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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren zur Aufnahme eines
Satellitenüberwachungsbildes der Erde durch "Push-Broom"-Abtastung (Push-broom gemäß
der angelsächsischen, Terminologie) ausgehend von einer Detektoranordnung oder -matrix der
Ladungsübertragungsart (CCD), welche über einen beobachteten Bereich verläuft.
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Das Prinzip einer Abtastung der "Push-Broom"-Art wurde in Abb. 1 für den Fall einer
Detektoranordnung 1 illustriert.
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Die Anordnung 1 führt im Verlauf des Umlaufs des Satelliten, welcher sie trägt, nacheinander
die Überwachung der senkrecht zu der Verschiebung liegenden Linien L1, L2, ..., Ln (Pfeil D)
durch. Eine instrumentelle Optik 2 erzeugt in jedem Augenblick das Bild einer Landschaftslinie
auf der Linie der Detektoren, wobei die Anordnung 1 in der Brennpunktsebene der Optik 2
senkrecht zu dem Geschwindigkeitsvektor des Satelliten angeordnet ist. Die Landschaft läuft
vor jedem Detektor ab, welcher den Lichtstrom während der Belichtungszeit integriert und in
eine proportionale elektrische Ladung umwandelt.
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In Abb. 2 ist eine klassische Bearbeitungsabfolge von derart aufgenommenen Bildern
illustriert.
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Diese Bearbeitungsabfolge weist schematisch eine Bearbeitungs- und Vergrößerungseinheit 3
am Ausgang der Detektoren der Anordnung 1, eine am Ausgang der Einheit 3 das Signal
empfangende Analog-Digital-Codiereinrichtung 4, Vorrichtungen S zur Übermittlung der so
aufgenommenen digitalen Bilder von dem Satelliten an die Erde und eine Einheit 6 für die
Wiederherstellung der Bilder auf der Erde auf.
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Die Einheit 3 weist insbesondere ein Schieberegister auf, in welches die Informationen, die in
jedem Detektor der Anordnung 1 in Form von Ladung integriert und gespeichert sind, nach
Ablauf einer Belichtungszeit übertragen werden. Dieses Register gewährleistet dann eine
elektronische Übertragung der Ladungen, welche in eine Spannungsabfolge proportional zu
den empfangenen und integrierten Lichtströmen umgewandelt werden.
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Die Einheit 6 auf der Erde stellt die Bilder wieder her, indem sie Entfaltungsvorgänge einsetzt,
welche dazu bestimmt sind, die instrumentellen Fehler auszugleichen, sowie gegebenenfalls
Interpolationsbearbeitungen, um gewisse Bildpunkte des Bildes wiederherzustellen.
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Normalerweise ist die Aufnahmezeit oder Abtastzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Linien derart bemessen, daß sich der auf der Vertikalen des Satelliten angeordnete Punkt auf
der Erde um einen Abstand verschoben hat, der gleich den Abmessungen eines auf die Erde
projizierten Elementardetektors ist.
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Durch Einordnung in die Brennpunktebene des Instrumentes verfügt man somit über eine
zeilen- und spaltenweise Abtastung mit derselben Frequenz, welche gleich dem Kehrwert der
Abmessung eines Elementardetektors in der Brennpunktebene ist.
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Jedoch berücksichtigt dieser Ansatz nicht die instrumentelle Modulationsübertragungsfunktion
(MÜF).
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Es wird daran erinnert, daß die Modulationsübertragungsfunktion eines optischen Systems eine
Funktion des Frequenzraumes ist, welche die Fähigkeit des Systems verschiedene Frequenzen
zu übermitteln übersetzt. Sie ist kennzeichnend für die Wiedergabe der Kontraste der
Landschaft durch das System.
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In dem Fall einer Push-Broom-Abtastung hängt die Modulationsübertragungsfunktion
hauptsächlich von der Optik des Systems, dem Bildwanderungseffekt (Kontrastentzerrung
aufgrund der Verschiebung), sowie den Detektoren ab.
