EP2376866A1 - Kalibriernormal für ein bildverarbeitungssystem - Google Patents

Kalibriernormal für ein bildverarbeitungssystem

Info

Publication number
EP2376866A1
EP2376866A1 EP09808929A EP09808929A EP2376866A1 EP 2376866 A1 EP2376866 A1 EP 2376866A1 EP 09808929 A EP09808929 A EP 09808929A EP 09808929 A EP09808929 A EP 09808929A EP 2376866 A1 EP2376866 A1 EP 2376866A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
calibration standard
measuring
circles
standard according
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09808929A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schimitzek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSB System AG
Original Assignee
CSB System AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CSB System AG filed Critical CSB System AG
Publication of EP2376866A1 publication Critical patent/EP2376866A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/52—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using colour charts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/0295—Constructional arrangements for removing other types of optical noise or for performing calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/52—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using colour charts
    • G01J3/522—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using colour charts circular colour charts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
    • G01N21/278—Constitution of standards

Definitions

  • the invention relates to a calibration standard for an image processing system as an optical measuring device.
  • a conventional image processing system as an optical measuring device essentially comprises an electronic camera, a computer (electronic data processing system), such as a computer with operating system, an imaging system and a software for image acquisition and evaluation.
  • a calibration body and calibration method for a camera system uses a calibration body on a flat plate with a regular two-dimensional pattern.
  • the regularity is defined by the intersections (halftone dots) that form in a system of intersecting flocks of parallel lines.
  • at least one further two-dimensional geometric object is arranged whose center of gravity does not coincide with the geometric center of gravity of the first geometric object coincides, thus outputting directional information.
  • the first geometric object is basically a checkerboard pattern and the second object can be circles or rectangles.
  • Document DE 10 2006 055 758 A1 discloses a method for calibrating cameras and projectors, wherein for geometric calibration a known plane checkerboard pattern is marked, in which at least one of the crossing points is marked with a position indication readable by image processing of the images of the checkerboard pattern Orientation of the location of the crossing point in the form of bright points in dark fields and dark points in bright fields within the checkerboard pattern is used.
  • the size of the fields and thus the distance of the edges is known and is used for calibration.
  • pattern fields of lines and / or structure patterns with periodic light / dark structures and colorimetric calibration color patterns with at least four color references are used in the field of view of the image sensor.
  • the image processing system is calibrated for the optical testing of all or part of existing samples of wood, wherein the calibration body has approximately the cross-sectional shape of the specimens. This method can therefore only be used if the test object has a similar shape as the calibration body.
  • the object of the invention is to develop a calibration standard for an image processing system as an optical measuring device, which ensures high accuracy and the correct determination of brightness and / or color values for two-dimensional measurements.
  • a calibration standard according to the invention has at least four dimensional circles and at least two color rows on a dimensionally stable, flat surface.
  • the color series consist of at least four color fields with different colors.
  • the calibration standard includes at least two gray scale wedges.
  • the color rows and / or gray levels are arranged so that their gradation is opposite.
  • At least one color field which corresponds to the color of a background of the optical recording, can be arranged on the surface.
  • the individual colors of the color series originate from a standardized color system, such as the Pantone Matching System, the RAL Color system, the CIE (Commission International d'Elairage) - standard color system or the RGB color system.
  • a standardized color system such as the Pantone Matching System, the RAL Color system, the CIE (Commission International d'Elairage) - standard color system or the RGB color system.
  • the determination of measurement conditions and the comparison with the imaging system of the EDP, in particular of a monitor, in the sense of a white balance take place during the calibration procedure in order to normalize the measurement conditions.
  • the lighting devices are aligned in the course of the adjustments for a uniform, optimal illumination of the recording area.
  • the measuring circles can be configured as full circles of defined diameter with lines drawn over the diameter vertically, horizontally and over both diagonals, the center of the measuring circles resulting from the center of gravity of the full circle.
  • the graduated circles consist of an arrangement of points whose position corresponds to the points of intersection of the lines in the full circle, which are drawn vertically over the diameter in the full circle, horizontally and over both diagonals.
  • the center of the circle has a marker.
  • the lengths of the vertical, horizontal and both diagonal lines are determined as the diameter of the circle.
  • the distance between two diametrically arranged points in vertical, horizontal and diagonal alignment is determined during calibration.
  • the high symmetry of the points of the respective measuring circle makes it possible to determine the distances with an accuracy in the subpixel range with simple statistical methods.
  • the parameters of the camera system are directly included in the calibration, whereby optical distortions in the recording are also taken into account by means of the known distances of diagonals of the dimensional circles and of the diagonals between the centers of the dimensional circles.
  • the diameter of the measuring circles is chosen so that it corresponds to a maximum distance between two boundary lines, such as the thickness of a layer to be measured.
  • the position of the measuring circles is selected so that their distance from each other is an integer multiple of their diameter.
  • the distances of the dimensional circles to each other are chosen so that they are greater than in the recording area maximum to be measured distances.
