischaligen Hyperboloids (nachfolgend als die "zweite Schale eines zweischaligen Hyperboloids" bezeichnet), die der ersten Schale des zweischaligen Hyperboloids gegenübersteht, angeordnet (siehe z. B. die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 6-295333). Das US-Patent 6,130,783 offenbart einen omnidirektionalen, visuellen Sensor unter Verwendung von Hyperbolspiegeln.
Die 2 ist ein Diagramm zum Erläutern der Funktion eines zweischaligen Hyperboloids und dessen Eigenschaften.
Bei einem Bildaufnahmesystem unter Verwendung eines Hyperbolspiegels mit einer Geometrie der ersten Schale eines zweischaligen Hyperboloids (oben in der 2 dargestellt), wobei das Linsenzentrum einer Kamera an der Position eines Fokus O₂ der zweiten Lage des zweischaligen Hyperboloids (unten in der 2 dargestellt) angeordnet ist, ist, wenn ein Objekt als Bild eingegeben (aufgenommen) wird, das eingegebene Bild (das aufgenommene Bild) ein Zentralprojektionsbild. Eine Positionsbeziehung zwischen dem Zentralprojektionsbild und dem Objekt kann durch die folgenden Ausdrücke (1) und (2) repräsentiert werden:
Einer der Vorteile eines Bildaufnahmesystems unter Verwendung eines derartigen Hyperbolspiegels besteht darin, dass das Zentralprojektionsbild leicht in ein Bild an irgendeiner räumlichen Position um das Zentralprojektionsbild herum transformiert werden kann.
Jedoch ist beim herkömmlichen Bildaufnahmesystem unter Verwendung eines Hyperbolspiegels die Linsenposition zum Erzeugen des Zentralprojektionsbilds auf einen Punkt (Fokus O₂) begrenzt. So ist es schwierig, eine Linse zu einer Position auszurichten, die für ihre Installation optimal ist.
Darüber hinaus ist es bei dieser Linsenposition (Fokus O₂), angesichts der Leistungsfähigkeit der Linse, nicht einfach, die Linse auf eine gesamte Fläche des Hyperbolspiegels zu fokussieren, um ein an diesem reflektiertes Bild aufzunehmen, da der Minimalabstand der von der Linse zu einem im Hyperbolspiegel (Abstand zwischen dem Scheitel des Hyperbolspiegels und der Linse) erzeugten virtuellen Bild (im Hyperbolspiegel reflektiertes Objekt) kurz ist. Im Ergebnis wird das Zentralprojektionsbild beim herkömmlichen Bildaufnahmesystem unter einer Bedingung aufgenommen, bei der der Fokus nicht so eingestellt ist, dass er auf der gesamten Fläche des Hyperbolspiegels liegt, sondern vielmehr ist der Fokus so eingestellt, dass er nur auf einem Teilgebiet der Fläche desselben liegt. Das Gebiet der Fläche des Hyperbolspiegels, auf das die Linse fokussiert ist, hat z. B. Torusform, und so wird nicht das gesamte Zentralprojektionsbild erfasst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Bildaufnahmesystem mit: einem Reflexionsspiegel mit der Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und einem Bildaufnahmeabschnitt mit einem Lichtempfangselement zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse konzentriert wurde, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; wobei dieses Bildaufnahmesystem über einen Bildverarbeitungsabschnitt zum Ausführen einer Koordinatentransformation an den erfassten Bilddaten verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildaufnahmeabschnitt eine Einrichtung zum Erfassen von Bilddaten einer Objektinspektionszeichnung zum Erzeugen perspektivisch transformierter Bilddaten sowie eine Einrichtung zum Korrigieren einer Verzeichnung in den erfassten Daten auf Grundlage des Abstands zwischen der für die Koordinatentransformation angepassten Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements sowohl auf Grundlage der transformierten Bilddaten aufweist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Koordinatentransformation unter Verwendung des folgenden Ausdrucks an den erfassten Bilddaten ausgeführt, um die perspektivisch transformierten Bilddaten zu erzeugen:
wobei (X, Y, Z) die Position eines Objekt repräsentiert a, b und c Spiegelkonstanten (x, y) sind eine Koordinate des erfassten Bilds repräsentiert und F den Abstand zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements repräsentiert.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Rechtecke-Inspektionszeichnung als Inspektionszeichnung verwendet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes auf: eine Einrichtung zum Transformieren der erfassten Bilddaten in die perspektivisch transformierten Bilddaten, um ein perspektivisch transformiertes Bild zu erzeugen; und eine Bedienkonsole zum Eingeben einer Anweisung zum Vergrößern oder Verkleinern eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes auf: eine Einrichtung zum Transformieren der erfassten Bilddaten in die perspektivisch transformierten Bilddaten, um ein perspektivisch transformiertes Bild zu erzeugen; und einen Bilderkennungsabschnitt zum Erkennen, ob das erzeugte perspektivisch transformierte Bild verzeichnet ist oder nicht, was durch Vergleichen desselben mit einem Bild erfolgt, das zu erhalten erwartet wird, wenn das erfasste Bild ein Zentralprojektionsbild ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung führt der Bildverarbeitungsabschnitt eine Koordinatentransformationsverarbeitung entsprechend einem von der Bedienkonsole ausgegebenen Anweisungssignal aus.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung führt der Bildverarbeitungsabschnitt eine Koordinatentransformationsverarbeitung entsprechend einem vom Bilderkennungsabschnitt ausgegebenen Anweisungssignal aus.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes auf: eine mit einer Busleitung verbundene CPU; einen Eingangspuffer; eine Nachschlagetabelle; eine Arithmetikverarbeitungsschaltung und einen Ausgangspuffer; wobei: die CPU die Arithmetikverarbeitung steuert; der Eingangspufferspeicher erfasste Bilddaten speichert; die Nachschlagetabelle und die Arithmetikverarbeitungsschaltung für die Arithmetikverarbeitung verwendet werden; und der Ausgangspufferspeicher den Bildver arbeitungsabschnitt zum Speichern perspektivisch transformierter Bilddaten enthält.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes auf: eine mit einer Busleitung verbundene CPU; einen Eingangspuffer; eine Nachschlagetabelle; eine Arithmetikverarbeitungsschaltung und einen Ausgangspuffer; wobei: die CPU die Arithmetikverarbeitung steuert; der Eingangspufferspeicher erfasste Bilddaten speichert; die Nachschlagetabelle und die Arithmetikverarbeitungsschaltung für die Arithmetikverarbeitung verwendet werden; und der Ausgangspufferspeicher den Bildverarbeitungsabschnitt zum Speichern perspektivisch transformierter Bilddaten enthält.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Programm, das zur Steuerung von Bilddaten in einem Bildaufnahmesystem verwendet wird, wobei das Bildaufnahmesystem Folgendes aufweist: einen Computer; einen Reflexionsspiegel mit der Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und einen Bildaufnahmeabschnitt mit einem Lichtempfangselement zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse konzentriert wurde, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; und wobei das Programm so ausgebildet ist, dass es den Computer so steuert, dass dieser als Folgendes dient: Koordinatentransformationsabschnitt zum Ausführen einer Koordinatentransformation an erfassten Bilddaten, wobei das Programm dadurch gekennzeichnet ist, dass es den Computer so steuert, dass dieser von einer Objektinspektionszeichnung erhaltene Bilddaten erfasst, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen; wobei das Programm ferner so ausgebildet ist, dass es den Computer so steuert, dass er als Korrekturabschnitt zum Korrigieren einer Verzeichnung im erfassten Bild auf Grundlage des Abstands zwischen der für die Koordinatentransformation angepassten Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements sowie auf Grundlage der transformierten Bilddaten dient.
Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Verfahren zum Korrigieren eines erfassten Bilds in einem Bildaufnahmesystem, wobei das Bildaufnahmesystem Folgendes aufweist: einen Reflexionsspiegel mit einer Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und ein Lichtempfangselement zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse konzentriert wird, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; wobei dieses Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: einen ersten Schritt zum Speichern erfasster Bilddaten, die von einer Objektinspektionszeichnung erhalten werden, in einem Eingangspufferspeicher; einen zweiten Schritt zum Ausführen einer Koordinatentransformation entsprechend einer Anweisung von einer CPU in Reaktion auf ein von einer Bedienkonsole ausgegebenes Anweisungssignal an den im Eingangspufferspeicher gespeicherten erfassten Bilddaten unter Verwendung einer Arithmetikverarbeitungsschaltung, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen und diese in einem Ausgangspufferspeicher abzuspeichern; und einen dritten Schritt des Anzeigens eines aus den im Ausgangspufferspeicher gespeicherten perspektivisch transformierten Bilddaten erzeugten Bilds auf einem Monitor, das von einer Prüfperson geprüft wird; wobei: wenn ein durch Erfassen des Bilds einer Rechtecke-Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild im dritten Schritt als verzeichnet ermittelt wird, die Prüfperson in die Bedienkonsole eine Anweisung zum Vergrößern oder Verkleinern des Abstands zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements eingibt, so dass die Bedienkonsole ein Anweisungssignal zum Ändern des Werts des Abstands zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements ausgibt; und auf Grundlage der übertragenen Bilddaten; und der erste bis dritte Schritt wiederholt werden.
Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Verfahren zum Korrigieren eines erfassten Bilds in einem Bildaufnahmesystem, wobei das Bildaufnahmesystem Folgendes aufweist: einen Reflexionsspiegel mit einer Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und ein Lichtempfangselement zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse konzentriert wird, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; wobei dieses Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: einen ersten Schritt zum Speichern erfasster Bilddaten, die durch Erfassen eines Bilds einer Objektinspektionszeichnung in einem Eingangspufferspeicher erhalten werden; einen zweiten Schritt des Ausführens einer Koordinatentransformation entsprechend einer Anweisung von einer CPU in Reaktion auf ein von einem Bilderkennungsabschnitt ausgegebenen Anweisungssignal an den im Eingangspufferspeicher gespeicherten erfassten Bilddaten unter Verwendung einer Arithmetikverarbeitungsschaltung, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen und diese in einem Aus gangspufferspeicher abzuspeichern; und einen dritten Schritt zum Vergleichen der im Ausgangspufferspeicher gespeicherten perspektivisch transformierten Bilddaten mit erwarteten Bilddaten, wie sie erhalten werden, wenn ein erfasstes Bild ein Zentralprojektionsbild ist, unter Verwendung des Bilderkennungsabschnitts; wobei: wenn ein durch Erfassen eines Bilds einer Rechtecke-Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild im dritten Schritt als verzeichnet ermittelt wird, der Bilderkennungsabschnitt das Anweisungssignal ausgibt, um den Abstand zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements zu ändern; und auf Grundlage der transformierten Bilddaten; und der erste bis dritte Schritt wiederholt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Bildaufnahmesystem zum Transformieren erfasster Bilddaten in perspektivisch transformierte Bilddaten unter Verwendung eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen einer Lichtempfangsfläche eines Lichtempfangselements und der Position einer Bildaufnahmelinse, der dann verwendet wird, wenn ein durch Erfassen eines Bilds einer vorgegebenen Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild durch ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzeichnung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 11 nicht als verzeichnet ermittelt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Bildaufnahmesystem zum Transformieren erfasster Bilddaten in perspektivisch transformierte Bilddaten unter Verwendung eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen einer Lichtempfangsfläche eines Lichtempfangselements und der Position einer Bildaufnahmelinse, der dann verwendet wird, wenn ein durch Erfassen eines Bilds einer vorgegebenen Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild durch ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzeichnung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 12 nicht als verzeichnet ermittelt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Aufzeichnungsmedium geschaffen, das Prozeduren für ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzeichnung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 11 speichert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Aufzeichnungsmedium geschaffen, das Prozeduren für ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzeichnung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 12 speichert.
Nachfolgend werden Effekte der Erfindung beschrieben.
Bei einem Bildaufnahmesystem unter Verwendung eines Hyperbolspiegels ist es, hinsichtlich der Funktionsfähigkeit einer Linse, schwierig, dieselbe auf die gesamte Fläche des Hyperbolspiegels zu fokussieren, um ein gesamtes Bild aufzunehmen, das in ihm reflektiert wird. Dies, da der Minimalabstand von einem im Hyperbolspiegel reflektierten Objekt zu einer Linsenposition (Fokusposition der zweiten Schale des zweischaligen Hyperboloids), der Erfordernissen für eine Zentralprojektion genügt, kurz ist. Um die Linse auf die gesamte Fläche des Hyperbolspiegels zu fokussieren, wird die Verwendung einer speziell bearbeiteten Weitwinkel-Abbildungslinse in Betracht gezogen. In der Praxis wird der Fokus nicht nur unter Verwendung der Linse zufriedenstellend eingestellt, und so wird, um den Fokus einzustellen, die Linse unter Verwendung einer Aperturblende so weit wie möglich abgeblendet. Wenn jedoch die Linse unter Verwendung einer Aperturblende übermäßig abgeblendet wird, ist die Leuchtstärke eines zu erzeugenden Eingabebilds schwach, und die Bedingungen zum Aufnehmen eines Bilds sind eingeschränkt. So ist eine speziell bearbeitete Weitwinkel-Abbildungslinse weniger anwendbar.
Demgemäß wird, gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, die Linsenposition einer Kamera (Bildaufnahmeabschnitt) von einer Fokusposition (d. h., eine Position mit solchen Bedingungen, dass Zentralprojektionserfordernissen bei der geometrischen Optik genügt ist) der zweiten Schale eines zweischaligen Hyperboloids so verschoben, dass sie entfernt vom Hyperbolspiegel liegt. Im Ergebnis wird das gesamte virtuelle, im Hyperbolspiegel reflektierte Bild innerhalb der Fokussiertiefe einer Linse platziert, und so ist es möglich, die Linse auf die gesamte Fläche des Hyperbolspiegels zu fokussieren. Darüber hinaus ist es, gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, selbst dann, wenn die Linsenposition gegenüber der Fokusposition der zweiten Schale des zweischaligen Hyperboloids verschoben ist, möglich, eine Verzeichnung eines aufgenommenen Bilds (Eingangsbild) zu korrigieren und ein derartiges Bild in ein Zentralprojektionsbild zu transformieren.
Selbst wenn die Linse so liegt, dass den Zentralprojektionserfordernissen geometrisch genügt ist, besteht die Möglichkeit, dass die Position zum Erfüllen der Erfordernisse einer scheinbaren Zentralprojektion auf Grund einer Verzeichnungsabberation der Linse verschoben ist. In einem solchen Fall wird die Linsenposition, herkömmlicherweise, mechanisch so eingestellt, dass Erfordernissen einer Zentralprojektion, bei der derartige optische Einstellungen schwierig und zeitaufwändig sind, genügt ist.
Andererseits wird die Linse, gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, an einer vorgeschriebenen Position voreingestellt. Eine vorgegebene Inspektionszeichnung (z. B. eine Rechtecke-Inspektionszeichnung) wird als Bild aufgenommen, und an das aufgenommene Bild repräsentierende Daten wird eine Koordinatentransformation ausgeführt, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen. Wenn ein durch die erzeugten perspektivisch transformierten Bilddaten repräsentiertes Bild verzeichnet ist, wird ein Wert (F-Wert) hinsichtlich des Abstands zwischen der für die Koordinatentransformation angepassten Linsenposition und einer Lichtaufnahmefläche einer Kamera (Bildaufnahmeabschnitt) vergrößert oder verkleinert.
Demgemäß ist es, wenn eine Bildverarbeitung ausgeführt wird, möglich, auf einfache Weise unter Verwendung von Software den Erfordernissen für eine Zentralprojektion zu genügen, um dadurch den Schritt der optischen Einstellung zu verkürzen. Außerdem ist es möglich, die Einstellgenauigkeit zum Erzeugen eines Zentralprojektionsbilds zu verbessern.
Um eine Verzeichnung in einem aufgenommenen Bild zu korrigieren, besteht Anwendbarkeit bei einer Vorrichtung (Korrekturabschnitt) mit Folgendem: einem Bildverarbeitungsabschnitt zum Transformieren von das aufgenommene Bild repräsentierenden Daten in perspektivisch transformierte Bilddaten, um ein perspektivisch transformiertes Bild zu erzeugen, und einem Abschnitt mit einer Bedienkonsole zum Eingeben des zu korrigierenden Verzeichnungsausmaßes, wenn das erzeugte perspektivisch transformierte Bild verzeichnet ist.
