DE69225264T2

DE69225264T2 - Minimaldifferenz-Prozessor

Info

Publication number: DE69225264T2
Application number: DE69225264T
Authority: DE
Inventors: Nam D Banh; Thomas K Lo; Charles A Mcnary; Franklin J Meyers; Jack M Sacks
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2012-02-27
Also published as: JPH05108820A; TR26028A; CA2060407A1; NO303555B1; DE69225264D1; US6111975A; EP0504633B1; CA2060407C; NO920875L; IL101015A; EP0504633A2; NO920875D0; EP0504633A3; JPH0823888B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern eines Bildes und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern und zum Entfernen von Hintergrundstörflecken aus einem Bild eines Abbildungs- und Zielsystems hierdurch.

2. Diskussion des verwandten Standes der Technik

Bildverarbeitungssysteme, die autonom ein Ziel, das sich gegenüber einem Hintergrund mit Störflecken bewegt, erfassen oder verfolgen, sind im Stand der Technik bekannt. Um das Ziel genau zu verfolgen, müssen diese Systeme Unterdrückungsverfahren für Hintergrundstörflecken verwenden, um die Hintergrundstörflecken zu verringern oder zu eliminieren, und demgemäß das Ziel zuverlässiger verfolgen. In einer Situation einer Zielerfassung in einem großen Bereich neigen die Ziele dazu, daß sie nicht aufgelöst sind, und deshalb sind sie schwierig zu detektieren. Anforderungen in bezug auf die Hintergrundunterdrückung für diese Systemtypen sind im allgemeinen streng, da das System zum Verfolgen eine niedrige Wahrscheinlichkeit sowohl in bezug auf übersehene Zieldetektion als auch auffalsche Zieldetektion haben muß. Ein hohes Signal-zu- Rauschverhältnis ist außerdem wichtig. Einige Verfahren gemäß dem Stand der Technik haben versucht, die Hintergrundstörflecken durch Filtern zu unterdrücken.
Ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Filtern von Hintergrundstörflecken in einem autonomen Bildverfolgungssystem, welches dem Durchschnittsfachmann wohlbekannt ist, ist die Verwendung von linearen räumlichen Filtern. Ein linearer Filter erzeugt eine Ausgabe, die eine Linearkombination der Elemente in einem bestimmten Verarbeitungs-"Fenster" ist.
Ein zweites Verfahren zum Filtern von Hintergrundstörflecken verwendet Median- und Antimedianfilter. Median- und Antimedianfilter sind nichtlineare Operatoren, in denen die individuellen Elemente innerhalb eines Verarbeitungs-"Fensters" auf Amplitudenbasis sortiert und deren Ränge bestimmt werden. Die Ausgabe eines derartigen Filters wird dann als ein bestimmter Rang aus der Ansammlung der Amplituden bestimmt. Diese Filter eliminieren die Hintergrundstörflecken auf Basis der Größe eines Merkmals. Ein bekanntes Beispiel eines Median- und Antimedianfilters ist in dem Dokument WO-A-86 01 920 beschrieben, welches die Ausgabe der Differenz zweier Antimedianfilter umfaßt. Eine detaillierte Beschreibung der Prinzipien der Median- und Antimedianfilter wird untenstehend gegeben.
Ein "Median" ist als der Wert einer Gruppe von Werten definiert, der die Werte so vieler Elemente der Gruppen übersteigt, wie er selbst von Werten überstiegen wird. Betrachtet wird beispielsweise die Gruppe der Integerwerte (7, 3, 9, 8, 6, 4, 6). Da dieser Wertesatz sieben Zahlen umfaßt wird der Med ian der Gruppe der viertgrößte (oder viertkleinste) Wert sein. Für diese Stichprobe ist 6 der Median, da es drei Zahlen gibt, die ihn übersteigen, und es drei Zahlen gibt, mit denen er gleich ist oder die er übersteigt. Anders ausgedrückt wird ein Medianwert eines Satzes von Werten dadurch bestimmt, daß die Werte in aufsteigender (oder absteigender) Größe geordnet werden, und dann der Wert in der Mitte der Liste ausgewählt wird. Als solches kann ein Median nur in bezug auf einen Satz definiert werden, der eine ungerade Anzahl von Werten oder Elementen aufweist. Ein Medianfilter ist ein Operator, der den Medianwert einer Gruppe von Elementen mit ungerader Zahl ausgibt.
Ein "Antimedian"-Filter ist ein nichtlinearer Operator, in dem die Ausgabe des Medianfilters von dem Wert im geometrischen Zentrum der ursprünglichen Stichprobengruppe der Elemente subtrahiert wird. Beispielsweise ist der Zentrumswert der Gruppe von Elementen (7, 3, 9, 8, 6, 4, 6) der Wert 8. Deshalb würde man zur Berechnung des Antimedianwerts sechs von acht abziehen (8-6). Die Ausgabe des Antimedianfilters wäre demgemäß zwei (2). Falls der Medianwert das geometrische Zentrum der Stichprobe einnimmt, wie es beispielsweise in der Stichprobengruppe (7, 3, 9, 6, 8, 4, 6) der Fall ist, wäre der Antimedianwert (6-6) = 0.
Falls ein Antimedianfilter eine Zufallssequenz von Werten aus einer allgemeinen statistischen Stichprobe verarbeitet, wird der Medianwert im geometrischen Zentrum der Stichprobe mit einer Wahrscheinlichkeit von wenigstens (1/N), wobei N die Anzahl der Elemente in der Stichprobe ist, liegen. Falls die Stichprobengröße N = 5 ist, dann wäre die Ausgabe des Antimedianfilters in 20% der Fälle Null.
Eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Ausgabe des Antimedianfilters, der einen bestimmten Wert am Ursprung umfassen würde, welcher repräsentativ für die Wahrscheinlichkeit ist, daß die Ausgabe des Antimedianfilters gleich Null (0) wäre, kann berechnet werden. Da die kumulative Wahrscheinlichkeit, die durch Integrieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von - ∞ bis + ∞ erhalten wird, gleich Eins sein muß, wird der Wert am Ursprung der Wahrscheinlich keitsdichtefunktion das gesamte verbleibende Gebiet verringern. Diese Eigenschaft ist verantwortlich für die nutzbare Rauschreduktion und die Störfleckunterdrückungseigenschaften des Antimedianfilters.