  • the distances between two neighboring dimensional circles are determined in each case in a horizontal, orthogonal and diagonal direction.
  • At least two color rows, at least two gray scale wedges, a color field corresponding to the background color and at least four dimensional circles are arranged on the dimensionally stable planar surface.
  • the color rows are preferably horizontal and the gray scale wedges vertically and arranged in opposite directions.
  • the calibration standard is preferably realized by means of screen or digital printing on known multilayer compact disks with an aluminum core, as a dimensionally stable, flat surface with a low coefficient of thermal expansion.
  • These compact plates can additionally be equipped with an antibacterial coating, so that the use in food processing plants is hygienically safe.
  • the calibration standard is positioned at the pickup position instead of an object with details to be measured.
  • the calibration is carried out by making an optical recording of the calibration standard, this on the An imaging system of the EDP, in particular a monitor reproduced on the monitor, the pixel spacing of the imaged dimensional circles in horizontal, vertical and diagonal direction to each other and the lengths of the drawn lines or the distances of the corresponding points with the known defined lengths and distances is determined and this be correlated with each other.
  • the calibration standard can be used in particular for the calibration of systems for automatic evaluation and classification as well as the determination of qualities and quantities of carcasses by means of optical image processing.
  • this is done by an optical recording in the cleavage plane, as in the region of the ham and lumbar region of the hanging on a hook carcass half, with the help of an electronic camera.
  • the created digital image is subjected in a known manner with the aid of a computerized image analysis, in which contours of meat and fat tissue and bone are detected. On the basis of the contour curves, individual distances are measured photogrammetrically, distances and areas averaged over contour areas, and optionally angles.
  • the calibration standard is positioned at the receiving position instead of the slaughter animal half hanging from the hook on a tube track.
  • this is done by means of hooks on the compact plate, which are mounted in the tube path and there existing guide tube.
  • Fig. 1 as a schematic representation of a calibration standard with four measuring circuits
  • Fig. 2 as a schematic representation of a calibration standard with eight dimensional circuits explained in more detail.
  • 1 shows a calibration standard on a dimensionally stable flat surface 1, preferably with a matt white surface, two color rows 2 (2.1, 2.2), two gray scale wedges 3 (3.1, 3.2) and four dimension circles 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4). on.
  • a color field 5 is additionally arranged, whose color, for example blue, corresponds to that of a background for the optical recording of the object to be measured.
  • the color series 2.1; 2.2 have four color fields whose colors correspond to the essential colors to be distinguished occurring in the image area of the optical image to be measured.
  • the colors from a bright orange to a dark red are of importance in order to be able to assess the proportions of skin, fat and different muscle tissues.
  • the gradations of the color series 2 (2.1, 2.2) and the gray scale wedges 3 (3.1, 3.2) are preferably arranged in opposite directions, so that potential color distortions and differences in brightness can be reduced by adjusting the illumination system and distortions are taken into account by the camera system during calibration.
  • the diameter of the measuring circles 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) is selected so that it corresponds to a maximum occurring value of a significant detail to be measured in the image area.
  • the diameter of the circles 4 corresponds in particular to the maximum thickness of the fat.
  • the distance of the rectangularly arranged measuring circles 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) from each other is in each case an integer multiple of the diameter.
  • a horizontal distance is shown, the threefold, a vertical distance four times and a di agonal distance is five times the chosen diameter of the measuring circles 4 (4.1, 4.2 / 4.3, 4.4).
  • the distances of the measuring circles 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) from one another are thus greater than the maximum lengths of the measurement to be measured in the recording area of the electronic camera, such as a maximum muscle thickness of the pig.
  • the vertical 6, the diagonal 8 (8.1, 8.2) and the horizontal 7 subdivide the measuring circles 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) into sections at an angle of 45 degrees.
  • the respective distance of the measuring circuits 4.1; 4.2; 4.5; 4.6; 4.3 and 4.4 to each other is the same and corresponds to an integer multiple of their diameter.
  • the measuring circuits 4.1; 4.2, 4.5 and 4.6 and 4.5; 4.6; 4.3 and 4.4 are arranged like a square.
  • the measuring circles 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8) are not designed as a full circle, but, as shown again on the measuring circle 4.2, at the points of intersection of the verticals 6 shown in FIG , the horizontal 7 and the diagonal 8 (8.1; 8.2) with the full circle, points arranged.
  • each circle 4 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8) has a marker 9 for its identification.
  • the calibration standard of FIG. 2 is used to calibrate the image processing system as an optical measuring device when greater lengths and distances of an object or detail from an object are to be determined with high accuracy.
  • the calibration standard of Figure 2 with the square and arranged in the center of the square, the circles 4.1; 4.2, 4.5; 4.6 and dimension circle 4.7 and 4.5; 4.6; 4.3; 4.4 and 4.8, by adding one or more squares, depending on lengths and distances to be determined, by horizontally mirroring them over the centers of two dimensional circles such as 4.1 and 4.2 or / and 4.3 and 4.4.
  • the calibration standard can also be expanded by means of vertical mirroring via the measuring circles 4.1, 4.5 and 4.3 or / and 4.2, 4.6 and 4.4.
  • the adaptation to the measuring task is performed to determine the lengths and distances as well as the accuracy.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Es wird ein Kalibriernormal für ein Bildverarbeitungssystem als optische Messeinrichtung beschrieben, das für zweidimensionale Messungen eine hohe Genauigkeit sowie die korrekte Bestimmung von Helligkeits- und/oder Farbwerten gewährleistet. Erfindungsgemäß weist das Kalibriernormal auf einer formstabilen ebenen Fläche (1) mindestens vier Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) auf.