Zum Beispiel wird durch Voreinstelltasten an der Bedienkonsole, in solcher Weise, dass der F-Wert um einen konstanten Betrag vergrößert oder verkleinert wird, wenn eine entsprechende Taste betätigt wird, in einem Schritt 4 des in der 9 dargestellten Verfahrens, das unten bei einem Beispiel beschrieben wird, bestimmt, ob der Typ der Verzeichnung im Bild eine Tonnenverzeichnung (Verzeichnung entlang einer Richtung "+") ist oder nicht. Wenn die Verzeichnung als Tonnenverzeichnung bestimmt wird, wird, in einem Schritt 6, eine Taste zum Verkleinern des F-Werts betätigt. An den Bildverarbeitungsabschnitt wird ein Steuersignal zum Verkleinern des F-Werts übertragen und die Prozedur kehrt zum Schritt 2 zurück. Auf Grundlage des verkleinerten F-Werts wird erneut unter Verwendung der oben beschriebenen Ausdrücke (1) und (2) eine arithmetische Verarbeitung ausgeführt, damit das perspektivisch transformierte Bild erneut angezeigt wird. In einem Schritt 3 wird erneut geklärt, ob das Bild verzeichnet ist oder nicht. Wenn das Bild verzeichnet ist, kehrt die Prozedur zum Schritt 4 zurück.
Alternativ wird, wenn im Schritt 4 der Typ der Verzeichnung im Bild als Kissenverzeichnung (Verzeichnung entlang einer Richtung "–") bestimmt wird, in einem Schritt 5 eine Taste zum Vergrößern des F-Werts betätigt. Es wird ein Steuersignal zum Vergrößern des F-Werts an den Bildverarbeitungsabschnitt übertragen, und die Prozedur kehrt zum Schritt 2 zurück. Auf Grundlage des vergrößerten F-Werts wird erneut eine arithmetische Verarbeitung unter Verwendung der Ausdrücke (1) und (2) ausgeführt, so dass das perspektivisch Bild erneut angezeigt wird. Im Schritt 3 wird erneut geklärt, ob das Bild verzeichnet ist oder nicht. Wenn das Bild verzeichnet ist, kehrt die Prozedur zum Schritt 4 zurück.
Die oben beschriebene Prozedur wird wiederholt, bis die Verzeichnung aus dem Bild entfernt ist. Wenn die Verzeichnung entfernt ist, endet die Prozedur. Im oben beschriebenen Fall ist es auch möglich, einen geänderten F-Wert, der aus dem Umfang der Verzeichnung abgeschätzt wird, direkt über die Bedienkonsole einzugeben, anstatt eine Anweisung unter Verwendung derselben zum Vergrößeren oder Verkleinern des F-Werts einzugeben.
Um eine Verzeichnung in einem aufgenommenen Bild zu korrigieren besteht Anwendbarkeit in einer Vorrichtung (Korrekturabschnitt) mit Folgendem: einem Bildverarbeitungsabschnitt zum Transformieren von das aufgenommene Bild repräsentierenden Daten in perspektivisch transformierte Bilddaten, um ein perspektivisch transformiertes Bild zu erzeugen, und einem Bilderkennungsabschnitt zum Erkennen, ob das perspektivisch transformierte Bild verzeichnet ist, durch Vergleichen des erzeugten perspektivisch transformierten Bilds mit einem Bild, das zu erhalten erwartet wird, wenn das aufgenommene Bild ein Zentralprojektions Bild ist. Daher ist es im Schritt des Korrigierens des F-Werts, wie oben beschrieben, unter Verwendung des Bilderkennungsabschnitt auch möglich, automatisch zu bestimmen, ob das Bild verzeichnet ist oder nicht, und es kann die Verzeichnungsrichtung erkannt werden (d. h., ob der Verzeichnungstyp einer Kissenverzeichnung entspricht oder nicht), obwohl bei einem herkömmlichen System eine derartige Bestimmung von Hand ausgeführt wird.
Alternativ ist es durch direktes Verbinden der Bedienkonsole oder des Bilderkennungsabschnitts mit dem Bildverarbeitungsabschnitt, so dass der Letztere eine Koordinatentransformation mit einer Verarbeitung des aufgenomme nen Bilds entsprechend einem Anweisungssignal von der Bedienkonsole oder dem Bilderkennungsabschnitt ausführen kann, auch möglich, den F-Wert automatisch zu korrigieren.
Genauer gesagt, ermittelt der Bilderkennungsabschnitt, ob das Bild verzeichnet ist oder nicht, und er ermittelt auch das Ausmaß der Verzeichnung. Der Bilderkennungsabschnitt sendet automatisch ein einen Korrekturwert repräsentierendes Signal, das dem Ausmaß der Verzeichnung entspricht, an den Bildverarbeitungsabschnitt, um dafür zu sorgen, dass dieser auf Grundlage des Korrekturwerts erneut eine arithmetische Verarbeitung ausführt. Im Ergebnis wird ein dem Korrekturwert entsprechendes Bild angezeigt. Der Bilderkennungsabschnitt wiederholt erneut automatisch den Vorgang des Ermittelns, ob das Bild verzeichnet ist oder nicht, und des Ermittelns des Ausmaßes der Verzeichnung. Ein derartiger Vorgang kann wiederholt werden, bis die Verzeichnung auf einen vorgegebenen Wert oder weniger verringert ist.
Hinsichtlich des Bildverarbeitungsabschnitts besteht Anwendbarkeit bei einer Vorrichtung mit Folgendem: einer CPU zum Steuern arithmetischer Verarbeitungsoperationen; einem Eingangspufferspeicher zum Speichern erfasster Bilddaten; einer LUT (Look-Up Table = Nachschlagetabelle), die für eine arithmetische Verarbeitung verwendet wird; einer Schaltung für arithmetische Verarbeitung und einem Ausgangspufferspeicher zum Speichern perspektivisch transformierter Bilddaten. Bei einer derartigen Vorrichtung sind diese Komponenten mit einer Busleitung verbunden. So ist es möglich, die Geschwindigkeit der Bildverarbeitung im Vergleich zu einer solchen unter Verwendung von Software stark zu verbessern, und es ist auch möglich, aufgenommene Bilder zu animieren, ohne dass die Qualität der Bilder beeinträchtigt würde.
Ein Programm gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ermöglicht es, einem Computer als Folgendes zu dienen: Koordinatentransformationsabschnitt zum Ausführen einer Koordinatentransformation an Bilddaten, die durch Aufnehmen eines Bilds einer vorgegebenen Inspektionszeichnung erhalten wurden, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen; und als Verzeichnungskorrekturabschnitt zum Ausführen der Koordinatentransformation an den erzeugten perspektivisch transformierten Bilddaten durch Vergrößern oder Verkleinern eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen einer für die Koordinatentransformation verwendeten Linsenposition und einer Lichtempfangsfläche abhängig vom Verzeichnungstyp, wenn ein aus den perspektivisch transformierten Bilddaten erzeugtes perspektivisch transformiertes Bild verzeichnet ist, so dass es möglich ist, eine Korrekturverarbeitung automatisch auszuführen.
Beim Bildaufnahmesystem gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung wird, wenn die Verzeichnung eines aufgenommenen Bilds korrigiert wird, eine vorgegebene Inspektionszeichnung (z. B. eine Rechtecke-Inspektionszeichnung) als Bild aufgenommen, und die aufgenommenen Bilddaten werden im Eingangspufferspeicher des Bildverarbeitungsabschnitts gespeichert. Die Schaltung für arithmetische Verarbeitung führt die Koordinatentransformation an den erfassten Bilddaten entsprechend einer Anweisung von der CPU aus, die auf einem Bediensignal von der Bedienkonsole oder vom Bilderkennungsabschnitt beruht, damit perspektivisch transformierte Bilddaten erzeugt werden. Die perspektivisch transformierten Bilddaten werden im Ausgangspufferspeicher des Bildverarbeitungsabschnitts gespeichert und abhängig von einer Anweisung von der CPU, die auf einem Bediensignal von der Bedienkonsole oder vom Bilderkennungsabschnitt beruht, an einen Monitor ausgegeben. Wenn ein Bediener bestätigt, dass das auf dem Monitor angezeigte aufgenommene Bild der Rechtecke-Inspektionszeichnung verzeichnet ist, wird ein Wert (F-Wert) hinsichtlich des Abstands zwischen einer Linsenposition und einer Lichtempfangsfläche, der über die Bedienkonsole eingegeben wird, vergrößert oder verkleinert. Ein derartiger Vorgang wird wiederholt, um die Verzeichnung im aufgenommenen Bild zu korrigieren, damit das aufgenommene Bild in ein Zentralprojektionsbild transformiert werden kann.
Unter Verwendung eines derartige Prozeduren zum Korrigieren einer Verzeichnung in einem aufgenommenen bildspeichernden Aufzeichnungsträgers ist es möglich, die Korrekturverarbeitung zu automatisieren.