Es kann gezeigt werden, daß ein Medianfilter, der einen Stich probensatz eines Bildes abtastet, relativ kleine Objekte unterdrückt oder abschwächt, wohingegen ein Antimedianfilter, der einen Stichprobensatz eines Bildes abtastet, relativ große Objekte abschwächen oder unterdrücken wird. Betrachtet man die folgende Kette von Stichprobenwerten: 0, 0, 0, 0, 3, 3, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0, ---. Es kann hilfreich sein, sich jeden Integerwert als Repräsentant der Größe der Intensität eines bestimmten Pixelelements eines Bildes vorzustellen. Hierbei ist der Wert 0 ein Pixelwert, dessen Intensität eine vorbestimmte Schwellwertgrenze nicht übersteigt. Der Wert 3 stellt Pixel mit höherer Intensität dar, und der Untersatz 3 ,3 ,3 wäre ein "Fleck" in dem Bild. Der Wert 1 ist ein Intensitätswert, der gerade die Schwellwertgrenze übersteigt, und kann demnach das Ziel von Interesse sein.
Betrachtet man nun einen abtastenden Medianfilter, der den obigen Stichprobensatz in Feldern mit fünf Elementen bzw. Fünf-Element-Feldern aufnimmt. Der erste abgetastete Satz wäre (0, 0, 0, 0, 3). Aus der obigen Diskussion ergäbe sich die Ausgabe des Medianfilters zu Null (0), da zwei (2) Werte in dem Satz kleiner als oder gleich Null (0) wären und zwei (2) Werte in dem Satz größer oder gleich Null (0) wären. Für den nächsten Satz aus fünf Elementen aus dem Abtastprozeß, d.h. (0, 0, 0, 3, 3) wäre das Ergebnis dasselbe. Für den nächsten Satz, d.h. (0, 0, 3, 3, 3) wäre der Ausgabewert drei (3). Diese Abtastsequenz kann fortgesetzt werden, so daß die Sequenz Werte von 0,0,3,3,3,0,0,0,0,0,0 --- als Ausgabe des Medianfllters erhalten werden. Es ist zu bemerken, daß der Stichprobenwert 1 eliminiert worden ist. Außerdem kann durch die obige Diskussion für den Antimedianwert gezeigt werden, daß die Sequenz von Stichprobenelementen für eine Ausgabe eines Antimedianfllters 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,1, -- wäre. Hierbei sind die relativ großen Werte von 3 eliminiert worden. Als Konsequenz ist der "Fleck" (3,3,3) eliminiert worden, und das Ziel von Interesse (1) ist isoliert worden.
Mit dieser Analyse kann gezeigt werden, daß ein Medianfilter jedes Objekt unterdrückt, dessen Größe kleiner als (N+1)/2 Pixeln oder Stichprobenwerte ist, wobei N die Anzahl der Elemente in dem Stichprobenfeld ist. Für das obige Beispiel ist N = 5, und somit würde der Medianfllter jeden "Fleck", der in seiner Größe kleiner als 3 Stich probenwerte ist, unterdrücken. Ein Antimedianfilter arbeitet andererseits auf eine komplementäre Art und Weise, dadurch, daß alle Objekte, deren Größe geringer als (N+1)/2 sind, erhalten bleiben. Vom Konzept her läßt sich dies in der Praxis durch Visualisierung eines entfernten Ziels gegenüber einer Hintergrundszenerie verstehen. Das Ziel wird wesentlich kleiner in dem Bildsignal gegenüber den Hintergrundsignalen erscheinen. Folglich kann der Antimedianfilter so kalibriert werden, daß jedes Bild (Signal), das größer als eine vorbestimmte Größe ist, unterdrückt wird; demgemäß können Hintergrundsignale, die größer als das Zielsignal sind, im wesentlichen eliminiert werden.
Obwohl ein Antimedianfilter große Objekte verringert oder abschwächt, gibt es viele Fälle, in denen Hintergrundresiduen (Hintergrundreste) unakzeptabel groß bleiben. Ein besonders unangenehmer Typ von Hintergrundresten wird durch linienförmige Objekte in dem Hintergrundfleck bewirkt. Dieses Problem ist insbesondere schwerwiegend, wenn diese Linienelemente rechtwinklig zur Abtastrichtung orientiert sind.
Unabhängig von diesem Nachteil haben Antimedianfilter einzigartige Eigenschaften, die sie den linearen Filtern bei Hintergrundunterdrückungsanwendungen überlegen machen. Beispielsweise erzeugen sie keine Vorschwinger, Überschwinger oder Überschwingphänomene, wenn ihre Eingaben impuls- oder stufenförmige Funktionen aufweisen. Außerdem dämpfen sie keine Signalkomponenten als Funktion der Frequenz.
Was deshalb erforderlich ist, ist ein Hintergrundflecken-Unterdrückungsfilter, der die einzigartigen Eigenschaften eines Antimedianfilters umfaßt, aber im wesentlichen viele dieser Hintergrundrestprobleme, die im allgemeinen mit diesen Filtertypen assoziiert sind, verringert. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen derartigen Filter zu schaffen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Offenbart wird eine neue Familie nichtlinearer Filter zur Verwendung in einer Hintergrundfleckenunterdrückungstechnologie.
Diese Filter werden als Minimumsdifferenz-Prozessor(MDP)-Filter bezeichnet. Ein MDP- Filter kann einen räumlichen oder zeitlichen Filterprozeß umfassen; allerdings hat eine räumliche Filterung mehr praktische Anwendungen.
Ein MDP-Filter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt im allgemeinen eine Gruppe von Antimedianfiltern, die in einem vorbestimmten geometrischen Muster angeordnet sind. Dieses geometrische Muster kann ein Stichprobenfeld mit vier vertikal, horizontal und diagonal zueinander orientierten Antimedianfiltern umfassen, ist allerdings nicht hierauf beschränkt. Die Verarbeitung eines jeden Filterfelds kann entweder seriell oder parallel durchgeführt werden. Da die Komponentenoperationen eines MDP-Filters hierarchisch äquivalent sind, sind sie kommutativ. Deshalb ist die Reihenfolge der seriellen Ausführung nicht von Bedeutung.
In einer bestimmten Ausführungsform wird eine Stichprobenmatrix über einem Bild so abgetastet, daß bei jedem individuellen Abtaststopp ein Antimedianwert eines horizontalen Felds der Matrix, welche den Zentrumswert der Matrix umfaßt, bestimmt wird; ein Medianwert eines vertikalen Felds bestimmt wird, der ebenfalls den Zentrumswert umfaßt; und zwei diagonale Antimedianwerte bestimmt werden, die ebenfalls den Zentrumswert umfassen. Aus diesen vier Antimedianwerten, wird der Wert, der dem kleinsten absoluten Antimedianwert entspricht, als Ausgabe des Minimumsdifferenz- Prozessorfilters ausgewählt.