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Die Beobachtungssysteme sind durch die Grenzfrequenz fc gekennzeichnet, jenseits derer die
MÜF unbedeutend ist. Jedem der Effekte, welcher zu der gesamten
Modulationsübertragungsfunktion (Optik, Bildwanderung und Integration über den
photoempfindlichen Bereich) beiträgt, kann eine Grenzfrequenz zugeordnet werden, wobei die
gesamte Grenzfrequenz die kleinste der drei vorherigen Werte ist.
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Die der Integration über den photoempfindlichen Bereich zugeordnete
Modulationsübertragungsfunktion verschwindet für eine Frequenz, welche gleich dem
Kehrwert der Abmessung eines Elementardetektors ist, und welche in erster Annäherung die
entsprechende Grenzfrequenz bildet.
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Allgemein bestimmt der Integrationseffekt über den photoempfindlichen Bereich die gesamte
Grenzfrequenz.
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In dem Fall einer klassischen Aufnahme, wo die Abtastfrequenz fe gleich der Grenzfrequenz fc
ist, wird die Shannon-Bedingung (fe ≥ 2.fc) somit nicht beachtet und daraus ergibt sich eine
starke Spektrumsfaltung, welche zu Fehlern führt und jede Entfaltungs- und
Interpolationsbemühung schwierig macht.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Bearbeitungsverfahren vorzuschlagen, welches ermöglicht:
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- die Faltung des Spektrums zu begrenzen, um auf der Erde eine geeignete Wiederherstellung
und/oder Interpolation des Bildes zuzulassen;
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- die Redundanz der an die Erde übertragenen Informationen derart zu minimieren, daß die
Datenübertragungskapazitäten der Instrumente am besten genutzt werden können.
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Es wurde bereits in der Patentanmeldung FR 2 678 460 ein Bearbeitungsverfahren
vorgeschlagen, welches ermöglicht, Bilder mit einem zeilen- und spaltenweisen Abtastschritt
aufzunehmen und zu übertragen, welcher zweimal kleiner ist als bei einem klassischen
Abtastinstrument, und dies mit einem Teleskop und identischen Elementardetektoren.
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Gemäß diesem Verfahren, welches in Abb. 3 illustriert ist, wird eine Abtastung
durchgeführt, indem
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- die Integrationszeit und die Abtastzeit durch zwei geteilt werden, wobei die spaltenweise
Abtastfrequenz somit gleich der doppelten Grenzfrequenz wird;
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- bei den Zeilen die Aufnahmen der beiden Anordnungen B 1 und B2, welche zueinander um
einen Abstand versetzt sind, der gleich der Hälfte der Abmessung eines Elementardetektors ist,
übereinandergelegt werden.
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Die Übereinanderlegung der beiden Anordnungen kann erreicht werden mittels eines optischen
Zeilenteilers, oder indem der Umlauf des Satelliten durch Versetzung in dem Feld der zweiten
Anordnung um einen ganzzahligen Abtastschritt in dem Vorwärtssinn und um einen halben
Schritt in dem Sinn der Anordnung verwendet wird. Die Versetzung der beiden Abtastraster
kann zwar um den halben Bildpunkt mittels seiner Berücksichtigung in der Nachbearbeitung
verschieden sein, der optimale Wert der Versetzung ist jedoch die Hälfte der zeilen- und
spaltenmäßigen Abmessung eines Elementardetektors.
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In Abb. 4 ist eine mit einer solchen Bearbeitung erhaltene Bildpunktmatrix illustriert. Die
Bildpunkte XB 1 sind diejenigen, welche mit der Anordnung B 1 aufgenommen wurden und die
Bildpunkte XB2 sind diejenigen, welche mit der Anordnung 2 aufgenommen wurden.
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Jede der beiden Anordnungen B 1 und B2 erzeugt somit ein rechteckiges Abtastraster, dessen
Abstand entlang der Zeilen der Abmessung des Elementardetektors und dessen Abstand
entlang der Spalten der Hälfte dieses Wertes entspricht, wobei die beiden Raster um einen
Abstand versetzt sind, welcher gleich der Hälfte eines Elementardetektors ist. Durch die
verschränkte Anordnung, wie in Abb. 4 illustriert, wird ein quadratisches Abtastraster
wiederhergestellt, dessen Zeilenabstand mit dem Spaltenabstand übereinstimmt und der Hälfte
der Abmessung eines Elementardetektors entspricht.
