NL8020295A

NL8020295A - METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE DISTRIBUTION OF THE ILLUMINATION OF SCENE

Info

Publication number: NL8020295A
Application number: NL8020295A
Authority: NL
Original assignee: Lueg Fred
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1980-08-06
Publication date: 1981-06-16
Also published as: WO1981000454A1; EP0033332B1; EP0033332A1; DE2931992C2; DE2931992A1

Description

ïï.o. 29961 ι 8020295 ^ïï.o. 29961 8020295 ^

Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de verdeling van de verlichtingssterkte van een scène.Method and device for determining the distribution of the illuminance of a scene.

Bij de verkeersrechtspraak is het bekend voor het opstellen van rapporten de verdeling van de verlichtingssterkte van een bepaalde verkeersscène waar een ongeluk is gebeurd, punt voor punt met een raster met ongeveer 5 500 beeldpunten in een tijdsbestek van ongeveer 4 uur met een speciaal meetapparaat te bepalen. Deze metingen worden in een extra tijdbestek van ca. 8 dagen punt voor punt uit-gewerktj, teneinde een uitspraak te kunnen doen over de hel-derheidsverdeling en de verschillen in helderheid tussen 10 naburige punten. Uit deze gegevens wordt het vermogen van de mens afgeleid bij een bepaalde verdeling van de verlichtingssterkte een zeer speciale situatie te kunnen onderscheiden. Deze manier van uitwerken van een verdeling van de verlichtingssterkte blijkt vanwege de benodigde be-15 werkingstijd betrekkelijk duur te zijn, nog af gezien van het feit dat het raster betrekkelijk grof is, zodat er leemten in kunnen ontstaan. Voorts kan deze bekende manier van uitwerken slechts worden uitgevoerd door zeer bekwaam personeel dat een heel bijzondere opleiding moet volgen.In traffic law it is known to draw up the distribution of the illuminance of a certain traffic scene where an accident has occurred, point by point with a grid with about 5 500 pixels in a time frame of about 4 hours with a special measuring device . These measurements are elaborated point by point in an additional time frame of approx. 8 days, in order to be able to make a statement about the brightness distribution and the differences in brightness between 10 neighboring points. From this data, the ability of humans to distinguish a very special situation with a certain distribution of illuminance is derived. This way of working out a distribution of the illuminance proves to be relatively expensive because of the required processing time, notwithstanding the fact that the grid is relatively coarse, so that gaps can arise. Furthermore, this known method of elaboration can only be carried out by highly skilled personnel who have to undergo very special training.

20 Uitgaande van deze stand van de techniek heeft de uit vinding ten doel een werkwijze en een inrichting te verschaffen voor het bepalen van de verdeling'van de verlichtingssterkte van scene's, die het mogelijk maken op eenvoudige en snelle wijze met slechts geringe arbeidskosten 25 en ea·1 grote nauwkeurigheid ook door leken de verdeling , van de verlichtingssterkte van een bepaalde scène te laten vaststellen.Starting from this prior art, the object of the invention is to provide a method and an apparatus for determining the distribution of the illuminance of scenes, which make it possible in a simple and fast manner with only small labor costs and so on. · 1 high accuracy also by laymen to determine the distribution of the illuminance of a particular scene.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door de fotografisch verkregen scène met een optisch systeem te 30 bewerken en het hierdoor gevormde beeld of de hierdoor gevormde beelden in elektrische spanningen te transformeren die op elektronische wijze zodanig worden veranderd, dat zij een aanwijzing in drie kleuren geven van het helder- heidsspectrum van de scène.According to the invention, this object is achieved by processing the photographically obtained scene with an optical system and transforming the image formed by it or the images formed by it into electric voltages which are electronically changed to give a three-color indication of the brightness spectrum of the scene.

35 De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op een schade-analyse van de visuele situatie van een : verkeersscène, waarbij a)een elektrisch signaal wordt op- 8020295 2 gewekt dat is gemoduleerd in overeenstemming met de ruimtelijke helderheidsverdeling van de verkeersscène en t>) uit het elektrische signaal een weergave wordt verkregen van de helderheidsverdeling. Het biedt voordelen in de 5 helderheidsverdeling met verschillende kleuren verschillende helderheidsgebieden weer te geven volgens de lichtgevoeligheid van het oog.More particularly, the invention relates to a damage analysis of the visual situation of a traffic scene, wherein a) an electrical signal is generated which is modulated in accordance with the spatial brightness distribution of the traffic scene and t> a representation of the brightness distribution is obtained from the electrical signal. It offers advantages in the 5 brightness distribution with different colors to display different brightness areas according to the light sensitivity of the eye.