In einer anderen Ausführungsform kann der Wert eines jeden verbleibenden Elements der Matrix, die nicht in den vorherigen vier Antimedianfilterfeldern eingeschlossen worden sind, von dem Zentrumswert abgezogen werden, um getrennt einen subtrahierten Wert bzw. Subtraktionswert für jedes verbleibende Element zu bestimmen. Diese subtrahierten Werte werden mit den Antimedianwerten gruppiert, und der niedrigste absolute Wert wird verwendet, um das Element der Gruppe, das ausgegeben werden soll, auszuwählen.
Durch diese Erfindung können Hintergrundfleckenobjekte, die größer als das Ziel in einer einzelnen Dimension sind, unterdrückt werden. Weitere zusätzliche Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1(a)
- 1(e) ist eine Reihe von Stichprobenmatrizen, welche die einzelnen Stichprobenfelder von Antimedianfiltern mit 5 Elementen bzw. 5-Element-Antimedianfilter zeigen;
Fig. 2(a)
- 2(h) ist das Matrixfeld aus Fig. 1, wobei verschiedene Elementkonfigurationen gezeigt sind, die nicht durch die Antimedianfilter unterdrückt werden;
Fig. 3(a)- 3(k) ist eine Reihe von Matrixfeldern aus Fig. 1, wobei individuelle Muster, die durch den Antimedianfilter unterdnickt würden, gezeigt sind;
Fig. 4 ist die Stichprobenmatrix aus Fig. 1, wobei durch "N" die einzelnen Elemente, die nicht in der ursprünglichen bevorzugten Ausführungsform enthalten sind, bezeichnet sind;
Fig. 5 ist das Matrixfeld aus Fig. 1, wobei die zuvor nicht benutzten Elemente von Fig. 4 eingeschlossen sind;
Fig. 6 ist eine andere Version der Stichprobenmatrix aus Fig. 4;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8(a) - 8(h) ist eine Reihe von Matrixfeldern, die zusätzlich mögliche Antimedianfelder zeigen; und
Fig. 9(a) - 9(d) ist eine Reihe von photographischen Bildern, welche die Effektivität der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist lediglich von exemplarischer Natur und ist in keiner Weise dazu bestimmt, ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken.
Ein Bildverarbeitungssystem verarbeitet im allgemeinen Szenen, die aus einer Mehrzahl von Pixeln bestehen, wobei jedes Pixel eine Magnitudendarstellung seiner Intensität (Helligkeit) hat. Im allgemeinen liegen Hintergrundobjekte in Form von "Flecken" vor, die sich über eine Mehrzahl der Pixel erstrecken. Ein Objekt von Interesse kann in dem Hintergrund eingebettet sein und somit kann es schwierig sein, es von dem Hintergrund zu trennen.
Ein MDP-Filter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Matrix von getrennten Elementen, wobei jedes Element ein einzelnes Pixel des Bilds darstellt. Die Matrix überdeckt im allgemeinen einen relativ kleinen Bereich des Bildes und wird über den verbleibenden Bereich des Bildes gescannt bzw. zum Abtasten geführt.
Der MDP-Filter kann ein nicht aufgelöstes bzw. unaufgelöstes Objekt aus einer komplexen Hintergrundszenerie ohne übermäßige Abschwächung extrahieren, sogar wenn sich das Objektbild über mehrere kontinuierliche Komponentendetektoren eines Brennebenenfelds erstreckt. Beispielsweise kann ein einzelnes Objekt, das innerhalb eines Abschnitts der Matrix vorliegt, die Zahl 1 oder mehrere Detektorzellen einnehmen, abhängig von 1) seiner anfänglichen Position auf einem Detektor und 2) der Punktausdehnungsfunktion bzw. Point-Spread-Function, die durch das optische System dem Detektorfeld aufgeprägt ist.
Ein MDP-Filter gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß er Objekte extrahiert, die sich über 4 Elemente, die in einem quadratischen Muster angeordnet sind, erstrecken. Andererseits ist diese Ausführungsform notwendigerweise so aufgebaut, daß sie Objekte, die sich mehr als 2 Elemente in einer Richtung erstrecken, unterdrückt oder eliminiert. Dieser MDP-Filter besteht aus einem quadratischen Feld von 25 Elementen (5 x 5). Vier Antimedianfilterkomponenten sind als lineare (1 x 5) Unterfelder innerhalb der MDP-Filtermatrix konfiguriert. Diese Antimedianfilter sind so angeordnet, daß das Zentrumselement des (5 x 5) Matrixelements räumlich mit dem Zentrumselement jeder eindimensionalen Antimedianfilterkomponente übereinstimmt. Eine Antimedianfilterkomponente ist horizontal orientiert, eine zweite ist vertikal orientiert, und die zwei anderen sind diagonal unter 45º und 135º in bezug auf die Koordinatenachsen, die durch die horizontale und vertikale Komponente definiert sind, orientiert. Die optimale Größe und Form der Matrix hängt von der funktionellen Anwendung des MDP-Filters ab.
In dieser Ausführungsform eliminiert das MDP-Filter im wesentlichen "Flecken", deren Länge sich mehr als 2 Pixel in eine beliebige Richtung erstrecken, wohingegen gleichzeitig Objekte, die (1 x 2) oder (1 x 1) oder (2 x 2) Elemente aufweisen, erhalten bleiben. Ein MDP-Filter kann so aufgebaut werden, daß er jeden Bereich an Objektgrößen und Formen dadurch erhält, daß die Gesamtanzahl der Elemente in dem Feld geeignet gewählt werden. In der Praxis haben sich MDP-Filter, die bis zu (13 x 13) Elemente aufweisen, in einer Computersimulation als erfolgreich erwiesen.
Wendet man sich nun Fig. 1 (a)-(e) zu, ist eine MDP-Filterkonfiguration gezeigt, welche die oben beschriebene (5 x 5) Elementmatrix aufweist. Fig. 1(a) zeigt die Matrix, in der jedes einzelne Element, das ein Bildpixel darstellt, numeriert ist. Insbesondere wird jede Reihe durch einen Buchstaben von a-e dargestellt, und jede Spalte wird durch eine Nummer von 1-5 dargestellt. Folglich liegen 25 einzelne Elemente in dem Matrixfeld vor, wobei jedes durch einen Wert, der eine bestimmte Intensität des Pixels in dem Bild definiert, dargestellt ist. Wie offensichtlich ist, stellt c&sub3; das Zentrumselement der Matrix dar und demnach wird seine Intensitätsdarstellung in jeder Antimedianberechnung für die erste bevorzugte Ausführungsform, wie oben beschrieben, umfaßt. Anders ausgedrückt ist das Zentrumspixel c&sub3; der Fokus einer jeden einzelnen Abtastposition der Matrix der Szenerie. Die verbleibenden Pixel des Bildes werden zu einem anderen Zeitpunkt während des Abtastprozesses zum Zentrum der Matrix.
