WO1997008654A1 - Method of assessing the movement of an object in a sequence of images - Google Patents

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WO1997008654A1 PCT/DE1996/001493 DE9601493W WO9708654A1 WO 1997008654 A1 WO1997008654 A1 WO 1997008654A1 DE 9601493 W DE9601493 W DE 9601493W WO 9708654 A1 WO9708654 A1 WO 9708654A1
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Abstract

Described is a method of assessing the movement of an object in an image sequence by examining the object, certain sets of image dots being scanned and compared with each other. The invention calls for a set of image dots to be used which is limited by the outline (101) of the object (10) itself so that, compared with prior art methods, the number of image dots scanned is reduced and it is possible to carry out the method in real time. Also described are VLSI architectures based on the invention.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Abschätzung einer Bewegung eines Objekts in ei¬ ner Folge von BildernMethod for estimating a movement of an object in a sequence of images
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abschätzung einer Bewegung eines Objekts in einer Folge von Bildern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for estimating a movement of an object in a sequence of images according to the preamble of claim 1.
Bei einem bereits vorgeschlagenen derartigen Verfahren wird im vorbestimmten Bild, bei dem die Bildpunkte matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordnet sind, eine blockförmige Bild¬ punktmenge ausgewählt, welche die das Objekt darstellenden Bildpunkte und Bildpunkte enthält, die eine das Objekt umge¬ bende rechteckförmige oder quadratische Umrandung darstellen. Entsprechend ist die durch die ausgewählte Bildpunktmenge de¬ finierte Bildpunktmenge und jede weitere Bildpunktmenge des anderen Bildes jeweils blockförmig und weist eine rechteck- förmige Umrandung aus Bildpunkten auf.In the case of an already proposed method of this type, in the predetermined image, in which the pixels are arranged in a matrix in rows and columns, a block-shaped pixel set is selected which contains the pixels and pixels representing the object and which contains a rectangular or square surrounding the object Show outline. Correspondingly, the pixel set defined by the selected pixel set and each further pixel set of the other image are block-shaped and have a rectangular border made of pixels.
Zur Ermittlung des bestimmten Abweichungswertes werden die Bildpunkte der ausgewählten Bildpunktmenge des vorbestimmten Bildes und die Bildpunkte der definierten Bildpunktmenge und jeder weiteren Menge des anderen Bildes abgetastet und die Bildpunktwerte sämtlicher Bildpunkte jeder dieser Mengen er¬ mittelt.To determine the determined deviation value, the pixels of the selected pixel set of the predetermined image and the pixels of the defined pixel set and each further set of the other image are scanned and the pixel values of all the pixels of each of these sets are determined.
In jeder Bildpunktmenge erfolgt die Abtastung der Bildpunkte mäanderförmig. Die Abtastung kann spaltenweise oder zeilen¬ weise erfolgen, derart, daß sämtliche Bildpunkte jeder Spalte bzw. Zeile einschließlich der die rechteckförmige Umrandung darstellenden Bildpunkte erfaßt und die Bildpunkte jeweils benachbarter Spalten bzw. Zeilen in zueinander entgegenge- setzten Richtungen abgetastet werden. Der Abweichungswert für die definierte und jede weitere Bild¬ punktmenge des anderen Bildes wird so bestimmt, daß für jeden Bildpunkt der ausgewählten Bildpunktmenge des vorbestimmten Bildes und den diesem Bildpunkt umkehrbar eindeutig zugeord¬ neten Bildpunkt der betreffenden Bildpunktmenge des anderen Bildes der Differenzbetrag zwischen den Bildpunktwerten die¬ ser beiden Bildpunkte bestimmt und die Differenzbeträge sämt¬ licher Paare einander zugeordneter Bildpunkte dieser beiden Bildpunktmengen summiert werden.The scanning of the pixels is carried out in a meandering manner in each pixel set. The scanning can be carried out column by column or row by row in such a way that all the pixels of each column or row, including the pixels representing the rectangular border, are detected and the pixels of respectively adjacent columns or rows are scanned in opposite directions to one another. The deviation value for the defined and each further pixel set of the other image is determined in such a way that for each pixel of the selected pixel set of the predetermined image and the reversibly uniquely assigned pixel of the relevant pixel set of the other image, the difference between the pixel values is The two pixels are determined and the difference amounts of all pairs of pixels of these two sets of pixels assigned to one another are summed.