Een parallelle werkwijze is mogelijk^waarbij de scène volgens een raster in enige honderden beeldpunten wordt '10 verdeeld en elk punt tegelijkertijd wordt bewerkt en weergegeven. Het voordeel van deze werkwijze is, dat de voor de uitvoering er van benodigde apparatuur zeer klein en bedrijf szeker is en dientengevolge gemakkelijk kan worden vervoerd en een heldere aanwijzing geeft. Bij deze uitvoering 15 verkrijgt men echter een betrekke lijk grof raster.A parallel method is possible, whereby the scene is divided into several hundred pixels according to a grid and each point is simultaneously processed and displayed. The advantage of this method is that the equipment required for the implementation of the equipment is very small and reliable, and consequently can be easily transported and gives a clear indication. In this embodiment, however, a relatively coarse grating is obtained.

Voorts kan een werkwijze worden toegepast waarbij de stappen in serie worden uitgevoerd, hetgeen het voordeel heeft dat in de handel verkrijgbare videocamera's en verbouwde kleurentelevisie-apparaten kunnen worden toegepast 20 met een aansluitconfiguratie waar een elektronisch reken- geeft tuig aan aangesloten is. Deze werkwijze"een grote oplossing van enige honderdduizenden meetpunten^maar heeft een betrekkelijk groot stroomverbruik, zodat zulk een inrichting slechts beperkt transportabel is. Het rekentuig moet zo zijn 25 ontworpen dat dit enige miljoenen bewerkingen per seconde kan verrichten.Furthermore, a method can be used in which the steps are performed in series, which has the advantage that commercially available video cameras and converted color television sets can be used with a connection configuration to which an electronic computer is connected. This method is a large solution of several hundred thousand measuring points, but has a relatively large power consumption, so that such a device is only transportable to a limited extent. The computer must be designed in such a way that it can perform several millions of operations per second.

Er kan ter plaatse ook gewerkt worden met een videocamera waarmede beelden worden vastgelegd die fungeren als onderwerp voor de verdere bewerking.It is also possible to work on site with a video camera that captures images that serve as a subject for further processing.

30 Zowel de parallelle als in serie werkende werkwijze maken het mogelijk dat in het uitgewerkte beeld (kleur-spectrum) de contouren van de scène worden herkend. Ook i kunnen bewegende beelden worden bewerkt.Both the parallel and the series working method make it possible to recognize the contours of the scene in the processed image (color spectrum). Moving images can also be edited.

De uitvinding zal hieronder worden verklaard aan de 35 hand van een voorbeeld voor het bewerken van een zwart-wit-beeld.The invention will be explained below with reference to an example for processing a black and white image.

De als zwart-wit-beeld fungerende scène wordt via een videocamera afgebeeld op het scherm van een kleurentelevi-sie-apparaat. Dan volgt een justering van de helderheid 40 en het contrast. Via het rekentuig dat is aangesloten aan 3 een aansluit configuratie van liet kleurentelevisie-apparaat^ wordt een omschakeling in een eerste positie uitgevoerd, zodat het helderheidsspectrum van het opgenomen "beeld wordt aangegeven ^waarvan de kleuren een maat zijn voor de 5 lichtsterkte.The scene acting as a black and white image is imaged via a video camera on the screen of a color television set. Then there is an adjustment of the brightness 40 and the contrast. A switch to a first position is carried out via the computer connected to 3 a connection configuration of the color television device ^, so that the brightness spectrum of the recorded picture is indicated, the colors of which are a measure of the brightness.

Bij voorkeur wordt de volgende indeling gebruikt: rood gebied: de lichtsterkte ligt onder de waarnemings- drempel van het oog, groen gebied: de lichtsterkte ligt in het waarnemingsge- 10 bied van het oog, ; blauw gebied: het oog wordt verblind.Preferably, the following format is used: red area: the light intensity is below the detection threshold of the eye, green area: the light intensity is in the detection area of the eye; blue area: the eye is blinded.