Fig. 1(b) stellt einen horizontalen (1 x 5) Antimedianfilter dar, dessen Zentrumselement mit dem Zentrumselement c&sub3; der (5 x 5) MDP-Filtermatrix übereinstimmt. Wie offensichtlich ist, umfaßt das Filterfeld einen Satz von Werten c&sub1; - c&sub5;. Im Betrieb bestimmt das Abbildungssystem einen Intensitätswert für jedes einzelne Element c&sub1; - c&sub5; und berechnet einen Median (wie oben beschrieben) für diesen Wert. Ein Antimedianwert, Δ1, wird dann gemäß der folgenden Formel berechnet
Δ1 = c&sub3; - Med (Reihe C),
wobei Med (Reihe C) der Medianwert der Reihe C ist. Zusätzlich wird der Absolutwert von Δ1 wie folgt bestimmt:
Δ1 = c&sub3; - Med (Reihe C)
Diese Werte werden dann in einem geeigneten Speicher gesichert.
Wendet man sich Fig. 1(c) zu, ist ein vertikaler (1 x 5) Antimedianfilter, der ebenfalls um c&sub3; zentriert ist, gezeigt. Dieser Antimedianfilter umfaßt fünf Elementintensitäten a&sub3; - e&sub3;. Wie beim horizontalen Antimedianfilter von Fig. 1(b) werden die folgenden Werte berechnet und gesichert, wobei Δ2 der Antimedianwert für den vertikalen Antimedianfilter ist.
J2 = c&sub3; - Med (Spalte 3)
Δ2 = c&sub3; - Med (Sopalte 3)
Die Fig. 1(d) und 1(e) zeigen zwei diagonale eindimensionale (1 x 5) Element-Antimedianunterfelder, die ebenfalls um c&sub3; zentriert sind. Fig. 1(d) ist ein diagonales R(Rechts)-Feld, das, wie gezeigt, von oben links nach unten rechts ausgewählt wird und die Werte a&sub1;, b&sub2;, c&sub3;, d&sub4;, e&sub5; umfaßt. Fig. 1(e) ist ein diagonales L(Links)-Feld, das, wie gezeigt, von oben rechts nach unten links ausgewählt wird und die Werte a&sub5;, b&sub4;, c&sub3;, d&sub2;, e&sub1; umfaßt. Der diagonale L-Antimedian- und der diagonale R-Antimedian-Filter sind unter 45º bzw. 135º in bezug auf die durch das horizontale und das vertikale Feld gebildeten Achsen, orientiert. Wie oben werden die folgenden Größen berechnet und gespeichert.
Δ3 = c&sub3; - Med (Diagonale R),
Δ3 = c&sub3; - Med (Diagonale R) ,
Δ4 = c&sub3; - Med (Diagonale L) und
Δ4 = c&sub3; - Med (Diagonale L)
Die MDP-Filtermatrix wird während des Abtastprozesses an jedem Bildort positioniert, derart, daß jedes Element der Matrix mit einer Datenstichprobe besetzt ist. Anders ausgedrückt erstreckt sich die Matrix nicht über die Bildgrenzen. Das Zentrum der Matrix c&sub3; wird an jeden Pixelort des Bildes, an dem dieses Kriterium erfüllt ist, positioniert oder abgetastet. Während die Matrix über das Bild gescannt wird, wird das Minimum des Satzes ( Δ1 , Δ2 , Δ3 , Δ4 ) an jeder Position ausgewählt und die entsprechenden Werte des Satzes (Δ1, Δ2, Δ3, Δ4) werden als Ausgabe des MDP-Filters für jeden Abtastort ausgewählt. Nachdem jeder mögliche Pixelort in dem Bild durch das MDP- Filter verarbeitet worden ist, wird ein neues Bild durch den MDP erzeugt, in dem alle Merkmale und Objekte, die größer als (2 x 2) Elemente sind, eliminiert oder im wesentlichen unterdrückt sind.
Die Fig. 2(a) - 2(h) zeigen bestimmte Objektformen (dargestellt durch die schattierten Pixelbereiche), die ein (5 x 5) MDP-Filter beibehalten würde, unabhängig von ihren entsprechenden Orientierungen. Diese Objektformen stellen Bilder in der Szenerie dar, die sich nicht mehr als (2) Pixelelemente in eine beliebige Richtung eines der vier Antimedianfilterfelder erstrecken. Es ist zu bemerken, daß die schattierten Bereiche in diesen Figuren Objekte darstellen, deren Pixelintensitäten als von den weißen Hintergrundintensitäten unterschiedlich detektierbar sind.
Im Gegensatz hierzu zeigen die Fig. 3(a) - 3(k) eine Vielfalt von Objektformen (dargestellt durch die schattierten Bereiche), die durch die MDP-Verarbeitung unterdrückt oder eliminiert werden würden. In jedem dieser Beispiele beträgt die Anzahl der schattierten Pixelelemente in wenigstens einem Antimedianfilterfeld mehr als zwei (2) Pixel. Durch Bezeichnen der räumlichen Orientierung des Antimedianfelds, aus dem der Antimedianwert ausgewählt wird, als MDP-Filterausgabe, können Linien und Kanten der Szenerie detektiert und ihre Orientierungen bestimmt werden. Deshalb kann der MDP-Filter weiter als Einrichtung zum Detektieren bestimmter Merkmale in einer Szenerie, beispielsweise Straßen und Flüsse, verwendet werden.
Die MDP-Filter der Fig. 1 - 3 sind als (5 x 5) Matrizen mit vier Antimedianfiltern, welche durch die verschiedenen Orientierungen der (1 x 5) Felder repräsentiert sind, formatiert. Wie aus Fig. 1 offensichtlich ist, werden bestimmte äußere Ringelemente, insbesondere b&sub1;, d&sub1;, e&sub2;, e&sub4;, d&sub5;, b&sub5;, a&sub4; und a&sub2; nicht in den Antimedianberechnungen verwendet. Diese Elemente sind als "N" in Fig. 4 bezeichnet. Da diese Elemente nicht in den Berechnungen umfaßt sind, können bestimmte unerwünschte geometrische Formen nicht eliminiert oder wie erwünscht abgeschwächt werden. Das Objekt, das durch den schattierten Bereich in Fig. 4 dargestellt ist, ist ein derartiges Beispiel.