Zur Reduzierung der Zahl der zu ermittelnden Differenzbeträge wird die rechteckförmige Umrandung so gewählt, daß diese das von der Rechteckform oft stark abweichende Objekt möglichst eng umschließt.To reduce the number of difference amounts to be determined, the rectangular border is selected so that it encloses the object, which often differs greatly from the rectangular shape, as closely as possible.
Dies ist ein Vorteil der Verfahren der eingangs genannten Art, die als objektbasierte Bewegungsabschätzverfahren be¬ zeichnet werden können, gegenüber bekannten anderen Bewe- gungsabschätzverfahren, die "Block-Matching-Verfahren" oder blockbasierte Verfahren genannt werden.This is an advantage of the methods of the type mentioned at the beginning, which can be referred to as object-based motion estimation methods, over known other motion estimation methods, which are called "block matching methods" or block-based methods.
Bei den blockbasierten Verfahren wird anders als bei den ob¬ jektbasierten Verfahren auf eine vereinfachte Unterteilung der Bilder zurückgegriffen, wobei sich eine Unterteilung in aneinandergrenzende blockförmige Bildpunktmengen fester Größe durchgesetzt hat.In the block-based method, unlike the object-based method, a simplified subdivision of the images is used, a subdivision into adjoining block-shaped pixel sets having a fixed size being established.
Ähnlich wie bei den objektbasierten Bildpunktmengen der oben näher bezeichneten Art ist beim blockbasierten Verfahren auf- grund einer umkehrbar eindeutigen Zuordnung zwischen den Bildpunkten eines Bildes und den Bildpunkten jedes anderen Bildes durch jede blockförmige Bildpunktmenge des einen Bil¬ des in jedem anderen Bild je eine entsprechend blockförmige zugeordnete Bildpunktmenge definiert.Similar to the object-based pixel sets of the type specified above, in the block-based method, due to a reversibly unique assignment between the pixels of an image and the pixels of every other image, each block-like pixel set of the one image in each other image has a corresponding block-like one assigned amount of pixels defined.
Für jedes Paar einander zugeordneter blockförmiger Bildpunkt- mengen zweier Bilder wird je ein Abweichungswert ermittelt, indem ähnlich wie beim vorgeschlagenen objektbasierten Ver¬ fahren für jedes Paar einander zugeordneter Bildpunkte dieser beiden blockförmigen Bildpunktmengen der Differenzbetrag zwi¬ schen den Bildpunktwerten dieser beiden Bildpunkte bestimmt und die Differenzbeträge sämtlicher Paare einander zugeordne¬ ter Bildpünkte dieser beiden Bildpunktmengen summiert werden.A deviation value is determined for each pair of block-shaped picture element sets of two pictures assigned to one another, in that, similarly to the proposed object-based method, for each pair of picture elements of these two block-shaped picture element sets assigned to each other, the difference between the picture element values of these two picture elements is determined and the difference amounts of all pairs of picture elements of these two picture element sets assigned to one another are summed.
Das Bildpunktmengenpaar mit dem relativ kleinsten Abwei¬ chungswert bezeichnet die Lage des ausgewählten Objekts im anderen Bild, in die sich dieses Objekt aus seiner Lage in dem einen Bild bewegt hat.The pair of pixel sets with the relatively smallest deviation value denotes the position of the selected object in the other image, into which this object has moved from its position in the one image.