Description

Kalibriernormal für ein Bildverarbeitungssystem
Die Erfindung betrifft ein Kalibriernormal für ein Bildverar- beitungssystem als optische Messeinrichtung.
Eine übliches Bildverarbeitungssystem als optische Messeinrichtung umfasst im Wesentlichen eine elektronische Kamera, eine EDV (elektronische Datenverarbeitungsanlage) , wie einen Computer mit Betriebssystem, ein Abbildungssystem sowie eine Software zur Bilderfassung und -auswertung.
Zur Erzielung von exakten Messergebnissen mittels des Bildverarbeitungssystems ist es erforderlich, eine Kalibrierung des Abbildungssystems der EDV vorzunehmen.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren zur Kalibrierung optischer Messeinrichtungen mit einer Kamera bekannt, die regelmäßig angeordnete geometrische Strukturen, wie Streifen, Punkte oder Schachbrettmuster auf ebenen Flächen oder in dreidimensionaler Anordnung nutzen.
Aus der Druckschrift DE 103 32 161 Al ist ein Kalibrations- körper und Kalibrationsverfahren für ein Kamerasystem bekannt, das einen Kalibrationskörper auf einer ebenen Platte mit einem regelmäßigen zweidimensionalen Muster nutzt. Die Regelmäßigkeit wird durch die Schnittpunkte (Rasterpunkte) definiert, die sich bei einem System sich schneidender Scharen paralleler Linien ausbilden. Innerhalb wenigstens eines dieser ersten geometrischen Objekte ist zumindest ein weiteres zweidimensionales geometrisches Objekt angeordnet, dessen Schwerpunkt nicht mit dem geometrischen Schwerpunkt des ersten geometrischen Objekts zusammenfällt, womit Richtungsinformationen ausgegeben werden.
Das erste geometrische Objekt ist prinzipiell ein Schachbrettmuster und das zweite Objekt können Kreise oder Rechtecke sein.
Die Druckschrift DE 10 2006 055 758 Al offenbart ein Verfahren zur Kalibrierung von Kameras und Projektoren, wobei zur geometrischen Kalibrierung ein bekanntes ebenes Schachbrettmuster, bei dem mindestens einer der Kreuzungspunkte mit einer durch Bildverarbeitung der Abbilder des Schachbrettmusters lesbaren Positionsangabe markiert ist, die eine Kodierung der Orientierung der Lage des Kreuzungspunktes in Form von hellen Punkten in dunklen Feldern und dunklen Punkten in hellen Feldern innerhalb des Schachbrettmusters umfasst, benutzt wird.
Die Größe der Felder und damit der Abstand der Kanten ist bekannt und wird zum Kalibrieren genutzt.
Ein weiteres Verfahren zur Kalibrierung eines Bildverarbeitungssystems wird in der Druckschrift DE 42 18 971 C2 beschrieben, das unter anderem einen Kalibrationskörper mit Musterfeldern zur radiometrischen, geometrischen und kolori- metrischen Kalibrierung nutzt.
Zur geometrischen Kalibrierung werden im Blickfeld des Bildsensors Musterfelder von Linien und/oder Strukturmustern mit periodischen Hell/Dunkel-Strukturen und zur kolorimetrischen Kalibrierung Farbmuster mit mindestens vier Farbreferenzen verwendet .
Das Bildverarbeitungssystem wird für die optische Prüfung von ganz oder teilweise aus Holz bestehenden Prüflingen kalibriert, wobei der Kalibrationskörper annähernd die Querschnittsform der Prüflinge aufweist. Dieses Verfahren ist demnach nur einsetzbar, wenn der Prüfling eine ähnliche Form wie der Kalibrationskörper besitzt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kalibriernormal für ein Bildverarbeitungssystem als optische Messeinrichtung zu entwickeln, das für zweidimensionale Messungen eine hohe Genauigkeit sowie die korrekte Bestimmung von Helligkeits- und/oder Farbwerten gewährleistet.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemäßes Kalibriernormal weist auf einer formstabilen ebenen Fläche mindestens vier Maßkreise und mindestens zwei Farbreihen auf.
Die Farbreihen bestehen aus mindestens vier Farbfeldern mit unterschiedlichen Farben.
Zusätzlich zu den Farbreihen oder alternativ, umfasst das Kalibriernormal mindestens zwei Graustufenkeile.
Die Farbreihen und/oder Graustufen sind so angeordnet, dass deren Abstufung gegenläufig ist.