Kehrt man wieder zu Fig. 4 zurück, ist das Objektmuster (schattierter Bereich) ein Bildmuster eines Liniensegments und stellt ein Szenario des schlimmsten Falls einer verringerten Hintergrundunterdrückung durch die MDP-Filterausführungsform, die oben beschrieben worden ist, dar. Für eine Linie dieses Typs in einem Bild würde das geringste Ausmaß einer Unterdrückung dieses Objekts auftreten, falls die Linie, die durch den schattierten Bereich dargestellt ist, unter einem Winkel von ungefähr 26º (arctan 1/2) in bezug auf eine Koordinatenachse, die durch das horizontale Feld von c&sub1; - c&sub5; definiert ist, orientiert ist. Anders ausgedrückt würde, falls die Winkelorientierung dieser Linie weniger oder mehr als 26º wäre, entweder der diagonale L-Antimedian oder der horizontale Antimedian mehr von dem Objekt unterdrücken. Die Darstellung in Fig. 3(k) zeigt die Bilddarstellung von Fig. 4 mit einem Winkel, der etwas größer als 26º ist. In dieser Darstellung würde das diagonale L-Unterfeld das Bild wesentlich unterdrücken. Eine Orientierung eines Linienobjekts könnte im schlimmsten Fall in irgendeinem Quadranten des Koordinatenachsensystems des Felds auftreten.
In Fig. 4 wird die Intensität eines jeden Pixelorts in dem Feld durch seinen proportional schattierten Abschnitt reflektiert. In dem gezeigten Beispiel hat eine vollständig schattierte Zelle einen Wert von eins (1), und eine vollständig unschattierte Zelle hat einen Wert von Null (0). Der horizontale Medianwert für das horizontale Antimedianfeld (c&sub1; - c&sub5;) wird durch das Element c&sub5; dargestellt. Der Antimedianwert (A) für das horizontale Feld ist c&sub3; minus C&sub5;, was 0,7 gleich ist, wobei c&sub3; gleich list, da es vollständig schattiert ist und c&sub5; gleich 0,3 ist, dem Prozentsatz des Zellbereichs (c&sub5;), der schattiert ist. Der Medianwert für das diagonale L-Feld wird von dem Element b&sub4; eingenommen, und der Antimedianwert (B) für dieses Feld ist c&sub3; minus b&sub4;, was 0,3 gleich ist. Dieses Objekt würde teilweise als unerwünschter Rest in der oben beschriebenen Ausführungsform überleben.
Ein unerwünschter Rest kann im wesentlichen dadurch verringert werden, daß Subtraktionswerte (c&sub3; - N) für jedes der acht unbenutzten Elemente in dem oben beschriebenen äußeren Ring, die als "N" in Fig. 4 dargestellt sind, eingeschlossen wird. Der Wert jedes dieser Elemente wird von dem Zentrumswert c&sub3; subtrahiert, und der Absolutwert wird gebildet, wie mit jedem der Antimedianwerte für den obigen horizontalen, vertikalen und diagonalen Antimedianfilter. In dieser Ausführungsform werden die resultierenden acht Absolutwerte, möglicherweise mit einem beliebigen Faktor gewichtet, der zum Eintausch einer relativen Performance in einem Bereich für die Performance in einem anderen Bereich berechnet ist, in dem Satz der vier existierenden Antimedianwerte einbezogen, so daß ein neuer Satz mit zwölf Werten gebildet wird. Die Ausgabe des MDP-Filters wäre dann das Minimum dieser zwölf Werte. In dem Beispiel von Fig. 4 besitzt das N-Element b&sub5; einen Wert von D = 0,8 (der Prozentsatz von b&sub5;, der schattiert ist). Dies ergibt als Ausgabe des MDP-Filters einen Wert von 0,2 (c&sub3; - b&sub5;, 1 - 0,8). Deshalb wäre das Objekt von Fig. 4 im wesentlichen unterdrückt. Durch Mitteln jeder möglichen Konfiguration des Objekts von 0º - 360º verringert diese Ausführungsform des MDP-Filters mit der Eingabe von Fig. 5 einen Durchschnittsrest auf ungefähr 0,05.
Die Fig. 5(a) - 5(f) zeigen die Matrix von Fig. 1, welche das horizontale, vertikale, diagonale L- und diagonale R-Unterfeld umfaßt, und außerdem ein Ringfeld (Fig. 5(f)) der "N" Pixel von Fig. 5 umfaßt. Das Einbeziehen dieser äußeren Ringwerte in der Berechnung stellt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des MDP-Filters, wie er oben diskutiert worden ist, dar. Obwohl die zweite bevorzugte Ausführungsform Hintergrundreste verringert, wird dies auf Kosten anderer Aspekte der Performance, wie beispielsweise einem kleinen Verlust an Signal-zu-Rauschverhältnis und einer Tendenz zum Verlieren von punktförmigen Objekten, die an Kanten des großen Hintergrundobjekts lokalisiert sind, insbesondere wenn das punktförmige Objekt dieselbe Helligkeit wie das benachbarte Hintergrundobjekt aufweist, erkauft.
In Fig. 6 ist eine Darstellung der zweiten Ausführungsform gezeigt. Die weißen quadratischen Elemente stellen die Elemente dar, die in der ersten bevorzugten Ausführungsform in den horizontalen, vertikalen und den diagonalen Antimedianfiltern verwendet werden. Die schattierten Elemente sind die Ringelemente für die zweite bevorzugte Ausführungsform, wie oben beschrieben, wobei jeder möglicherweise einen getrennten Wert aufweist. Fig. 7 offenbart ein System 10, das eine schematische Implementierung zur Entwicklung einer MDP-Filterausgabe aus den Eingaben der Antimedianfilter und der in Fig. 6 dargestellten Ringelemente zeigt.
Kehrt man zu Fig. 7 zurück, ist dort jedes Ringelement von Fig. 6 durch eine Eingabe von den Blöcken 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 und 26 dargestellt. Das Inverse jeder dieser Eingaben wird einer getrennten Summierungsverbindung zusammen mit dem Zentrumspixel (c&sub3;), das durch den Eingabeblock 32 dargestellt ist, zugeführt. Die Ausgabe einer jeden Summierungsverbindung für die acht Ringelemente wird einer Schaltung 38 zugeführt, die diejenige der acht Eingaben, die Null am nächsten ist, auswählt. Zusätzlich werden die Inversen des diagonalen L-Medianwerts, dargestellt durch Block 28, des diagonalen R-Medianwerts, dargestellt durch Block 30, des horizontalen Medianwerts, dargestellt durch Block 34 und des vertikalen Medianwerts, dargestellt durch Block 36, getrennten Summierungsverbindungen zusammen mit dem Zentrumselementwert des Blocks 32 zugeführt, um den Antimedianwert, wie oben beschrieben, zu bestimmen. Die Ausgaben eines jeden dieser Summierungsverbindungen werden einer Schaltung 40 zur Bestimmung des Werts, der Null am nächsten ist, zugeführt. Die Ausgaben der Schaltungen 38 und 40 werden einer anderen Schaltung 42 zugeführt, um den Wert dieser zwei Ausgaben, der Null am nächsten ist, zu bestimmen. Schließlich ist die Filterausgabe, die aus der Schaltung 42 resultiert, repräsentativ für den Minimumswert der subtrahierten Ringelementwerte und des Antimedianwerts der acht Ringelemente und der vier Antimedianfilterwerte. Diese Ausgabe wird verwendet, um ein Bild zu erzeugen, in dem der Hintergrundfleck unterdrückt ist.