Demgemäß ermöglicht es die hier beschriebene Erfindung, Vorteile dadurch zu erzielen, dass Folgendes geschaffen ist: ein Bildaufnahmesystem, bei dem eine Linsenposition zum Erzeugen eines Zentralprojektionsbilds nicht auf einen Punkt eingeschränkt ist und das Zentralprojektionsbild in einem Zustand erzeugt wird, in dem eine Linse auf die gesamte Fläche eines Hyperbolspiegels fokussiert wird; Software, die zum Steuern von das erzeugte Bild repräsentierenden Daten verwendet wird; ein Verfahren zum Korrigieren der Verzeichnung in einem durch das Bildaufnahmesystem aufgenommenen Bild; und ein Aufzeichnungsträger zum Speichern von Prozeduren für ein derartiges Verfahren.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Grundstruktur und einer geometrischen Positionsbeziehung zwischen Komponenten eines Bildaufnahmesystems 100 gemäß einem Beispiel der Erfindung.
2 zeigt ein zweischaliges Hyperboloid beim grafischen Repräsentieren einer Gleichung (3) (die später beschrieben wird).
3 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Linsenposition in einem Bildaufnahmesystem, die den Bedingungen für Zentralprojektion genügt.
4 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Linsenposition in einem Bildaufnahmesystem, die den Bedingungen für Zentralprojektion genügt.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Linsenposition in einem Bildaufnahmesystem, die den Bedingungen für Zentralprojektion nicht genügt.
6 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Bildaufnahmemechanismus und einer Vergrößerung eines Bilds, wenn eine Einzellinse verwendet wird.
7A veranschaulicht ein Beispiel einer Rechtecke-Inspektionszeichnung.
7B veranschaulicht eine andere Ansicht der Rechtecke-Inspektionszeichnung der 7A.
8A veranschaulicht ein perspektivisches Bild der Rechtecke-Inspektionszeichnung der 7A und 7B.
8B veranschaulicht ein anderes perspektivisches Bild der Rechtecke-Inspektionszeichnung der 7A und 7B.
8C veranschaulicht noch ein anderes perspektivisches Bild der Rechtecke-Inspektionszeichnung der 7A und 7B.
9 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Prozedur zum Ändern eines F-Werts.
10 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Detailprozedur zum Ändern eines F-Werts.
11 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen der Struktur eines Bildverarbeitungsabschnitts gemäß der Erfindung.
12 veranschaulicht ein Beispiel der Datenorganisation in einer Transformationstabelle für in einer LUT 10 gespeicherte Werte r[α].
13A ist ein Diagramm zum Erläutern eines Bildaufnahmesystems 200 gemäß der Erfindung mit einer Vergrößerungslinse.
13B ist ein anderes Diagramm zum Erläutern des Bildaufnahmesystems 200 mit der Vergrößerungslinse.
14 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Bildaufnahmeebene einer CCD-Kamera und eines perspektivisch transformierten Schirms.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Beispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm zum Erläutern der Grundstruktur und einer geometrischen Positionsbeziehung zwischen Komponenten eines Bildaufnahmesystems 100 gemäß einem Beispiel der Erfindung.
Das Bildaufnahmesystem 100 verfügt über einen Hyperbolspiegel 1, einen Bildaufnahmeabschnitt 2 (mit einer Bildaufnahmelinse 3 und einem Lichtempfangselement 4), einen Bildverarbeitungsabschnitt 5 und einen TV-Monitor 6.
Der Hyperbolspiegel 1 ist ein Reflexionsspiegel mit der Geometrie der ersten Schale eines zweischaligen Hyperboloids. Ein allgemeiner Ausdruck einer Funktion eines zweischaligen Hyperboloids ist durch den folgenden Ausdruck (3) repräsentiert: (X2 + Y2)/a2 – z2/b2 = –1 (3).
Die 2 veranschaulicht ein zweischaliges Hyperboloid, wenn der Ausdruck (3) grafisch repräsentiert wird.
Das in der 2 dargestellte zweischalige Hyperboloid verfügt über ein Rotationsachse entlang der Z-Achse, einen Fokus O₁ auf der Z-Achse in einer positiven Richtung, und einen Fokus O₂ auf der Z-Achse in einer negativen Richtung. Positionen der Fokusse O₁ und O₂ sind durch den Fokus O₁ = (0, 0, c) bzw. den Fokus O₂ = (0, 0, –c) in einem System von X-, Y- und Z-Koordinaten repräsentiert.
Der Wert c ist durch c = √(a² + b²) repräsentiert, wobei a und b Konstanten sind, die die Geometrie eines Hyperboloids definieren. Nachfolgend werden a, b und c als Spiegelkonstanten bezeichnet.
Der Schnittpunkt zwischen einem sich zwischen dem Fokus O₁ und einem beliebigen Punkt P(X, Y, Z) außerhalb des Hyperboloids erstreckenden Liniensegments PO₁ und dem dem Ausdruck (3) genügenden Hyperboloid wird als Punkt M₁ bezeichnet. Ein durch das Liniensegment PO₁ repräsentierter Lichtstrahl fällt auf eine Tangentialebene H₁ des Hyperboloids, die im Punkt M₁ mit dem Liniensegment PO₁ in Kontakt steht. Der Einfallswinkel (η), der durch das Liniensegment PO₁ und die Tangentialebene H₁ gebildet wird, entspricht einem Reflexionswinkel (η), unter dem ein durch das Liniensegment M₁O₂ repräsentierter Lichtstrahl das Hyperboloid verlässt. Das Liniensegment M₁O₂ läuft immer durch den Fokus O₂ der zweiten Schale des zweischaligen Hyperboloids.
Die 3 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Linsenposition des Bildaufnahmesystems, die den Bedingungen für Zentralprojektion genügt. Es ist am wesentlichsten, das Zentrum der Bildaufnahmelinse an der Position des Fokus O₂ der zweiten Schale des zweischaligen Hyperboloids, der das Gegenstück zum Fokus O₁ des Hyperbolspiegels ist, anzuordnen. Das Eingangsbild (aufgenommenes Bild), das durch ein Lichtempfangselement mit einer Lichtempfangsfläche an der Position erhalten wird, die den Abstand F entfernt vom Linsenzentrum liegt, wird als Zentralprojektionsbild bezeichnet.
Die Positionsbeziehung zwischen einer Koordinate P(x, y) des Eingangsbilds und einer Position P(X, Y, Z) eines Objekts kann durch die oben angegebenen Gleichungen (1) und (2) repräsentiert werden, die der Zweckdienlichkeit halber nachfolgend nochmals angegeben werden:
Die Ausdrücke (1) und (2) werden unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (4), (5) und (6) auf Grundlage der in den 2 und 3 dargestellten Positionsbeziehungen zwischen Elementen erhalten: Z = Rtanα + c, bei R = √(X² + Y²) (4);
Ein Eingangsbild, das den Zentralprojektionserfordernissen genügt, ist ein Bild, das gleichzeitig den Ausdrücken (4) bis (6) genügt. Unter Verwendung der Ausdrücke (4) bis (6) kann das Eingangsbild leicht in ein perspektivisches Bild transformiert werden, wie es vom Fokus O₁ aus erkennbar ist. Eine derartige Transformation wird als perspektivische Transformation bezeichnet. Ein durch perspektivische Transformation erzeugtes Bild (perspektivisches Bild) ist ein Bild, wie es im Allgemeinen durch das menschliche Auge erkennbar ist. In einem derartigen Bild ist ein dreidimensionaler Raum auf einen zweidimensionalen Raum projiziert.
Der Abstand F ist der vertikale Abstand vom Linsenzentrum zu einer Bildaufnahmefläche des Bildaufnahmeelements. Ein Winkel α ist ein Winkel, der durch eine einen Fokus des Spiegels enthaltende horizontale Ebene und das Liniensegment PO₁ gebildet wird. Ein Winkel β ist ein Zenitwinkel, wenn der Eintrittspunkt am Spiegel ausgehend vom Zentrum eines Bildaufnahmemechanis mus gesehen wird. Das Eingangsbild wird dadurch erhalten, dass ein im Spiegel reflektiertes virtuelles Bild durch die Linse aufgenommen wird.
Die 4 ist eine Schnittansicht zum Erläutern einer Linsenposition des Bildaufnahmesystems, die den Zentralprojektionserfordernissen genügt.
Die 5 ist eine Schnittansicht zum Erläutern einer Linsenposition des Bildaufnahmesystems, die nicht den Zentralprojektionserfordernissen genügt.