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Somit steht ein Verfahren zur Verfügung, welches die Shannon-Abtastbedingung um den Preis
einer Vervierfachung des Informationsdatenflusses erfüllt.
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In Abb. 5 ist die Darstellung einer Modulationsübertragungsfunktion (MÜF), welche für
ein gemäß dem in der FR 2 678 460 beschriebenen Aufnahmeverfahren verwendetes
Beobachtungsinstrument der Art "Push-Broom" realistisch ist, in der Fourier-Ebene illustriert.
Diese MÜF wird als Produkt einer Übertragungsfunktion ftml der genormten Zeilenfrequenzen
fx und einer Übertragungsfunktion ftmc der Spaltenfrequenzen fy ausgedrückt, wobei diese
beiden Funktionen in dem Fall des Instrumentes SPOT 5 durch die folgenden Fonneln gegeben
sind:
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ftml = e(-3,431 fx)sin(2πfx)/2πfx
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ftmc = e(-3,03 fy)sin(2πfy)sin(πfy)/2π²fy²
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In dieser Darstellung ist die MÜF am Nullpunkt auf 1 genormt und die Frequenzen fx und fy
sind bezüglich dem doppelten Wert der klassischen Abtastfrequenz genormt und die
unterschiedlichen Kurven stellen Niveaulinien mit Abständen von 0,01 bis zu einem Wert von
0,1 dar.
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In dieser Darstellung ist zu sehen, daß die Modulationsübertragungsfunktionen über einen
großen Teil des ursprünglichen Frequenzspektrums schwach sind.
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Die Funktionen ftml und ftmc lösen sich in fx = fy = 0.5 auf und die Shannon-Bedingung ist
somit erfüllt.
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Tatsächlich ist jede bedeutsame Information im wesentlichen in dem oberen Dreieck IS
enthalten, dessen Enden dem Ursprung der Fourier-Ebene und den Punkten (0; 0,5) und (0,5;
0) entsprechen.
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Dieser Bereich wird in der Tat von der Kurve MÜF auf dem Niveau 0,03 tangiert, was ein
Wert ist, unterhalb dessen das Signal als von dem Rauschen überlagert gilt. Jenseits dieser
Kurve, d. h. außerhalb des zuvor genannten Bereiches IS, ist das Signal nicht auswertbar.
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Folglich ist die Abtastung, welche in der Technik vorgeschlagen ist, die in der Anmeldung FR
2 678 460 beschrieben ist, nicht optimal. Sie überträgt unnötiger Weise einen großen Teil der
Frequenzebene.
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Ein Ziel der Erfindung ist somit ein Aufnahmeverfahren vorzuschlagen, welches diesem
Nachteil abhilft: es ermöglicht eine unerhebliche Spektralfaltung beizubehalten, wobei das
Aufnahmevermögen optimiert wird.
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In dem gesamten vorliegenden Text geht es um den Fall, wo die
Modulationsübertragungsfunktion eine rechteckige Symmetrie hat.
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Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Aufnahme und Bearbeitung eines
Satellitenüberwachungsbildes der Erde mittels zumindest einer Detektoranordnung oder -
matrix der Ladungsübertragungsart vor, welche über einen beobachteten Bereich verläuft, bei
welchem eine Erfassung einer Vielzahl von Bildpunkten erfolgt, welche schachbrettartig
abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen- und Spaltenabstände dieser
schachbrettartigen Abtastung derart gestaltet sind, daß das Spektrum des Bildes sich
hauptsächlich in einem Bereich der Fourier-Ebene befindet, wo die
Modulationsübertragungsfunktion signifikant ist und wo die Faltung des Spektrums begrenzt ist.