Die erste oben beschriebene Ausführungsform offenbart ein MDP-Filter mit vier Antimedianunterfeldern. Diese Beschreibung wurde lediglich als Beispiel verwendet. Die zweite bevorzugte Ausführungsform verwendet die Pixel, die nicht in den vier Antimedianunterfeldern der ersten Ausführungsform umfaßt sind. Diese Ringpixel stellen allerdings keine tatsächlichen Medianwerte dar und erzeugen deshalb nicht dieselbe Art von Performance. Zusätzlich sind die Matrizen der bevorzugten Ausführungsformen, die oben beschrieben worden sind, in bezug auf ein Zentrum symmetrisch, d.h. quadratisch. Es liegt allerdings vollständig im Umfang der vorliegenden Erfindung, MDP-Filter zu verwenden, die eine beliebige Form oder Größe haben, solange sie eine ungerade Anzahl von Pixelelementen aufweisen. Deshalb liegen andere Konfigurationen, einschließlich Antimedianfeldern mit ungleichen Unterfeldlängen (solange sie ungeradzahlig sind) und/oder Antimedianfeldern, die mehrere oder weniger als vier Felder verwenden, im Rahmen und Umfang der Erfindung. Das Zentrumselement muß nicht im Zentrum der Matrix lokalisiert sein, solange es gemeinsam für jedes einzelne Unterfeld vorgesehen ist.
Fig. 8 offenbart acht zusätzlich Antimedianunterfelder, die mit den ursprünglichen vier Antimedianunterfeldern hätten verwendet werden können. Insbesondere umfaßt Fig. 8(a) das (1 x 5) Elemenffeld aus (a&sub2;, b&sub3;, c&sub3;, d&sub3;, e&sub4;), Fig. 8(b) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (a&sub2;, b&sub2;, c&sub3;, d&sub4;, e&sub4;), Fig. 8(c) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (b&sub1;, b&sub2;, c&sub3;, d&sub4;, d&sub5;), Fig. 8(d) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (b&sub1;, c&sub2;, c&sub3;, c&sub4;, d&sub5;), Fig. 8(e) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (d&sub1;, c&sub2;, c&sub3;, c4, b&sub5;), Fig. 8(f) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (d&sub1;, d&sub2;, c&sub3;, b&sub4;, b&sub5;), Fig. 8(g) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (e&sub2;, d&sub2;, c&sub3;, b&sub4;, a&sub4;), Fig. 8(h) umfaßt das (1 x 5) Elementfeld von (e&sub2;, d&sub3;, c&sub3;, b&sub3;, a&sub4;). Durch diese Art von MDP-Filter wird jedes Pixel in der Matrix in wenigstens einem Antimedianunterfeld repräsentiert, und somit wird die Performance der Einrichtung gegenüber der ursprünglichen vier Unterfeldmatrix der ersten bevorzugen Ausführungsform erhöht, und wäre effektiver bei der Unterdrückung des in Fig. 4 gezeigten Liniensegments. Diese MDP-Filter unterliegen ebenfalls der Anforderung, daß das Zentrumspixel für jedes Feld gleich ist.
Fig. 9(a) - (d) ist eine Gruppe von Photoreproduktionen, welche die computersimulierte Performance beider bevorzugter Ausführungsformen der MDP-Filter zeigen. Fig. 9(a) stellt ein Bild mit beträchtlichen Hintergrundflecken dar, die durch bestimmte Intensitätsverteilungen repräsentiert sind. Ein Kasten schließt das Ziel von Interesse in dem oberen rechten Abschnitt des Bildes ein.
Fig. 9(b) zeigt ein Bild, das von dem Originalbild aus Fig. 9(a) durch Filtern mit vier kaskadierten Antimedianfiltern erhalten worden ist. Die kaskadierte Antimedianfilteranordnung ist derart, daß die Antimedianwerte aufeinanderfolgend berechnet werden. Die kaskadierten Fünf-Element-Antimedianfilter wurden horizontal, vertikal und diagonal unter 45º bzw. 135º angeordnet.
Die Fig. 9(c) und (d) stellen gefilterte Bilder dar, wobei entsprechend die erste und die zweite bevorzugte Ausführungsform, wie oben beschrieben verwendet worden sind. In jeder Figur ist das Objekt von Interesse in einem quadratischen Kasten eingeschlossen.
im allgemeinen sind MDP-Filter als Hintergrundflecken-Unterdrückungseinrichtungen sehr effektiv und weiterhin ist ihre Performance unter Anwesenheit von Gauß'schem- Rauschen exzellent. Es hat sich durch Analyse und Simulation unter Verwendung tatsächlicher Daten gezeigt, daß die Performance von MDP-Filtern die der linear angepaßten räumlichen Filter in bezug auf Fleckenunterdrückung wesentlich übersteigt, und die Signal-zu-Rausch-Performance von linear angepaßten räumlichen Filtern über einem bestimmten berechenbaren Eingabeschwellwert-Signal-zu-Rauschverhältnis gleich ist oder diese übersteigt. Die MDP-Performance fällt unter die Performance linear angepaßter räumlicher Filter auf eine Art und Weise, die ähnlich anderen nichtlinearen Prozessen ist, da das eingegebene Signal-zu-Rauschverhältnis sich unter diesem Schwellwertpegel verschlechtert. Da dieser SNR-Schwellwert sehr niedrig ist (ungefähr 5 für ein (5 x 5) Element-MDP-Feld), machen die besseren Störfleckenunterdrückungseigenschaften der MDP-Filter diesen Filtertyp für viele Anwendungen besonders attraktiv.
Da ein hoher Grad an Performance erzielbar ist, können MDP-Filter in vielen Anwendungen verwendet werden, in denen es erforderlich ist, unaufgelöste Objekte, die in beträchtlichen Hintergrundstörflecken eingebettet sind, zu erfassen und zu verfolgen. Obwohl MDP-Filter insbesondere für Hintergrundunterdrückungsanwendungen geeignet sind, implizieren sie für einen Fachmann andere potentielle Verwendungen. Beispielsweise kann ein MDP-Filter verwendet werden, um Liniensegmente in einer Szenerie, wie sie beispielsweise mit Straßen und Flüssen assoziiert ist, zu finden, und die Orientierung dieser Objekte kann bestimmt werden.