Des Weiteren kann auf der Fläche mindestens ein Farbfeld angeordnet sein, das der Farbe eines Hintergrunds der optischen Aufnahme entspricht.
Die einzelnen Farben der Farbreihen entstammen einem genormten Farbsystem, wie dem Pantone Matching System, dem RAL- Farbsystem, dem CIE (Commission International d'Elairage)- Normfarbsystem oder dem RGB-Farbsystem.
Auf Basis der mit den Farbfeldern und/oder dem Graustufenkeil vorgegebenen Helligkeitswerte erfolgt während des Kalibriervorgangs das Ermitteln von Messbedingungen und der Abgleich mit dem Abbildungssystem der EDV, insbesondere eines Monitors, im Sinne eines Weißabgleichs, um die Messbedingungen zu normieren.
Es erfolgt damit eine Anpassung an die Umgebungshelligkeit und die Beleuchtungseinrichtungen für das Gebiet der optischen Aufnahme.
Die Beleuchtungseinrichtungen werden im Zuge des Abgleiche für eine gleichmäßige, optimale Ausleuchtung des Aufnahmegebiets ausgerichtet.
Die Maßkreise können als Vollkreise definiertem Durchmessers mit über den Durchmesser vertikal, horizontal und über beide Diagonalen eingezeichneten Linien ausgeführt sein, wobei sich der Mittelpunkt der Maßkreise aus dem Schwerpunkt des Vollkreises ergibt.
Alternativ bestehen die Maßkreise aus einer Anordnung von Punkten, deren Position den Schnittpunkten der über den Durchmesser im Vollkreis vertikal, horizontal und über beide Diagonalen eingezeichneten Linien im Vollkreis entspricht.
Der Mittelpunkt des Maßkreises weist einen Marker auf. Beim Kalibrieren werden die Längen der vertikalen, horizontalen und beider diagonalen Linien als Durchmesser des Maßkreises bestimmt.
Bei der alternativen Ausführung der Maßkreise aus einer Anordnung von Punkten wird der Abstand zweier diametral ange- ordnter Punkte in vertikaler, horizontaler und diagonaler Ausrichtung beim Kalibrieren bestimmt.
Die hohe Symmetrie der Punkte des jeweiligen Maßkreises ermöglicht mit einfachen statistischen Methoden eine Bestimmung der Distanzen mit einer Genauigkeit im Subpixelbereich.
Mit dem Messen aller Linien bzw. der entsprechenden Distanzen der Punkte beim Kalibrieren werden potenziell auftretende Meßfehler weiter verringert, wobei sich der Mittelpunkt der Maßkreise aus dem Schwerpunkt aller Punkte auf dem Maßkreis ergibt .
Es werden damit die Parameter des Kamerasystems in die Kalibrierung unmittelbar einbezogen, wobei auch optische Verzeichnungen in der Aufnahme mittels der bekannten Distanzen von Diagonalen der Maßkreise als auch der Diagonalen zwischen den Mittelpunkten der Maßkreise mit berücksichtigt, korrigiert werden.
Der Durchmesser der Maßkreise ist so gewählt, dass er einer maximalen Distanz zwischen zwei Begrenzungslinien, wie der Dicke einer zu messenden Schicht entspricht.
Die Position der Maßkreise ist so gewählt, dass deren Abstand zueinander jeweils einem ganzzahligen Vielfachen deren Durchmessers beträgt. Die Abstände der Maßkreise zueinander sind dabei so gewählt, dass diese größer als im Aufnahmegebiet maximal zu messender Streckenlängen sind.
Beim Kalibrieren werden die Abstände jeweils zweier jeweils benachbarter Maßkreise zueinander in horizontaler, orthogonaler und diagonaler Richtung bestimmt.
In einer Variante sind auf der formstabilen ebenen Fläche mindestens zwei Farbreihen, mindestens zwei Graustufenkeile, ein der Hintergrundfarbe entsprechendes Farbfeld und mindestens vier Maßkreise angeordnet.
Die Farbreihen sind vorzugsweise horizontal und die Graustufenkeile vertikal sowie jeweils gegenläufig angeordnet.
Das Kalibriernormal wird vorzugsweise mittels Sieb- oder Digitaldruck auf bekannten mehrlagigen Kompaktplatten mit einem Aluminiumkern, als formstabile ebene Fläche mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, realisiert.
Diese Kompaktplatten können zusätzlich mit einer antibakteriellen Beschichtung ausgerüstet sein, so dass der Einsatz in Lebensmittelbetrieben hygienisch unbedenklich ist.