Die 4 und 5 unterscheiden sich dadurch voneinander, dass eine in der 5 dargestellte Bildaufnahmelinse gegenüber einer Position O₂, die im Wesentlichen einer Zentralprojektion genügt, an eine Position O₃ verschoben ist. Die in der 5 dargestellte Position der Bildaufnahmelinse kann auf die Seite des Hyperbolspiegels oder auf die entgegengesetzte Seite verschoben sein.
In der folgenden Beschreibung wird ein Fall untersucht, bei dem die Linsenposition gegenüber der zentralen Linsenposition, die den Zentralprojektionerfordernissen genügt, zur entgegengesetzten Seite in Bezug auf den Hyperbolspiegel um den Weg L verschoben ist. Bei diesem Beispiel ist nur die Linsenposition gegenüber der zentralen Linsenposition, die den Zentralprojektionserfordernissen genügt, verschoben, und die Position P(X, Y, Z) des Objekts ist unverändert.
Unter Bezugnahme auf die 6 erfolgt eine Beschreibung dazu, wie ein im Hyperbolspiegel reflektiertes Bild an der Lichtempfangsfläche in jedem der in den 4 und 5 dargestellten Fälle reflektiert wird. Die 6 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Bildaufnahmemechanismus und der Vergrößerung eines Bilds, wenn eine Einzellinse verwendet wird.
In der 6 ist ein Objekt A ein im Hyperbolspiegel reflektiertes virtuelles Bild. Die 6 zeigt Linsenpositionen O₂(A) und O₃(A), den Brennweg F der Linse, den Abstand S₂ von der Linsenposition O₂(A) zum Objekt A und den Abstand S₃ von der Linsenposition O₃(A) zum Objekt A.
Wenn sich die Linse an der Position O₂ befindet, wird an einem Punkt H₂ ein Bild des Objekts A am Punkt H erzeugt. Wenn sich die Linse an der Position O₃ befindet, erstreckt sich ein Lichtstrahl über den Punkt H des Objekts A durch den Punkt O₂, und er erstreckt sich weiter, bis er den Punkt L auf der Linse erreicht, so dass der Lichtstrahl durch die Linse gebrochen wird und am Punkt H₃ ein Bild erzeugt wird. Dieser Abbildungspunkt H₃ wird leicht durch den folgenden Ausdruck (7) erhalten: 1/S + 1/m = 1/f (7).
Im Ausdruck (7) ist S der Abstand von einer Linsenposition zum Objekt A, F ist der Abstand von der Linsenposition zur Bildaufnahmefläche, und F ist der Brennweg der Linse. Eine Vergrößerung m wird durch den folgenden Ausdruck (8) erhalten: m = f/(S – f) (8).
Demgemäß ist die Vergrößerung m₂ eines Bilds, wie es dann erzeugt wird, wenn sich die Linse an der Linsenposition O₂(A) befindet, durch m = f/(S₂ – f) repräsentiert, und die Vergrößerung m₃ eines Bilds, wie es dann erzeugt wird, wenn sich die Linse an der Linsenposition O₃(A) befindet, ist durch m = f/(S₃ – f) repräsentiert.
Wenn die Länge des Objekts A den Wert H hat, weist das Bild, wie es erzeugt wird, wenn sich die Linse an der Linsenposition O₂(A) befindet, die durch h₂ = m₂ × H repräsentierte Länge h₂ auf, und das Bild, wie es erzeugt wird, wenn sich die Linse and er Linsenposition O₃(A) befindet, weist die durch h₃ = m₃ × H repräsentierte Länge h₃ auf. Jede der Längen h₂ und h₃ des Bilds repräsentiert den Wert von einer optischen Achse zum Scheitel des Bilds (d. h. den Weg von der Z-Achse zum Scheitel des Bilds), und sie kann demgemäß durch
(den Radius) im Ausdruck (6) repräsentiert werden.
Da für jede Linsenposition nur der Wert des Wegs F verschieden ist, ist die Beziehung zwischen der Länge des Bilds, wie es erzeugt wird, wenn sich die Linse an der Position O₂ befindet, und der Länge des Bilds, wie es erzeugt wird, wenn sich die Linse an der Position O₃ befindet, gemäß den Gleichungen (1) und (2) durch h₂/h₃ = (S₂ + L – f)/(S₂ – f) repräsentiert. Dieser Ausdruck repräsentiert die Tatsache, dass dann, wenn die Linsenposition O₃ einer Position entspricht, die gegenüber der den Zentralprojektionserfordernissen genügenden Position um den Weg L verschoben ist, die Größe des erhaltenen Eingangsbilds (aufgenommenen Bilds) ein konstantes Mehrfaches der Größe eines Eingangsbilds ist, wie sie dann erhalten wird, wenn die Linsenposition den Zentralprojektionserfordernissen genügt.
Wenn sich die Linse nicht an der den Zentralprojektionserfordernissen genü genden Position befindet, unterscheidet sich, wie oben beschrieben, eine Positionskoordinate
des Eingangsbilds von einer Positionskoordinate desselben, wie es dann erhalten wird, wenn sich die Linse an der den Zentralprojektionserfordernissen genügenden Position befindet, nur um ein konstantes Vielfaches. Demgemäß ist es durch Repräsentieren des Abstands F, der der Abstand von der Linsenposition, die nicht den Zentralprojektionserfordernissen genügt, zur Bildaufnahmefläche ist, wie es durch die Gleichung (6) repräsentiert ist, unter Verwendung eines Abstands F₀, der der Abstand von der den Zentralprojektionserfordernissen genügenden Linsenposition zur Bildaufnahmefläche ist, möglich, eine Maßnahme zum Transformieren eines Eingangsbilds (aufgenommenen Bilds) in ein Zentralprojektionsbild, das den Zentralprojektionserfordernissen genügt, unter Verwendung von Software zu realisieren. Das heißt, dass, gemäß der Erfindung, der F-Wert abhängig von einer Änderung des optischen Systems wahlfrei gewählt werden kann, während er einen festen Weg (d. h. den oben angegebenen Wert F₀) vom optischen System der Linse zu einer Bildaufnahmefläche bei herkömmlichen Technologien repräsentiert.
Beispielsweise ist es möglich, wenn eine Vergrößerungsvariable ε eingeführt wird, F durch ε × F zu ersetzen und den Abstand vom optischen System der Linse zur Bildaufnahmefläche durch Ändern der Variablen ε einzustellen. Alternativ ist es durch Repräsentieren des F-Werts unter Verwendung von F = F0 + ΔF möglich, den Abstand vom optischen System der Linse zur Bildaufnahmefläche durch Ändern von ΔF um ein geeignetes Stück (z. B. eine Einheit von Bildelementen (Pixeln)) einzustellen.
Als Beispiel für Verfahren zum Einstellen eines optimalen F-Werts existiert ein solches unter Verwendung einer Inspektionszeichnung mit Teilrechtecken (nachfolgend als "Rechtecke-Inspektionszeichnung" bezeichnet), wie dies in den 7A und 7B dargestellt ist. Die 7A zeigt eine Draufsicht der Rechtecke-Inspektionszeichnung. Die 7B zeigt eine perspektivische Ansicht der Rechtecke-Inspektionszeichnung.
Die 8A, 8B und 8C veranschaulichen jeweilige perspektivische Bilder der Rechtecke-Inspektionszeichnung. Die 8A zeigt ein Bild (mit Kissenverzeichnung) der Inspektionszeichnung, wobei F-Wert < optimaler Wert gilt (z. B. ist die Linsenposition um ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 0,7 mm gegenüber der den Zentralprojektionserfordernissen genügenden Linsenposition zur Seite des Hyperbolspiegels verschoben). Die 8B zeigt ein Bild der Inspektionszeichnung, wobei F-Wert = optimaler Wert gilt. Die 8C zeigt ein Bild (mit Tonnenverzeichnung) der Inspektionszeichnung, wobei F-Wert > optimaler Wert gilt (z. B. ist die Linsenposition um ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 0,7 mm gegenüber der den Zentralprojektionserfordernissen genügenden Linsenposition zur Seite des Lichtempfangselements verschoben).
Vor dem Einstellen des F-Werts erfasst das Bildaufnahmesystem das Bild der Inspektionszeichnung. Der F-Wert wird so eingestellt, dass dann, wenn am erfassten Bild eine perspektivische Transformation ausgeführt wird, um ein perspektivisches Bild zu erzeugen, dasselbe genaue Teilrechtecke enthält (d. h., es wird das in der 8B dargestellte Bild erhalten).
Die 9 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Prozedur zum Ändern des Abstands F. Es wird eine Rechtecke-Inspektionszeichnung, wie sie oben beschrieben ist, erzeugt, und ein Bild derselben wird vor dem Einstellen des F-Werts vom Bildaufnahmesystem aufgenommen.