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Bezüglich des zuvor beschriebenen Verfahrens der FR 2 678 460 wird somit die
Datenfernübertragungsrate entsprechend einem gleichen auf der Erde abgebildeten Bereich
durch zwei geteilt.
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Genauer wird in einer vorteilhaften Ausführungsweise ein Verfahren zur Aufnahme und
Bearbeitung eines Satellitenüberwachungsbildes der Erde mittels zumindest zwei
Detektoranordnungen oder -matrizen mit gleichen Abständen vorgeschlagen, welche sich
nebeneinanderliegend senkrecht zu ihren Verschiebungsrichtungen und um eine ganze Zahl
plus einen Bruchteil eines Elementarabstands parallel zu ihrer Verschiebungsrichtung
erstrecken, wobei die Anordnungen oder Matrizen zueinander um einen Bruchteil des
Elementarabstands senkrecht zu ihrer Verschiebungsrichtung versetzt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtastzeiten dieser beiden Anordnungen gleich dem Kehrwert der
Grenzfrequenz der Elementardetektoren sind.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsart wird ein Verfahren zur Aufnahme und
Bearbeitung eines Satellitenüberwachungsbildes der Erde mittels zumindest einer
Detektoranordnung oder -matrix vorgeschlagen, deren Abstand p dem Kehrwert der
Grenzfrequenz der Detektoren entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung in ihrer
Verschiebungsebene in einem Winkel α = 1/n bezüglich ihrer Verschiebungsrichtung
ausgerichtet ist, wobei n eine ganze Zahl ist, und daß die Abtastzeit der Elementardetektoren
einer Verschiebung von p/ 1+n² entspricht. Es wird somit ein quadratisches Abtastraster in der
von der Geschwindigkeit des Subsatellitenpunktes und seiner Senkrechten definierten
Geometrie erzeugt, wobei der Abtastabstand in diesen beiden Richtungen p/ 1+n² entspricht.
Die Abtastung wird somit mit einem Faktor 1+n² definiert um den Preis einer Verringerung
der Unterdrückung desselben Faktors.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsart wird ein Verfahren zur Aufnahme und
Bearbeitung eines Satellitenüberwachungsbildes der Erde mittels einer einzigen
Detektoranordnung oder -matrix mit einer Abtastzeit entsprechend dem Kehrwert des
Grenzwertes der Detektoren vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die so
erhaltenen Bildpunkte in Gruppen von zumindest vier benachbarten Bildpunkten derart
gebündelt werden, daß eine schachbrettartige Abtastung durchgeführt wird, wobei der Abstand
zwischen zwei Linien der so durchgeführten Abtastung dem Abstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Linien der anfänglichen Bildpunktmatrix entspricht.
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Die so anhand dieser verschiedenen Ausführungsvarianten erhaltene Abtastung wird an die
Erde übermittelt, wo eine schachbrettartige Interpolation an den empfangenen Bildpunkten
durchgeführt wird. Dank dieser Bündelung und der schachbrettartigen Unterabtastung kann
auf der Erde ein Bild ohne Spektrenfaltung wiederhergestellt werden.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden noch aus der nachfolgenden
Beschreibung hervorgehen. Diese Beschreibung ist rein illustrativ und nicht begrenzend. Sie
soll unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen gelesen werden, in welchen nur ein
Viertel des Spektrums dargestellt ist, wobei die Ergänzung durch Symmetriebetrachtungen
davon abgeleitet werden kann:
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- Abb. 1 illustriert das Prinzip einer Aufnahme durch Push-Broom-Abtastung;
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- Abb. 2 illustriert eine Bearbeitungsabfolge von Bildern, welche mit Push-Broom-
Abtastung aufgenommen wurden;
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- Abb. 3 illustriert die Aufnahme gemäß dem in der FR 2 678 460 beschriebenen
Verfahren;
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- Abb. 4 stellt eine Bildpunktmatrix dar, welche unter Verwendung der Aufnahme aus
Abb. 3 erhalten wurde;
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- Abb. 5 ist eine Darstellung der Niveaulinien der Modulationsübertragungsfunktion mit
rechteckiger Symmetrie in der Fourier-Ebene;
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- Abb. 6 illustriert eine mögliche Einsatzart der Erfindung;
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- Abb.