Zur Kalibrierung des Bildverarbeitungssystems als optische Messeinrichtung wird das Kalibriernormal an der Aufnahmeposition anstelle eines Objekts mit zu vermessenden Details positioniert.
In bekannter Weise erfolgt die Kalibrierung, indem eine optische Aufnahme des Kalibriernormals vorgenommen, diese auf dem Äbbildungssystem der EDV, insbesondere einem Monitor, wiedergegeben, auf dem Monitor der Pixelabstand der abgebildeten Maßkreise in horizontaler, vertikaler und diagonaler Richtung zueinander sowie der Längen der eingezeichneten Linien bzw. der Distanzen der entsprechenden Punkte mit den bekannten definierten Längen und Distanzen ermittelt wird sowie diese miteinander korreliert werden.
Des Weiteren erfolgt ein üblicher Abgleich sowohl der Helligkeit als auch der auf dem Monitor wiedergegebenen Farben mit den auf dem Kalibriernormal vorhandenen.
Das Kalibriernormal kann insbesondere zur Kalibrierung von Systemen für eine automatische Bewertung und Klassifizierung wie auch die Ermittlung von Qualitäten und Quantitäten von Schlachttierkörpern mittels optischer Bildverarbeitung genutzt werden.
Üblicherweise erfolgt dazu eine optische Aufnahme in der Spaltebene, wie im Bereich der Schinken- und Lendenregion der an einem Haken hängenden Schlachttierkörperhälfte, mit Hilfe einer elektronischen Kamera.
Das erstellte digitale Bild wird in bekannter Weise mit Hilfe einer EDV einer Bildanalyse unterzogen, bei der Konturverläufe von Fleisch- und Fettgewebe und Knochen erfasst werden. Anhand der Konturverläufe werden photogrammetrisch einzelne Strecken, über Konturbereiche gemittelte Strecken und Flächen sowie gegebenenfalls Winkel gemessen.
Zudem werden Helligkeits- und/oder Farbwerte zur Qualitätseinstufung gewonnen. Zur Kalibrierung des Bildverarbeitungssystems als optische Messeinrichtung wird das Kalibriernormal an der Aufnahmeposition anstelle der an einer Rohrbahn am Haken hängenden Schlachttierhälfte positioniert.
Im einfachsten Fall erfolgt dies mittels Haken an der Kompaktplatte, die in die Rohrbahn und ein dort vorhandenes Führungsrohr eingehängt sind.
Mit dem Kalibriernormal werden Messergebnisse erzielt, deren Abweichungen im arithmetischen Mittel und Standardabweichungen der Einzelabweichungen unter den in der Eichordnung geforderten Werten liegen.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von
Fig. 1 als schematische Darstellung eines Kalibriernormals mit vier Maßkreisen und
Fig. 2 als schematische Darstellung eines Kalibriernormals mit acht Maßkreisen näher erläutert.
Nach Fig. 1 weist ein Kalibriernormal auf einer formstabilen ebenen Fläche 1, vorzugsweise mit matter weißer Oberfläche, zwei Farbreihen 2 (2.1; 2.2), zwei Graustufenkeile 3 (3.1; 3.2) und vier Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) auf.
Auf der ebenen Fläche 1 ist zusätzlich ein Farbfeld 5 angeordnet, dessen Farbe, beispielsweise blau, der eines Hintergrunds für die optische Aufnahme des zu vermessenden Objekts entspricht. Die Farbreihen 2.1; 2.2 weisen vier Farbfelder auf, deren Farben den im zu vermessenden Bildbereich der optischen Aufnahme vorkommenden, zu unterscheidenden wesentlichen Farben entsprechen.
Zur Qualitätseinstufung von Schlachttierkörpern sind hierbei die Farben von einem hellen Orange bis zu einem dunklen Rot von Bedeutung, um die Anteile von Haut, Fett und unterschiedlichen Muskelgeweben beurteilen zu können.
Die Abstufungen der Farbreihen 2 (2.1; 2.2) und der Graustufenkeile 3 (3.1;3.2) ist vorzugsweise gegenläufig angeordnet, so dass potenzielle Farbverfälschungen sowie Helligkeitsunterschiede durch Einstellen des Beleuchtungssystem vermindert werden können sowie Verfälschungen durch das Kamerasystem beim Kalibrieren berücksichtigt werden.
Der Durchmesser der Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) ist so gewählt, dass er einem maximal auftretenden Wert eines wesentlichen, im Bildbereich zu vermessenden Details entspricht .