In einem Schritt 1 wird der Weg F von einem Hauptpunkt einer Linse vor dem Einstellen des F-Werts zu einer Bildaufnahmefläche in einen Bildverarbeitungsabschnitt des Bildaufnahmesystems eingegeben. Alternativ kann der Abstand F durch eine Bedienperson unter Verwendung einer Bedienkonsole in den Bildverarbeitungsabschnitt eingegeben werden, oder es kann ein durch Software (ein Programm) voreingestellter Abstand in eine Schaltung für arithmetische Verarbeitung im Bildverarbeitungsabschnitt eingegeben werden.
In einem Schritt 2 wird ein perspektivisch transformiertes Bild einer Inspektionszeichnung angezeigt. In einem Schritt 3 wird ermittelt, ob das Bild verzeichnet ist, d. h., ob die Teilrechtecke genau angezeigt werden oder nicht.
Wenn das Bild verzeichnet ist, wird in einem Schritt 4 ermittelt, ob der Verzeichnungstyp einer Tonnenverzeichnung entspricht. Wenn die Verzeichnung eine Tonnenverzeichnung ist, wird im Schritt 5 der F-Wert erhöht.
Wenn die Verzeichnung keine Tonnenverzeichnung ist (d. h., sie ist eine Kissenverzeichnung), wird der F-Wert in einem Schritt 6 verkleinert.
Die Schritte 2 bis 4 sowie die Schritte 5 oder 6 werden wiederholt, um den F-Wert zum Anzeigen der Teilrechtecke mit der größtmöglichen Genauigkeit festzulegen. Bei diesem Beispiel wird zwar eine Rechtecke-Inspektionszeichnung verwendet, jedoch kann eine gesprenkelte Inspektionszeichnung (mit versetzten Mustern verschiedener Farbschattierungen) dazu verwendet werden. Es können andere Muster verwendet werden, solange gerade Linien entlang einer horizontalen und einer vertikalen Richtung deutlich unterschieden werden können.
Die 10 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Detailprozedur zum Ändern des F-Werts.
In einem Schritt 11 werden die Variablen initialisiert. Die initialisierten Variablen enthalten Spiegelkonstanten, den Abstand zwischen einem Hauptpunkt einer Linse und einer Bildaufnahmefläche (nachfolgend als "Abstand vom Linsenhauptpunkt zur Bildaufnahmefläche" bezeichnet), eine Zentrumskoordinate eines perspektivisch transformierten Bilds, die Breite und die Höhe eines Eingangsbilds sowie eine Tabelle einer trigonometrischen Funktion (diese sind in einer Nachschlagetabelle enthalten, die nachfolgend als "LUT" bezeichnet wird, und sie müssen initialisiert werden, da sie neu berechnet werden, wenn der F-Wert verändert wird). Die initialisierten Variablen enthalten auch die Breite und die Höhe eines perspektivisch transformierten Bilds usw.
Die Initialisierung dieser Variablen kann automatisch durch Software (ein Programm) ausgeführt werden. In diesem Beispiel werden Werte der Variablen wie folgt eingestellt: Spiegelkonstante: a = 9,5, b = 6,2 und o = 11,34; Abstand vom Linsenhauptpunkt zur Bildaufnahmefläche: F = 360,0 (entsprechend der Anzahl der Pixel einer CCD-Kamera); Bildzentrumskoordinate: cX = 320, cY = 240; Breite des Eingangsbilds: w = 640; Höhe des Eingangsbilds: h = 480; Breite des perspektivisch transformierten Bilds: pw = 200 und Höhe des perspektivisch transformierten Bilds: ph = 150 (entsprechend der Anzahl der Pixel der CCD-Kamera). Es wird auch die Tabelle einer trigonometrischen Funktion erzeugt.
In einem Schritt 12 wird eine Transformationstabelle initialisiert, die Werte für r[α] speichert (r repräsentiert den Abstand von einem Objekt zum Zentrum einer Bildebene, und α repräsentiert einen Kippwinkel).
In einem Schritt 13 wird die Transformationstabelle für r[α] kompiliert. Bei diesem Beispiel wird der Wert von α so eingestellt, dass er mit Inkrementen von 0,1° zwischen 0° und 360° liegt, und aus dem Ausdruck (5) wird β unter Verwendung der Spiegelkonstanten und α berechnet. Aus dem Ausdruck (6) wird r[α] als r[α] = F × tan(π/2 – β).
In einem Schritt 14 werden Variablen wie die Folgenden eingegeben: Panoramawinkel: Pan = o°; Kippwinkel: Kippung = –90°; und Abstand vom Spiegelfokus zu einem perspektivisch transformierten Bild: d = 100.
In einem Schritt 15 wird ein perspektivisch transformiertes Bild erzeugt. Unter Verwendung das Panoramawinkels Pan, des Kippwinkels Kippung und des Abstands d wird eine dreidimensionale Raumkomponente (tx, ty, tz) entsprechend einer Koordinate (x₁, y₁) des perspektivisch transformierten Bild berechnet. Diese Berechnung kann entsprechend d = √(tx² + ty² + (tz – c)²), tanα = (tz – c)/√(tx² + ty²), sindα = tz/d und c = √(a² + b²) ausgeführt werden.
Bei diesem Beispiel kann, wie es in der 14 dargestellt ist, die Größe einer Bildebene einer CCD-Kamera durch W × H repräsentiert werden. Die Zentrumskoordinate kann durch (cX, cY) repräsentiert werden. Die Größe eines perspektivisch transformierten Schirms, für den angenommen wird, dass er sich in einem dreidimensionalen Raum befindet, kann durch ph × pw repräsentiert werden.
Bei diesem Beispiel wird eine Ebene rechtwinklig zur z-Achse (Kippwinkel = 90°) als perspektivisch transformierter Schirm angenommen. Eine Koordinate auf einem CCD-Schirm, entsprechend jedem Pixel auf den angenommenen Schirm, wird unter Verwendung der Ausdrücke (1) und (2) berechnet. In diesem angenommenen Schirm ist ein Rotationswinkel um die Koordinatenachse z der Panoramawinkel. Wenn die Koordinatenachsen x und y des angenommenen Schirms Koordinatenachsen x bzw. y der CCD-Lichtempfangsfläche entsprechen, ist der Panoramawinkel 0 (Pan = 0). Ein Rotationswinkel θ (Rotationswinkel um die in der 3 dargestellte z-Achse) und ein Winkel α werden unter Verwendung der Spiegelkonstanten tx, ty und tz berechnet. Der Winkel α kann unter Verwendung der Ausdrücke (5) und (6) berechnet werden. Der Rotationswinkel θ kann aus tan^–1(y, x) erhalten werden. Ferner wird r = r[α] aus der Transformationstabelle abgeleitet, und dann werden die Werte von (x1, y1) durch x = cX + rxcos(θ) und y = cY – rxsin(θ) berechnet.
In einem Schritt 16 wird ermittelt, ob das Bild verzeichnet ist oder nicht. Wenn das Bild nicht verzeichnet ist, endet die Verarbeitung.
Wenn das Bild verzeichnet ist, wird in einem Schritt 17 ermittelt, ob der Verzeichnungstyp einer Tonnen- oder einer Kissenverzeichnung entspricht. Wenn die Verzeichnung eine Kissenverzeichnung ist, wird in einem Schritt 18 der F-Wert vergrößert. Wenn die Verzeichnung eine Tonnenverzeichnung ist, wird in einem Schritt 19 der F-Wert verkleinert.
Bei diesem Beispiel wird ein Einstellabstand (ΔF in F = F₀ + ΔF) des F-Werts um einen Wert vergrößert oder verkleinert, der zehn Bildelementen (Pixeln) entspricht, was einer Einstellung von im Wesentlichen zwischen 40 μm und 70 μm entspricht. Die Schritte 13 bis 17 und der Schritt 18 oder 19 werden wiederholt, um den F-Wert zum Anzeigen der Teilrechtecke mit der größtmöglichen Genauigkeit festzulegen.
Die Einstellverarbeitung für den F-Wert bei diesem Beispiel kann beispielsweise unter Verwendung eines Bildverarbeitungsabschnitts und einer mit diesem verbundenen Bedienkonsole erfolgen, wie es in der 11 veranschaulicht ist.