Aangezien het oog met behulp van de pupil in staat is zich aan verschillende helderheidsomstandigheden aan te passen, wordt het rekentuig in de stand 2 geschakeld 15 waarin de reactie van het oog wordt gesimuleerd en het kleurspectrum op ermede overeen-komende wijze wordt veranderd. Daarna volgt een omschakeling in stand 3 van het rekentuig, waarbij men de niet waarneembare delen van het beeld langzaam laat verdwijnen. Stand 4 geeft een verdeling 20 van het contrast van het beeld weer. De vier schakelstan-den veroorzaken een verandering van het programma en van de parameters bij de elektronische gegevensverwerking die is aangesloten aan de aansluitconfiguratie.Since the eye is able to adapt to different brightness conditions with the aid of the pupil, the calculator is switched to position 2 in which the reaction of the eye is simulated and the color spectrum is changed accordingly. This is followed by a switch to position 3 of the calculator, whereby the imperceptible parts of the image are slowly disappeared. Position 4 represents a distribution of the contrast of the image. The four switching states cause a change of the program and of the parameters in the electronic data processing connected to the connection configuration.

Er kunnen gemakkelijk kleurenfoto's worden vervaardigd 25 van deze vier bewerkingstrappen, die niet afhankelijk zijn van laboratoriumtechnische invloeden, aahgezien de grenzen tot stand komen door kleursprongen in de drie grondkleuren, waarbij de kleurintensiteit nog slechts van ondergeschikte betekenis is.Color photographs can easily be made of these four processing steps, which do not depend on laboratory technical influences, since the boundaries are established by color jumps in the three basic colors, the color intensity of which is still of minor importance.

30 Voor het samenstellen van rapporten kunnen als be wijsmiddel vier kleurenbeelden worden overgelegd die 1. de absolute lichtverdeling, 2. de relatieve lichtverdeling met inachtneming van de regels volgens welke het oog zich gedraagt, 35 3· het gebied dat in het algemeen door het oog kan worden waargenomen, en 4. de contrastverdeling van de scène of het beeld in de vorm van kleursprongen betrokken op de helderheids-verschillen tussen de omgeving en het object)weergeven. 40; De bewerking duurt slechts enige minuten, waarbij de 80 2 0 2 9 5 4 opnamen zonder meer kunnen worden geïnterpreteerd door een leek die met de basisproblemen vertrouwd is.30 For the compilation of reports, four color images can be presented as evidence that: 1. the absolute light distribution, 2. the relative light distribution, observing the rules according to which the eye behaves, 35 3 · the area generally seen by the eye. can be observed, and 4. display the contrast distribution of the scene or the image in the form of color jumps based on the brightness differences between the environment and the object). 40; The editing only takes a few minutes, with the 80 2 0 2 9 5 4 images easily interpreted by a layman familiar with the basic problems.

De volgens de uitvinding uitgevoerde elektronische bewerking leidt tot een zeer aanzienlijke vergroting van de 5 nauwkeurigheid, aangezien meer dan honderdduizend punten worden gemeten en uitgewerkt. Door dit buitengewoon fijne raster worden leemten vermeden.The electronic processing carried out according to the invention leads to a very considerable increase in the accuracy, since more than one hundred thousand points are measured and worked out. Gaps are avoided by this extremely fine grid.

Voor het uitvoeren van de bewerking is in het bijzonder : geschikt een fotografisch apparaat, bijvoorbeeld een video-10 camera die is aangesloten op een als weergeefapparaat gebruikt kleurentelevisietoestel waarin een aansluitcon-figuratie is aangebracht voor het aansluiten van het elektronische rekentuig. Aangezien het hierbij in de eerste plaats gaat om een stationaire uitvoering, kan de video-15 camera ook worden gebruikt om ter plaatse bijvoorbeeld de bij een verkeersongeval aanwezige lichtsituatie op te nemen, waarna de bewerking volgt van de magneetband via het kleurentelevisie-apparaat met het eraan aangesloten rekentuig.In particular, for performing the operation is: a photographic device, for example a video camera connected to a color television used as a display device, in which a connection configuration is arranged for connecting the electronic computer. Since this is primarily a stationary version, the video-15 camera can also be used on location to record, for example, the lighting situation in the event of a traffic accident, after which the processing of the magnetic tape via the color television device with the connected calculator.