Bei Messungen in der Aufnahme der Schinken- und Lendenregion der Hälfte eines Schweins entspricht der Durchmesser der Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) insbesondere der maximalen Speckdicke .
Der Abstand der rechteckförmig angeordneten Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) zueinander beträgt jeweils einem ganzzahligem Vielfachen des Durchmessers.
In Fig. 1 ist ein horizontaler Abstand dargestellt, der dem dreifachen, ein vertikaler Abstand dem vierfachen und ein di agonaler Abstand dem fünffachen des gewählten Durchmessers der Maßkreise 4 (4.1; 4.2/ 4.3; 4.4) entspricht.
Die Abstände der Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) zueinander sind damit größer als größte zu messende Streckenlängen im Aufnahmegebiet der elektronischen Kamera, wie eine maximale Muskeldicke des Schweins.
In den als Vollkreise dargestellten Maßkreisen 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) sind, wie am Maßkreis 4.2 gezeigt, über den Durchmesser eine Vertikale 6, eine Horizontale 7 und dazu Diagonalen 8 (8.1; 8.2) eingezeichnet.
Die Vertikale 6, die Diagonalen 8 (8.1; 8.2) und die Horizontale 7 unterteilen die Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) jeweils in Abschnitte im Winkel von 45 Grad.
Mit Hilfe dieser Winkel erfolgt die Kalibrierung des Messsystems bezüglich der Winkelmessung.
In der Darstellung einer Ausführungsvariante des Kalibriernormals nach Fig. 2 sind auf der formstabilen ebenen Fläche 1, die zwei Farbreihen 2.1; 2.2, zwei Graustufenkeile 3.1; 3.2, die mittig geteilt sind, sowie zusätzlich zu den Maßkreisen 4.1; 4.2; 4.3; 4.4 nach Fig. 1 zwei äußere Maßkreise 4.5 und 4.6 sowie zwei innere Maßkreise 4.7 und 4.8 angeordnet .
Der jeweilige Abstand der Maßkreise 4.1; 4.2; 4.5; 4.6; 4.3 und 4.4 zueinander ist jeweils gleich und entspricht einem ganzzahligen Vielfachen deren Durchmessers. Die Maßkreise 4.1; 4.2, 4.5 und 4.6 sowie 4.5; 4.6; 4.3 und 4.4 sind quadratartig angeordnet.
Im Mittelpunkt des jeweiligen Quadrats ist der Maßkreis 4.7 bzw. 4.8 angeordnet.
Die Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8) sind nicht als Vollkreis ausgeführt, sondern, wie wieder am Maßkreis 4.2 gezeigt, sind an den Schnittpunkten der nach Fig. 1 über den Durchmesser gelegten Vertikalen 6, der Horizontalen 7 und den Diagonalen 8 (8.1; 8.2) mit dem Vollkreis, Punkte angeordnet .
Der Mittelpunkt jedes Maßkreises 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8) weist einen Marker 9 zu dessen Kennzeichnung auf.
Das Kalibiernormal nach Fig. 2 dient zur Kalibrierung des Bildverarbeitungssystems als optische Messeinrichtung, wenn größere Längen und Distanzen eines Objekt oder Details von einem Objekt mit hoher Genauigkeit bestimmt werden sollen.
Weiterhin kann das Kalibriernormal nach Fig. 2 mit den quadratisch und dem im Mittelpunkt des Quadrats angeordneten, Maßkreisen 4.1; 4.2, 4.5; 4.6 und Maßkreis 4.7 sowie 4.5; 4.6; 4.3; 4.4 und 4.8, um ein Quadrat oder mehrere Quadrate, in Abhängigkeit von zu bestimmenden Längen und Distanzen, ergänzt, fortgesetzt werden, indem diese horizontal über die Mittelpunkte von zwei Maßkreisen, wie 4.1 und 4.2 oder/und 4.3 und 4.4 gespiegelt werden. Mittels vertikaler Spiegelung über die Maßkreise 4.1, 4.5 und 4.3 oder/und 4.2, 4.6 und 4.4 ist das Kalibriernormal ebenfalls erweiterbar.
Eine Kombination beider vorgenannter Spiegelungen ist gleichfalls möglich.
Mit der Anzahl der Maßkreise 4 (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8) und deren Durchmesser erfolgt die Anpassung an die Messaufgabe zur Bestimmung von Streckenlängen und Distanzen sowie der Genauigkeit.
Verwendete Bezugszeichen
1 ebene Fläche
2 Farbreihe (2.1; 2.2)
3 Graustufenkeil (3.1; 3.2)
4 Maßkreis (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8)
5 Farbfeld
6 Vertikale
7 Horizontale
8 Diagonale (8.1; 8.2)
9 Marker