7 illustriert eine unter Verwendung des Verfahrens aus Abb. 6
aufgenommene Bildpunktmatrix;
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- Abb. 8 illustriert eine weitere mögliche Einsatzart der Erfindung;
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- Abb. 9 ist eine Darstellung des Spektrums eines unter Verwendung des Verfahrens aus
Abb. 6 aufgenommenen Bildes in der Fourier-Ebene;
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- die Abb. 10a, 10b, 10c illustrieren die Spektrumsfaltungen für jede dieser Aufnahmen;
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- Abb. 11 illustriert eine weitere Einsatzart der Erfindung, ähnlich derjenigen aus
Abb. 8;
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- Abb. 12 illustriert eine weitere mögliche Bearbeitungsart der Erfindung
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In Abb. 6 ist die Aufnahmebearbeitung illustriert, welche von zwei linearen Anordnungen
B 11 und B 12 gemäß einer möglichen Einsatzart der Erfindung durchgeführt wird.
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Die Anordnungen B 11 und B 12 weisen eine ähnliche Anordnung wie diejenige der
Anordnungen B 1 und B2 auf sie sind parallel und nebeneinander angeordnet und in der
Richtung, gemäß welcher sie sich erstrecken, um einen Bildpunktbruchteil, z. B. um einen
halben Bildpunkt (d. h. p/2, wo p der Abstand zwischen zwei Elementardetektoren einer
gleichen Anordnung ist) versetzt.
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Die Abtastzeit jeder der Anordnungen B11, B12 ist gleich 1/fc gewählt, wobei fc die
Grenzfrequenz entsprechend der MÜF der Einrichtung ist.
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In der Praxis stimmen die Abtastzeit 1/fc und der Abstand p zwischen den Detektoren überein.
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Die so erhaltene Bildpunktmatrix ist diejenige, welche in Abb. 7 illustriert ist, in der die
mit der Anordnung B 11 aufgenommenen Bildpunkte mit XB 11 bezeichnet sind, und die durch
die Anordnung B 12 aufgenommenen Bildpunkte mit XB 12 bezeichnet sind.
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Wie in Abb. 7 zu sehen ist, verfügt man somit über zwei Bilder entsprechend den
klassischen Aufnahmeabständen 1/fc und p, aber zueinander um ½ fc in der Zeile und p/2 in der
Spalte versetzt.
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Folglich wurde, bezüglich der unter Bezugnahme auf die Abb. 3 und 4 beschriebenen
Aufnahme, ein Bildpunkt auf zwei in der Zeile und in der Spalte aufgenommen, d. h. es wurde
eine zickzackartige Abtastung durchgeführt.
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In der Matrix der Abb. 7 sind die Bildpunkte der Matrix aus Abb. 4, welche nicht
aufgenommen wurden, durch 0 ersetzt worden.
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Diese Bildpunkte 0 werden auf der Erde durch eine Interpolation ausgehend von den
Bildpunkten XB 11 und XB 12 in ihrer Nachbarschaft wiederhergestellt.
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Die Interpolationsbearbeitung, welche ermöglicht, diese fehlenden Bildpunkte
wiederherzustellen, ist z. B. eine Fourier-Interpolation, welche klassisch dem Fachmann
bekannt ist und hier nicht in Einzelheiten beschrieben werden wird.
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Andere Interpolationsbearbeitungen sind selbstverständlich möglich. Beispielhaft könnte eine
Interpolationsbearbeitung der Art verwendet werden wie sie in der Veröffentlichung:
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"Analyse multiresolution pour les images avec un facteur de resolution 2" - J. C. FEAUVEAU
- Traitement du signal - Volume 7 - no²-1990
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("Vielfachbildauflösungsanalyse für Bilder mit einem Auflösungsfaktor 2" - J. C. FEAUVEAU
- Bearbeitung des Signals - Band 7 - Nr. 2-1990)
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beschrieben ist.