Claims

1. Ein Verfahren zur Bildverarbeitung, umfassend die Schritte:

Definieren einer Matrix mit einer Mehrzahl von individuellen Elementen, wobei jedes Element einen entsprechenden Wert hat, der für die Intensität des Bildes an dem Ort dieses Elements repräsentativ ist;

Definieren eines einzelnen Elements aus der Mehrzahl der Elemente der Matrix mit einem Wert;

Bestimmen eines Medianwerts der Elemente eines ersten Felds aus Elementen, wobei das definierte einzelne Element ein Element des ersten Felds ist;

Bestimmen eines Medianwerts der Elemente eines zweiten Felds aus Elementen, wobei das definierte einzelne Element ein Element des zweiten Felds ist;

Subtrahieren des Medianwerts des ersten Felds von dem Wert des einzelnen Elementes der Matrix, um einen Antimedianwert des ersten Felds zu bestimmen;

Subtrahieren des Medianwerts des zweiten Felds von dem Wert des einzelnen Elementes der Matrix, um einen Antimedianwert des zweiten Felds zu bestimmen; und

Ausgeben des Werts, der dem kleinsten Absolutwert des Antimedianwerts des ersten Felds und des Antimedianwerts des zweiten Felds entspricht.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das einzelne Element ein Mittelelement des ersten und zweiten Felds ist.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das erste Feld ein horizontales Feld ist, und das zweite Feld ein vertikales Feld ist, und das einzelne Element ein Zentrumselement der Matrix ist, derart, daß das horizontale Feld und das vertikale Feld eine Koordinatenachse mit dem Zentrumselement im Ursprung definieren.

4. Das Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend die Schritte:

Bestimmen eines Medianwerts eines dritten Felds aus Elementen der Matrix, welches das Zentrumselement der Matrix als Zentrum des dritten Felds umfaßt;

Bestimmen eines Medianwerts eines vierten Felds aus Elementen, welches das Zentrumselement der Matrix als Zentrum des vierten Felds umfaßt;

Bestimmen eines Antimedianwerts des dritten Felds durch Subtrahieren des Medianwerts des dritten Felds von dem Zentrumswert der Matrix;

Bestimmen eines Antimedianwerts des vierten Felds durch Subtrahieren des Medianwerts des vierten Felds von dem Zentrumswert der Matrix; und

Ausgeben des Werts, der dem kleinsten absoluten Antimedianwert des ersten, zweiten, dritten oder vierten Felds entspricht.