Claims

Patentansprüche
1. Kalibriernormal für eine Bildverarbeitungssystem, im Wesentlichen umfassend, eine elektronische Kamera, einen Computer mit Betriebssystem, ein Abbildungssystem, wie einen Monitor, sowie eine Software zur Bilderfassung und -auswertung, als optische Messeinrichtung für zweidimensionale Messungen sowie zur Bestimmung von Helligkeits- und/oder Farbwerten eines Objekts, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriernormal auf einer formstabilen ebenen Fläche (1) mindestens vier Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) aufweist .
2. Kalibriernormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriernormal zusätzlich mindestens zwei Farbreihen (2.1; 2.2) mit mindestens jeweils vier Farbfeldern mit unterschiedlichen Farben aufweist.
3. Kalibriernormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriernormal zusätzlich mindestens zwei Graustufenkeile (3.1; 3.2) aufweist.
4. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der formstabilen ebenen Fläche (1) mindestens ein Farbfeld (5) , mit der Farbe eines Hintergrunds für die Aufnahme des Objekts mit der elektronischen Kamera, angeordnet ist.
5. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei der auf der Fläche (1) angeordneten Graustufenkeile (3.1; 3.2) oder die unterschiedlichen Farben von Farbreihen (2.1; 2.2) eine gegenläufige Abstufung aufweisen.
6. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) als Vollkreise definierten Durchmessers ausgebildet sind und jeweils eine über den Durchmesser eingezeichnete Vertikale (6), Horizontale (7) und zwei zu diesen im Winkel von 45 Grad angeordnete Diagonalen (8.1; 8.2) aufweist.
7. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Maßkreises (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) so gewählt ist, dass er einem maximal auftretenden Wert eines wesentlichen, im Bildbereich zu vermessenden Details entspricht.
8. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) rechteckförmig mit einem Abstand eines ganzzahligem Vielfachen des Durchmessers zueinander angeordnet sind.
9. Kalibriernormal nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) größer als eine maximal zu messende Distanz im Aufnahmegebiet der elektronischen Kamera sind.
10. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Maßkreisen (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) zwei äußere Maßkreise (4.5; 4.6) sowie zwei innere Maßkreise (4.7; 4.8) auf der Fläche (1) angeordnet sind.
11. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßkreise (4.1; 4.2, 4.5) und (4.6) sowie (4.5;
4.6; 4.3) und (4.4) quadratartig angeordnet sind und wobei im Mittelpunkt des jeweiligen Quadrats ein Maßkreis
(4.7) bzw. (4.8) angeordnet ist.
12. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8) aus einer Anordnung von Punkten bestehen, die an den Schnittpunkten der ursprünglich über den Durchmesser gelegten Vertikalen (6), der Horizontalen (7) und den Diagonalen (8.1; 8.2) mit dem Vollkreis angeordnet sind und wobei ein Mittelpunkt jedes Maßkreises (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8) mittels eines Markers (9) gekennzeichnet ist.
13. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriernormal mittels horizontaler Spiegelung über die Mittelpunkte von zwei Maßkreisen, wie (4.1 und 4.2) oder/und (4.3 und 4.4) erweitert ist.
14. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriernormal mittels vertikaler Spiegelung über die Maßkreise (4.1, 4.5 und 4.3) oder/und (4.2, 4.6 und 4.4) erweitert ist.
15. Kalibriernormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung an die Messaufgabe zur Messung von Streckenlängen und Distanzen mit der Anzahl der Maßkreise (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8) vorliegt sowie mit deren Durchmesser die Genauigkeit bestimmt ist.
EP09808929A 2008-12-09 2009-12-04 Kalibriernormal für ein bildverarbeitungssystem Withdrawn EP2376866A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202008016206U DE202008016206U1 (de) 2008-12-09 2008-12-09 Kalibriernormal für ein Bildverarbeitungssystem
PCT/DE2009/001714 WO2010066236A1 (de) 2008-12-09 2009-12-04 Kalibriernormal für ein bildverarbeitungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2376866A1 true EP2376866A1 (de) 2011-10-19

Family

ID=40435967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09808929A Withdrawn EP2376866A1 (de) 2008-12-09 2009-12-04 Kalibriernormal für ein bildverarbeitungssystem