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Wenn der Abstand p allgemein 1/fc entspricht, entspricht die durchgeführte Aufnahme somit
einer schachbrettartigen Abtastung, welche auch hexagonal zentrierte Abtastung genannt wird,
mit einem Abstand p. 2 desselben um 45º gedrehten Bildes.
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Folglich kann die von der Erfindung vorgeschlagene Abtastung auch, wie in Abb. 8
illustriert, mittels einer einzigen Anordnung I 1 erzielt werden, welche parallel zu dem Bereich,
den sie beobachtet, und in ihrer Verschiebungsebene mit einem Winkel α von 45º bezüglich
ihrer Verschiebenungsrichtung D liegt.
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Die Abtastzeit entlang der Verschiebungsrichtung wird somit derart gewählt, daß sie p/ 2
entspricht, wobei p der Abtastabstand entlang der Anordnung 1 ist, wobei die so erzeugte
Abtastung einer Abtastung in Quadraten mit dem Abstand p/ 2 entspricht.
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Das Spektrum einer solchen Abtastung ist in Abb. 9 illustriert und entspricht demjenigen
aus Abb. 5, jedoch gedreht um 45º.
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In dieser Abbildung ist zu sehen, daß der von dem Spektrum des Bildes eingenommene Bereich
der Fourier-Ebene ein die Kurve MÜF0,03 tangierendes Dreieck bildet.
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Es wird jetzt Bezug genommen auf die Abb. 10a bis 10c.
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Die in diesen Abbildungen dargestellten, grau eingezeichneten Bereiche sind die Bereiche der
Fourier-Ebene, wo die Faltung des Spektrums größer als 3% für jede der drei Aufnahmearten
ist.
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In Abb. 10a ist zu sehen, daß in dem Fall einer klassischen Aufnahme nur ein kleiner
Informationsbereich wenig gestört ist (weniger als 15%).
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In dem Fall einer Aufnahme gemäß der in der FR 2 678 460 beschriebenen Bearbeitung liegen
die Spektrumsfaltungen außerhalb des von dem Spektrum eingenommenen Bereiches
(Abb. 10b).
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Dies gilt auch in dem Fall der von der Erfindung vorgeschlagenen schachbrettartigen
Bearbeitung, bei welcher die Spektrumsfaltung außerhalb des Bereiches Z; auftritt (Abb.
10c).
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Diese Ergebnisse sind außerdem in der hier unten aufgeführten Tabelle I aufgelistet, in welche
eingetragen wurde:
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- der Bereich der Fourier-Ebene, welcher von der Spektrenfaltung gestört ist, ausgedrückt als
Anteil an der Fläche des vorrangig zugänglichen Bereiches unter Berücksichtigung der
Abtastung,
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- der Bereich der Fourier-Ebene, in welchem der Frequenzgehalt nicht zu sehr von der
Übertragungsfunktion unterdrückt wird, gekennzeichnet durch einen MÜF-Wert, welcher über
der Schwelle von 3% liegt;
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- die Menge an erzeugten Daten, um einen gleichen Bereich als Bild darzustellen, genormt
durch den "klassischen" Datenfluß.
Tabelle I
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In dieser Tabelle ist zu sehen, daß die in der FR 2 678 460 beschriebene Bearbeitung keine
Spektrumsfaltung aufweist, aber Spektren erzeugt, welche in einem großen Bereich leer sind.
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Umgekehrt verwendet die klassische Bearbeitung einen Bereich der Fourier-Ebene, welcher zu
eingeschränkt ist, um alle durch die instrumentelle MÜF übermittelten Informationen zu
enthalten, was zu einem hohen Faltungsniveau der Spektren führt und jede Entfaltung
verhindert.
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Die von der Erfindung vorgeschlagene Abtastung ermöglicht ein Spektrum zu erhalten,
welches einen Bereich abdeckt, in dem die Modulationsübertragungsfunktion ausreicht, damit
das Signal auswertbar ist, und in dem die Faltung des Spektrums vernachlässigbar ist. Der
Datenfluß ist zwei mal höher als mit der Abtastung der FR 2 678 460.