Die 11 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen der Struktur eines Bildverarbeitungsabschnitts 5 gemäß der Erfindung. Der Bildverarbeitungsabschnitt 5 verfügt über einen Eingangspufferspeicher 8, eine CPU 9, eine LUT 10, eine Schaltung 11 für arithmetisch-logische Verarbeitung, einen Ausgangspufferspeicher 12, eine Busleitung 13 und eine Bedienkonsole 14.
Bilddaten, die ein durch ein Bildaufnahmesystem aufgenommenes Bild einer Inspektionszeichnung repräsentieren, werden im Eingangspufferspeicher 8 abgespeichert, und danach wird, entsprechend einer Anweisung von der CPU 9 beruhend auf einem Bediensignal von der Bedienkonsole 14 durch die Schaltung 11 für arithmetisch-logische Verarbeitung auf Grundlage von in der LUT 10 gespeicherten Daten eine Koordinatentransformation an den Bilddaten ausgeführt. In der LUT 10 ist die Transformationstabelle für r[α] abgespeichert.
Die 12 veranschaulicht ein Beispiel der Datenorganisation in der in der LUT 10 gespeicherten Transformationstabelle für r[α].
Die Daten, die ein durch die Koordinatentransformation erzeugtes perspektivisch transformiertes Bild repräsentieren, werden in den Ausgangspufferspeicher 12 eingegeben, und dann wird das perspektivisch transformierte Bild entsprechend einer Anweisung durch die CPU 9 auf dem Monitor angezeigt. Die Bedienperson (Untersuchungsperson) klärt, ob das auf dem Monitor angezeigte Bild verzeichnet ist oder nicht. Wenn das Bild verzeichnet ist, wird ermittelt, ob der Verzeichnungstyp einer Tonnenverzeichnung (siehe die
8C) oder einer Kissenverzeichnung (siehe die 8A) entspricht. Der Bediener bedient die Bedienkonsole, um den F-Wert abhängig vom Verzeichnungstyp zu vergrößern oder zu verkleinern.
Wenn z. B. die Verzeichnung eine Kissenverzeichnung ist, sendet die Bedienkonsole durch Bedienen derselben zum Vergrößeren des F-Werts ein Bediensignal an die CPU 9. Das Bediensignal wird ferner über die Busleitung von der CPU 0 an die Schaltung 11 für arithmetisch-logische Verarbeitung geliefert. Der F-Wert wird in der Schaltung 11 für arithmetisch-logische Verarbeitung vergrößert, und an den Bilddaten wird eine Koordinatentransformation ausgeführt. In den Ausgangspufferspeicher 12 werden Daten eingegeben, die das perspektivisch transformierte Bild repräsentieren, wie es nach einer Vergrößerung des F-Werts erzeugt wurde. Dann wird das Bild entsprechend einer Anweisung durch die CPU 9 an den Monitor ausgegeben. Der Bediener (Untersuchungsperson) klärt die Verringerung der Verzeichnung im Bild auf dem Monitor. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Verzeichnung minimiert ist.
Durch Ausführen der Einstellverarbeitung für den F-Wert gemäß der Erfindung während der Versanduntersuchung für ein Erzeugnis (Bildaufnahmesystem) ist es selbst dann, wenn die Linsenposition verschoben ist, immer noch möglich, den F-Wert zu optimieren und ein Zentralprojektionsbild zu erzielen, wobei optische Einstellungen vereinfacht sind. Im Ergebnis wird die Herstellausbeute verbessert. In diesem Fall kann das Bildaufnahmesystem die Koordinatentransformation an erfassten Bilddaten auf Grundlage des optimierten F-Werts ausführen, so dass perspektivische Bilddaten erhalten werden. So muss keine Bedienkonsole am Bildaufnahmesystem vorhanden sein. Alternativ kann selbst dann, wenn eine Bedienkonsole am Bildaufnahmesystem vorhanden ist und ein Benutzer diese bedient, um den Linsenabstand zweckabhängig zu ändern, ein Zentralprojektionsbild erhalten werden, das im Wesentlichen frei von Verzeichnungen ist.
Bei diesem Beispiel wurde zwar der Fall beschrieben, dass die Untersuchungsperson die Verzeichnung des Bilds durch Betrachten desselben auf dem Monitor klärt, jedoch kann unter Verwendung eines Bilderkennungsabschnitts zum Vergleichen erwarteter Bilddaten, die vorab in einem Speicherabschnitt abgespeichert wurden, mit den durch arithmetische Verarbeitung erhaltenen Bilddaten eine Verzeichnung im Bild erkannt werden, und es kann ein Operationssignal zum Vergrößern oder Verkleinern des F-Werts ausgegeben werden.
Die 13A und 13B sind Diagramme zum Erläutern eines Bildaufnahmesys tems, das eine Vergrößerungslinse enthält.
Wenn das Linsenzentrum von O₂(A) nach O₃(A) verstellt wird, wird ein in einen Lichtempfangsabschnitt einer CCD-Kamera oder dergleichen reflektiertes Bild verkleinert. Im Ergebnis können Pixel des Lichtempfangsabschnitts der CCD-Kamera oder dergleichen nicht effektiv genutzt werden, wodurch die Bildauflösung abnimmt. In einem solchen Fall kann durch Einsetzen der Vergrößerungslinse vor oder hinter der Bildaufnahmelinse und durch Einstellen der Position der Vergrößerungslinse durch Verstellen derselben nach hinten und vorne entlang der in der 13A dargestellten z-Achse die Bildgröße optimiert werden, wie es in der 13B dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass zum Vergrößern des fokussierten Bereichs vor oder hinter der Linse eine Aperturblende eingesetzt wird, damit die Brenntiefe größer gemacht werden kann.
Mit der Erfindung kann der Abstand von einem in einem Hyperbolspiegel reflektierten Bild zu einer Linse vergrößert werden, wodurch es möglich ist, das Erfordernis einer speziell bearbeiteten Linse zu beseitigen und unter Verwendung einer normalen Linse ein zufriedenstellendes Bild zu erhalten. Darüber hinaus ist es durch Vergrößern des Abstands möglich, das Erfordernis einer Einstellung der Aperturblende zum Verkleinern der effektiven Apertur der Linse, wodurch die Grenzen von Bildaufnahmeerfordernissen extrem eingeschränkt werden, zu beseitigen, so dass Einstellungen vereinfacht werden.
Darüber hinaus kann die Erfindung leicht Zentralprojektionserfordernissen durch Einstellen einer Linse in solcher Weise genügen, dass sich diese zunächst an einer vorgegebenen Position befindet, und dann der F-Wert zur Bildverarbeitung geändert wird, wodurch der Schritt einer optischen Einstellung verkürzt werden kann. Es kann die Einstellgenauigkeit zum Erzeugen eines Zentralprojektionsbilds verbessert werden.
Dem Fachmann sind verschiedene andere Modifizierungen erkennbar, und diese können von ihm leicht vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der Umfang der hier angefügten Ansprüche nicht auf die hier dargelegte Beschreibung eingeschränkt werden, sondern vielmehr sollen die Ansprüche umfassend ausgelegt werden.