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2376866A1 (de)
DE (3) DE202008016206U1 (de)
WO (1) WO2010066236A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092057A (zh) * 2016-07-28 2016-11-09 南昌航空大学 一种基于四目立体视觉的直升机旋翼桨叶动态轨迹测量方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015122842B4 (de) 2015-12-27 2019-02-07 Faro Technologies, Inc. Verfahren zum Kalibrieren einer 3D-Messvorrichtung mittels einer Kalibrierplatte
US20200014909A1 (en) 2018-07-03 2020-01-09 Faro Technologies, Inc. Handheld three dimensional scanner with autofocus or autoaperture

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4218971C2 (de) 1992-06-10 1994-09-22 Grecon Greten Gmbh & Co Kg Verfahren zur Kalibrierung eines Bildverarbeitungssystems
US6734973B1 (en) * 2001-02-06 2004-05-11 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for determining plant nutrient status
JP3793100B2 (ja) * 2002-02-14 2006-07-05 キヤノン株式会社 情報処理方法、装置および記録媒体
DE10332161B4 (de) 2003-07-15 2015-03-26 Daimler Ag Kalibrationskörper und Kalibrationsverfahren für ein Kamerasystem
DE102004033585A1 (de) * 2004-07-06 2006-02-02 Axana-Müller, Susi Verfahren und System zur automatischen Bestimmung von Farben sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium
DE102006055758B4 (de) 2006-11-25 2010-02-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Kalibrierung von Kameras und Projektoren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010066236A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106092057A (zh) * 2016-07-28 2016-11-09 南昌航空大学 一种基于四目立体视觉的直升机旋翼桨叶动态轨迹测量方法
CN106092057B (zh) * 2016-07-28 2018-05-29 南昌航空大学 一种基于四目立体视觉的直升机旋翼桨叶动态轨迹测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009050604A1 (de) 2010-06-17
DE112009003324A5 (de) 2012-01-26
DE202008016206U1 (de) 2009-03-12
WO2010066236A1 (de) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016120026B4 (de) Messvorrichtung und Verfahren, Programm, Produktherstellungsverfahren, Kalibrierungsmarkierungselement, Verarbeitungsvorrichtung und Verarbeitungssystem
DE102014102634B4 (de) Verfahren zum Kalibrieren einer optischen Anordnung, Verfahren zum Darstellen eines periodischen Kalibriermusters und Computerprogrammprodukt
DE112013002321T9 (de) Bildverarbeitungsvorrichtung, Verfahren zum Steuern derselben, Programm und Prüfsystem
DE112010002174B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für ein praktisches 3D-Sehsystem
DE102011114674C5 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der 3D-Koordinaten eines Objekts
EP1290408B1 (de) Verfahren und anordnungen zur photogrammetrischen erfassung der raumform eines objekts
DE19727281C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur geometrischen Kalibrierung von CCD-Kameras
DE10137241A1 (de) Registrierung von Tiefenbildern mittels optisch projizierter Marken
DE102012202271A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Reifenprüfung
DE602004001500T2 (de) Apparat für dreidimensionale Messungen
DE102009032771B4 (de) Messeinrichtung und Verfahren zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten
DE102017215334A1 (de) Verfahren, Computerprogrammprodukt und Messsystem zum Betrieb mindestens eines Triangulations-Laserscanners zur Identifizierung von Oberflächeneigenschaften eines zu vermessenden Werkstücks
DE102015113051B4 (de) Messvorrichtung, Leiterplattenprüfvorrichtung und Verfahren zu deren Steuerung
DE202016008925U1 (de) Dreidimensionale Formmessvorrichtung
EP3417237B1 (de) Referenzplatte und verfahren zur kalibrierung und/oder überprüfung eines deflektometrie-sensorsystems
DE10127304C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der dreidimensionalen Kontur einer spiegelnden Oberfläche eines Objektes
DE102017112404A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur dreidimensionalen untersuchung
DE112015002961T5 (de) Verfahren zur Herstellung einer Komponente und Herstellungsvorrichtung, die ein solches Verfahren verwendet, und Volumenmessverfahren
DE102016100132B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Untersuchen eines Objekts unter Verwendung von maschinellem Sehen
DE102016008406A1 (de) Bildmessvorrichtung, Steuerprogramm dieser Vorrichtung und nicht temporäres Aufzeichnungsmedium, auf welchem das Steuerprogramm aufgezeichnet ist
EP2376866A1 (de) Kalibriernormal für ein bildverarbeitungssystem
DE102012200415A1 (de) System und Verfahren zum Kalibrieren eines Referenzsystems zur Fahrzeugvermessung
WO2011098324A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur oberflächenprüfung mittels deflektometrie
EP2031348A1 (de) Vorrichtung für ein spiegelndes Metallband mit einer Inspektionseinheit zum Detektieren von Oberflächendefekten und/oder Vermessen der Oberflächentopographie
DE102019115091B3 (de) Crashanlage sowie Verfahren zur Durchführung von Sicherheitsversuchen mit derselben

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110523

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20120703