5. Das Verfahren nach Anspruch 4, in welchem das dritte Feld ein diagonales Feld mit einer Orientierung von 45º in bezug auf das horizontale und das vertikale Feld ist, und das vierte Feld ein diagonales Feld mit einer Orientierung von 135º in bezug auf das horizontale und das vertikale Feld ist.

6. Das Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Matrix eine (5 x 5) Matrix mit 25 Elementen ist, und das erste und das zweite Feld ein Feld mit fünf Elementen ist.

7. Das Verfahren nach Anspruch 5, weiter umfassend die Schritte eines Subtrahierens wenigstens eines der verbleibenden Elemente der Matrix, welches nicht in dem horizontalen, dem vertikalen oder den diagonalen Feldern umfaßt war, von dem Wert des Zentrumselements der Matrix, um wenigstens einen subtrahierten Wert zu bestimmen, und eines Ausgebens des Werts, der dem kleinsten Absolutwert der Antimedianwerte des horizontalen, des vertikalen oder der diagonalen Felder und dem wenigstens einen subtrahierten Wert des wenigstens einen verbleibenden Elements entspricht.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, in welchem das wenigstens eine verbleibende Element jedes Element ist, das nicht in dem horizontalen, vertikalen oder diagonalen Feld umfaßt ist, und das der wenigstens eine subtrahierte Wert ein subtrahierter Wert für jedes verbleibende Element ist.

9. Das Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Matrix über einer Bilddarstellung einer Szenerie gescannt wird.

10. Ein Verfahren zum Eliminieren von Hintergrundstörflecken in einer Bildszenerie, umfassend die Schritte von Anspruch 9.

11. Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte:

Bestimmen eines Medianwerts der Elemente einer Mehrzahl von anderen Feldern aus Elementen, die sich von dem ersten und dem zweiten Feld unterscheiden, in denen das definierte Einzelelement ein Element eines jeden der anderen Felder ist;

Subtrahieren des Medianwerts von jedem der Mehrzahl der anderen Felder von dem Wert des einzelnen Elements, um einen Antimedianwert eines jeden der Mehrzahl der anderen Felder zu bestimmen; und

Ausgeben des Werts, der dem kleinsten Absolutwert des Antimedianwerts der Mehrzahl der Felder, einschließlich des ersten und des zweiten Feld, entspricht.

12. Das Verfahren nach Anspruch 41 in welchem wenigstens eines der Mehrzahl der Felder und das erste und das zweite Feld jedes Element der Matrix umfassen.

13. Ein Verfahren zum Eliminieren von Hintergrundstörflecken in einer Bildszenerie, umfassend die Schritte von Anspruch 1.

14. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung, umfassend:

eine Einrichtung zum Definieren einer Matrix, die eine Mehrzahl von Elementen umfaßt;

eine Einrichtung zum Definieren eines einzelnen Elements aus der Mehrzahl der Elemente der Matrix;

eine Einrichtung zum Bestimmen eines Medianwerts der Elemente eines ersten Felds aus der Mehrzahl der Elemente, wobei das einzelne Element als Zentrumselement des ersten Felds umfaßt ist;

eine Einrichtung zum Bestimmen eines Medianwerts aus Elementen eines zweiten Felds aus der Mehrzahl der Elemente, wobei das einzelne Element als Zentrumselement des zweiten Felds umfaßt ist;

eine Einrichtung zum Subtrahieren des Medianwerts der Elemente des ersten Felds von dem Wert des einzelnen Elements der Matrix, um einen Antimedianwert des ersten Felds zu bestimmen;

eine Einrichtung zum Subtrahieren des Medianwerts des zweiten Felds von dem Wert des einzelnen Elements der Matrix, um einen Antimedianwert des zweiten Felds zu bestimmen; und

eine Einrichtung zum Ausgeben des Werts, der dem kleinsten Absolutwert der Antimedianwerte des ersten Felds und des zweiten Felds entspricht.

15. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, in welcher das einzelne Element ein Zentrumselement der Matrix ist.

16. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, weiter umfassend:

eine Einrichtung zum Bestimmen eines Medianwerts eines dritten Felds aus Elementen der Matrix, welches das einzelne Element der Matrix als Zentrumselement des dritten Felds umfaßt;

eine Einrichtung zum Bestimmen eines Medianwerts eines vierten Felds aus Elementen, welches das einzelne Element der Matrix als Zentrumselement des vierten Felds umfaßt;

eine Einrichtung zum Bestimmen eines Antimedianwerts sowohl des dritten als auch des vierten Felds durch Subtrahieren des Medianwerts des dritten und des vierten Felds von dem Wert des einzelnen Elements der Matrix; und

Ausgeben des Werts, der dem kleinsten absoluten Antimedianwert des ersten, zweiten, dritten oder vierten Feld entspricht.

17. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, in welcher das erste und das zweite Feld ein horizontales Feld und ein vertikales Feld sind, die rechtwinklig zueinander vorgesehen sind und eine Koordinatenachse definieren, und das dritte und das vierte Feld diagonale Felder sind, wobei das dritte Feld ungefähr unter 45º in bezug auf die Koordinatenachse und das vierte Feld unter ungefähr 135º in bezug auf die Koordinatenachse vorgesehen sind.

18. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, weiter umfassend eine Einrichtung zum Subtrahieren der verbleibenden Elemente der Matrix, die nicht in dem ersten, zweiten, dritten oder vierten Feld umfaßt sind, von dem Wert des Einzelelements der Matrix, und eine Einrichtung zum Ausgeben des Werts, der dem kleinsten absoluten Wert der Antimedianwerte des ersten, zweiten, dritten oder vierten Felds oder der subtrahierten Werte der verbleibenden Elemente entspricht.

19. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, in welcher die Matrix eine (5 x 5) Matrix mit 25 Elementen ist und sowohl das erste als auch das zweite Feld ein Feld mit fünf Elementen ist.

20. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, weiter umfassend eine Einrichtung zum Scannen der Matrix über dem Bild.