Claims

Bildaufnahmesystem mit: – einem Reflexionsspiegel (1) mit der Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und – einem Bildaufnahmeabschnitt (2) mit einem Lichtempfangselement (4) zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse (3) konzentriert wurde, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel (1) gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; – wobei dieses Bildaufnahmesystem über einen Bildverarbeitungsabschnitt (5) zum Ausführen einer Koordinatentransformation an den erfassten Bilddaten verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildaufnahmeabschnitt (5) eine Einrichtung zum Erfassen von Bilddaten einer Objektinspektionszeichnung zum Erzeugen perspektivisch transformierter Bilddaten sowie eine Einrichtung zum Korrigieren einer Verzerrung in den erfassten Daten auf Grundlage des Abstands zwischen der für die Koordinatentransformation angepassten Position der Bildaufnahmelinse (3) und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements (4) sowohl auf Grundlage der transformierten Bilddaten aufweist.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, bei dem die Koordinatentransformation unter Verwendung des folgenden Ausdrucks an den erfassten Bilddaten ausgeführt wird, um die perspektivisch transformierten Bilddaten zu erzeugen:
wobei (X, Y, Z) die Position eines Objekt repräsentiert a, b und c Spiegelkonstanten sind (x, y) eine Koordinate des erfassten Bilds repräsentiert und F den Abstand zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements repräsentiert.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, bei dem eine quadratische Inspektionszeichnung als Inspektionszeichnung verwendet wird.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, bei dem der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes aufweist: – eine Einrichtung zum Transformieren der erfassten Bilddaten in die per spektivisch transformierten Bilddaten, um ein perspektivisch transformiertes Bild zu erzeugen; und – eine Bedienkonsole zum Eingeben einer Anweisung zum Vergrößern oder Verkleinern eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, bei dem der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes aufweist: – eine Einrichtung zum Transformieren der erfassten Bilddaten in die perspektivisch transformierten Bilddaten, um ein perspektivisch transformiertes Bild zu erzeugen; und – einen Bilderkennungsabschnitt zum Erkennen, ob das erzeugte perspektivisch transformierte Bild verzerrt ist oder nicht, was durch Vergleichen desselben mit einem Bild erfolgt, das zu erhalten erwartet wird, wenn das erfasste Bild ein Zentralprojektionsbild ist.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 4, bei dem der Bildverarbeitungsabschnitt eine Koordinatentransformationsverarbeitung entsprechend einem von der Bedienkonsole ausgegebenen Anweisungssignal ausführt.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 5, bei dem der Bildverarbeitungsabschnitt eine Koordinatentransformationsverarbeitung entsprechend einem vom Bilderkennungsabschnitt ausgegebenen Anweisungssignal ausführt.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 4, bei dem der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes aufweist: – eine mit einer Busleitung verbundene CPU; – einen Eingangspuffer; – eine Nachschlagetabelle; – eine Arithmetikverarbeitungsschaltung und – einen Ausgangspuffer; wobei: – die CPU die Arithmetikverarbeitung steuert; – der Eingangspufferspeicher erfasste Bilddaten speichert; – die Nachschlagetabelle und die Arithmetikverarbeitungsschaltung für die Arithmetikverarbeitung verwendet werden; und – der Ausgangspufferspeicher den Bildverarbeitungsabschnitt zum Speichern perspektivisch transformierter Bilddaten enthält.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 5, bei dem der Bildverarbeitungsabschnitt Folgendes aufweist: – eine mit einer Busleitung verbundene CPU; – einen Eingangspuffer; – eine Nachschlagetabelle; – eine Arithmetikverarbeitungsschaltung und – einen Ausgangspuffer; wobei: – die CPU die Arithmetikverarbeitung steuert; – der Eingangspufferspeicher erfasste Bilddaten speichert; – die Nachschlagetabelle und die Arithmetikverarbeitungsschaltung für die Arithmetikverarbeitung verwendet werden; und – der Ausgangspufferspeicher den Bildverarbeitungsabschnitt zum Speichern perspektivisch transformierter Bilddaten enthält.
Programm, das zur Steuerung von Bilddaten in einem Bildaufnahmesystem verwendet wird, – wobei das Bildaufnahmesystem Folgendes aufweist: – einen Computer; – einen Reflexionsspiegel (1) mit der Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und – einen Bildaufnahmeabschnitt (2) mit einem Lichtempfangselement (4) zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse (3) konzentriert wurde, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel (1) gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; und – wobei das Programm so ausgebildet ist, dass es den Computer so steuert, dass dieser als Folgendes dient: – Koordinatentransformationsabschnitt zum Ausführen einer Koordinatentransformation an erfassten Bilddaten, wobei das Programm dadurch gekennzeichnet ist, dass es den Computer so steuert, dass dieser von einer Objektinspektionszeichnung erhaltene Bilddaten erfasst, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen; wobei das Programm ferner so ausgebildet ist, dass es den Computer so steuert, dass er als Korrekturabschnitt zum Korrigieren einer Verzerrung im erfassten Bild auf Grundlage des Abstands zwischen der für die Koordinatentransformation angepassten Position der Bildaufnahmelinse (3) und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements (4) sowie auf Grundlage der transformierten Bilddaten dient.
Verfahren zum Korrigieren eines erfassten Bilds in einem Bildaufnahmesystem, – wobei das Bildaufnahmesystem Folgendes aufweist: – einen Reflexionsspiegel (1) mit einer Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und – ein Lichtempfangselement (4) zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse (3) konzentriert wird, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel (1) gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; wobei dieses Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: – einen ersten Schritt zum Speichern erfasster Bilddaten, die von einer Objektinspektionszeichnung erhalten werden, in einem Eingangspufferspeicher; – einen zweiten Schritt zum Ausführen einer Koordinatentransformation entsprechend einer Anweisung von einer CPU in Reaktion auf ein von einer Bedienkonsole ausgegebenes Anweisungssignal an den im Eingangspufferspeicher gespeicherten erfassten Bilddaten unter Verwendung einer Arithmetikverarbeitungsschaltung, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen und diese in einem Ausgangspufferspeicher abzuspeichern; und – einen dritten Schritt des Anzeigens eines aus den im Ausgangspufferspeicher gespeicherten perspektivisch transformierten Bilddaten erzeugten Bilds auf einem Monitor (6), das von einer Prüfperson geprüft wird; – wobei: – wenn ein durch Erfassen des Bilds einer quadratischen Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild im dritten Schritt als verzerrt ermittelt wird, die Prüfperson in die Bedienkonsole eine Anweisung zum Vergrößern oder Verkleinern des Abstands zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements (4) eingibt, so dass die Bedienkonsole ein Anweisungssignal zum Ändern des Werts des Abstands zwischen der Position der Bildaufnahmelinse und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements (4) ausgibt; und – auf Grundlage der übertragenen Bilddaten; und – der erste bis dritte Schritt wiederholt werden.
Verfahren zum Korrigieren eines erfassten Bilds in einem Bildaufnahmesystem, – wobei das Bildaufnahmesystem Folgendes aufweist: – einen Reflexionsspiegel (1) mit einer Geometrie einer von zwei Schalen eines zweischaligen Hyperboloids; und – ein Lichtempfangselement (4) zum Empfangen von Licht, das durch eine Bildaufnahmelinse (3) konzentriert wird, deren Zentrum an einer beliebigen dem Reflexionsspiegel (1) gegenüberstehenden Position auf der Rotationsachse desselben liegt; wobei dieses Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: – einen ersten Schritt zum Speichern erfasster Bilddaten, die durch Erfassen eines Bilds einer Objektinspektionszeichnung in einem Eingangspufferspeicher erhalten werden; – einen zweiten Schritt des Ausführens einer Koordinatentransformation entsprechend einer Anweisung von einer CPU in Reaktion auf ein von einem Bilderkennungsabschnitt ausgegebenen Anweisungssignal an den im Eingangspufferspeicher gespeicherten erfassten Bilddaten unter Verwendung einer Arithmetikverarbeitungsschaltung, um perspektivisch transformierte Bilddaten zu erzeugen und diese in einem Ausgangspufferspeicher abzuspeichern; und – einen dritten Schritt zum Vergleichen der im Ausgangspufferspeicher gespeicherten perspektivisch transformierten Bilddaten mit erwarteten Bilddaten, wie sie erhalten werden, wenn ein erfasstes Bild ein Zentralprojektionsbild ist, unter Verwendung des Bilderkennungsabschnitts; – wobei: – wenn ein durch Erfassen eines Bilds einer quadratischen Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild im dritten Schritt als verzerrt ermittelt wird, der Bilderkennungsabschnitt das Anweisungssignal ausgibt, um den Abstand zwischen der Position der Bildaufnahmelinse (3) und der Lichtempfangsfläche des Lichtempfangselements (4) zu ändern; und auf Grundlage der transformierten Bilddaten; und – der erste bis dritte Schritt wiederholt werden.
Bildaufnahmesystem zum Transformieren erfasster Bilddaten in perspektivisch transformierte Bilddaten unter Verwendung eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen einer Lichtempfangsfläche eines Lichtempfangselements und der Position einer Bildaufnahmelinse, der dann verwendet wird, wenn ein durch Erfassen eines Bilds einer vorgegebenen Inspektionszeichnung erhaltenes perspektivisch transformiertes Bild durch ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzerrung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 11 nicht als verzerrt ermittelt wird.
Bildaufnahmesystem zum Transformieren erfasster Bilddaten in perspektivisch transformierte Bilddaten unter Verwendung eines Werts hinsichtlich des Abstands zwischen einer Lichtempfangsfläche eines Lichtempfangselements und der Position einer Bildaufnahmelinse, der dann verwendet wird, wenn ein durch Erfassen eines Bilds einer vorgegebenen Inspektionszeichnung erhalte nes perspektivisch transformiertes Bild durch ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzerrung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 12 nicht als verzerrt ermittelt wird.
Aufzeichnungsmedium, das Prozeduren für ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzerrung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 11 speichert.
Aufzeichnungsmedium, das Prozeduren für ein Verfahren zum Korrigieren einer Verzerrung eines erfassten Bilds gemäß dem Anspruch 12 speichert.