20 Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt aan de hand van het bijgevoegde blokschakelschema verklaard.An exemplary embodiment of the invention is explained with reference to the enclosed block circuit diagram.

Met 1 wordt het beeld, bijvoorbeeld een zwart-wit-beeld aangegeven, dat via het optische systeem 2 van een fotografisch apparaat wordt verkregen. Het door het optische 25 systeem 2 gevormde beeld wordt via de omvormer 3 in elektrische spanningen getransformeerd die naar het rekentuig 4 worden gevoerd dat op het beeldscherm van het kleurentelevisie-apparaat 5 een aanwijzing in drie kleuren geeft.1 denotes the image, for example a black and white image, which is obtained via the optical system 2 of a photographic device. The image formed by the optical system 2 is transformed via the converter 3 into electrical voltages which are fed to the computer 4 which gives a three-color indication on the screen of the color television apparatus 5.

Onder optisch systeem worden alle afbeeldingswerk-30 wijzen begrepen die werken met van de af te beelden voorwerpen afkomstige gereflecteerde, doorgelaten of afgebogen elektromagnetische of corpu.sculaire straling en ermede overeen-komende, voor straling gevoelige opvanglagen voor het overbrengen van informatie, bijvoorbeeld voor het 35 vasthouden van afbeeldingen, maar ook van buigingsfiguren, kernsporen en dergelijke. Als fotografische apparaten kunnen alle optische toestellen voor het opnemen van fotografi-; sche beelden worden toegepast, in ruime zin ook apparaten : voor het vergroten en projecteren, evenals film- en video-;40 camera's.Optical system is understood to include all imaging methods which work with reflected, transmitted or diffracted electromagnetic or corpuscular radiation from the objects to be imaged and corresponding radiation-sensitive receiving layers for transmitting information, e.g. Holding images, but also bending figures, core traces and the like. As photographic devices, all optical photographic recording apparatus; images are used, in a broad sense also devices: for enlarging and projecting, as well as film and video cameras, 40 cameras.

8020295 58020295 5

De werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding kunnen niet alleen worden gebruikt voor het bepalen van de verdeling van de verlichtingssterkte in bepaalde verkeerssituaties, maar meer in het algemeen overal daar 5 waar het gaat om de waarneembaarheid door het menselijk oog, bijvoorbeeld ook bij ongelukken in een werkplaats, waarbij de belichting een rol speelt bij de vraag naar de oorzaak van het ongeluk, maar ook bij oogziekten en dergelijke. In al deze gevallen kan op eenvoudige en snelle 10 wijze een objectieve meting en bewerking worden uitgevoerd, zodat later nauwkeurig kan worden vastgesteld Vi/elke situatie op een tijdstip in het verleden door de waarnemer kon worden overzien.The method and the device according to the invention can be used not only to determine the distribution of the illuminance in certain traffic situations, but more generally everywhere where it concerns the perception by the human eye, for example also in case of accidents in a workshop, where lighting plays a role in the question of the cause of the accident, but also in eye diseases and the like. In all these cases, an objective measurement and processing can be carried out in a simple and rapid manner, so that it can later be accurately determined that any situation at a time in the past could be monitored by the observer.

8020295 ') ..-.:1.08020295 ') ..- .: 1.0

Claims

Method for determining the distribution of the illuminance of a scene, characterized in that the scene 5 obtained in a photographic manner is processed by means of an optical system and that the image supplied by it or the images supplied by it in electrical voltages are transformed which are electronically altered to provide a three-color indication of the brightness spectrum of the scene.

2. Damage analysis of the visual situation of a traffic scene, characterized in that a) an electrical signal is generated which is modulated in accordance with the spatial brightness distribution of the traffic scene, and b) a representation of the electrical signal from the electrical signal. brightness distribution is obtained.

3. Damage analysis according to claim 2, characterized in that the brightness distribution shows different brightness areas according to the brightness sensitivity of the eye with different colors.

4. Device for determining the distribution of the illuminance of a scene, more particularly for carrying out the method according to claim 1 or 2 and / or 3i, characterized in that this device consists of an optical system (2), a downstream converter (3) and an electronic calculator (4) arranged behind it, connected to an optical display device (5).

5. Device according to claim 4, characterized in that the video system serving as an optical system is connected to a television device used as a display device and in which there is a connection configuration to which the electronic computer is connected. ************ 8020295 i