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Die optimale Eigenschaft der vorgeschlagenen Abtastung rührt her von der Entzerrung der
MÜF (somit der Informationen) entlang der Diagonalen genau in der Richtung, in welcher die
schachbrettartige Abtastung die gröbste geometrische Auflösung besitzt. Dies ermöglicht, eine
Entfaltung unter guten Bedingungen durchzuführen.
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Umgekehrt sind die zeilen- und spaltenweisen Auflösungen identisch mit denjenigen, welche
mit einer klassischen Abtastung erhalten werden, d. h. indem alle Punkte genommen werden,
welche bei der Shannon-Frequenz verschwinden.
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Allgemeiner, und so wie in Abb. 11 illustriert, werden eine signifikante MÜF und eine
begrenzte Spektrumsfaltung vorteilhafterweise mittels einer Detektoranordnung erhalten,
welche parallel zu dem Bereich, den sie beobachtet, liegt, und welche in ihrer
Verschiebungsebene mit einem Winkel α bezüglich ihrer Verschiebungsrichtung ausgerichtet
ist, wie:
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Tg α = 1/n, mit n als ganze Zahl;
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wobei die Abtastzeit einer Verschiebung von
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p/ 1+n²
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entspricht.
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Die in der Abb. 10 illustrierte Überabtastung entspricht dem Fall n = 2.
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Der besondere Fall, wo α = 45º und die Abtastzeit gleich p/ 2 ist, entspricht n = 1.
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Selbstverständlich gilt in diesen verschiedenen Fällen die Hypothese, daß p 1/fc entspricht.
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In Abb. 12 ist eine weitere Einsatzart der Erfindung illustriert.
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Bei dieser Einsatzart wird eine erste Abtastung in klassischer Weise mittels einer einzigen
Detektoranordnung und mit einer Abtastzeit entsprechend 1/fc durchgeführt.
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In der zuvor genannten Abb. 12 sind mit feinen Strichen die Bildpunkte X auf drei Zeilen
t&sub1;, t&sub2;, t&sub3; dargestellt, welche mit dieser Abtastung mittels einer CCD-Detektoranordnung
aufgenommen wurden.
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Gemäß der Bearbeitung entsprechend dieser Anwendung der Erfindung werden die Bildpunkte
X zu Gruppen von wenigstens vier gebündelt, wobei dieselbe Abtastfrequenz beibehalten wird.
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Die so erhaltenen Bildpunkte Ag sind mit dicken Strichen in Abb. 12 dargestellt, wobei
jeder Bildpunkt Ag die Summe aus vier benachbarten, im Quadrat verteilten Bildpunkten ist.
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Die Bildpunkte Ag einer gleichen Zeile des gebündelten Teilbildes sind in anstoßender Weise
nebeneinandergelegt, wobei die Bildpunkte Ag zweier aufeinanderfolgender Zeilen des
gebündelten Teilbildes in der Breite um einen halben Bildpunkt Ag versetzt sind und sich auf
der Höhe einer Bildpunktzeile X überdecken.
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Man verfügt somit über eine zickzackartig versetzte Überabtastung, welche analog derjenigen
in Abb. 7 ist:
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- zwei aufeinanderfolgende Zeilen sind durch 1/fc getrennt, d. h. durch zweimal 1/Fc, wo Fc der
Grenzfrequenz der vier zusammengefaßten Detektoren der für die Anfangsaufnahmen
verwendeten Anordnung entspricht,
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- zwei Bildpunkte Ag derselben Zeile sind durch einen Abstand entsprechend der
Elementarbreite der Bildpunkte Ag getrennt.
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Beim Empfang wird an dieser Überabtastung eine schachbrettartige Interpolationsbearbeitung
und eine Entfaltung durchgeführt.
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Mit einer solchen Bearbeitung ist es möglich, die Anfangsauflösung des Bildes quasi
wiederherzustellen, während die Datenrate durch zwei geteilt wird.