Ein Nachteil der blockbasierten Verfahren liegt in der Tatsa¬ che, daß die Grenzen der blockförmigen Bildpunktmengen nur annähernd mit den Grenzen des Objekts übereinstimmen können. Eine blockförmige Bildpunktmenge kann teilweise Bildpunkte des sich bewegenden Objekts und teilweise Bildpunkte des Hin¬ tergrunds enthalten oder kann sogar aus Teilen verschiedener beweglicher Objekte bestehen. In solchen Fällen liefert ein blockbasiertes Verfahren für einen Teil der Bildpunkte fal¬ sche Ergebnisse.A disadvantage of the block-based method lies in the fact that the boundaries of the block-shaped pixel sets can only approximate the boundaries of the object. A block-shaped set of pixels can contain partially pixels of the moving object and partially pixels of the background or can even consist of parts of different moving objects. In such cases, a block-based method delivers incorrect results for some of the pixels.
Aus diesen Gründen ist den objektbasierten Bewegungsabschätz- verfahren der Vorzug zu geben. Insbesondere für neue Codier- verfahren, die mit äußerst niedrigen Übertragungsraten auszu¬ kommen versuchen (z. B. für den MPEG Standard), kann vom Übergang von block- auf objektbasierte Bewegungsabschätzver¬ fahren ein erheblicher Codiergewinn erwartet werden.For these reasons, preference is given to object-based motion estimation methods. In particular for new coding methods that try to get by with extremely low transmission rates (eg for the MPEG standard), a significant coding gain can be expected from the transition from block-based to object-based motion estimation methods.
Das im Anspruch 1 angegebene erfindungsgemäße objektbasierte Verfahren hat gegenüber dem bereits vorgeschlagenen objektba¬ sierten Verfahren den Vorteil, daß zur Ermittlung des Abwei¬ chungswertes für die definierte und jede weitere Bildpunkt- menge des anderen Bildes in der Regel bedeutend weniger Bild- punkte abgetastet werden müssen. Dadurch ist vorteilhaf¬ terweise eine Echtzeitdurchführung des objektbasierten Bewe¬ gungsabschätzverfahrens möglich. Vorteilhafterweise fällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die ausgewählte Bildpunktmenge mit dem Objekt selbst zusam¬ men, d.h. die Bildpunkte der ausgewählten Bildpunktmenge sind die Bildpunkte des Objekts selbst und keine weiteren Bild¬ punkte des vorbestimmten Bildes, wie dies bei dem bereits vorgeschlagenen objektbasierten Verfahren dann der Fall ist, wenn die blockförmige Bildpunktmenge und das darin enthaltene Objekt voneinander abweichen.The object-based method according to the invention as claimed in claim 1 has the advantage over the object-based method already proposed that, in order to determine the deviation value for the defined and each further pixel amount of the other image, as a rule significantly fewer pixels have to be scanned . This advantageously enables the object-based movement estimation method to be carried out in real time. In the method according to the invention, the selected pixel set advantageously coincides with the object itself, ie the pixels of the selected pixel set are the pixels of the object itself and no further pixels of the predetermined image, as is the case with the object-based method already proposed is when the block-shaped number of pixels and the object contained therein differ.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen vorteilhafterweise zur Ermittlung des Abweichungswertes im wesentlichen nur die Bildpunkte der ausgewählten Bildpunktmenge des vorbestimmten Bildes und die durch diese Menge bestimmten Bildpunktmengen des anderen Bildes abgetastet werden. Nur unter Umständen, beispielsweise bei sehr unregelmäßigen Objekten, kann es vor¬ kommen, daß einige wenige Bildpunkte abgetastet werden müs¬ sen, die außerhalb der betreffenden Bildpunktmenge liegen und die auszumaskieren sind, d.h., nicht zur Ermittlung des Ab- weichungswertes verwendet werden dürfen.In the method according to the invention, to determine the deviation value, essentially only the pixels of the selected pixel set of the predetermined image and the pixel sets of the other image determined by this quantity have to be scanned. Only under certain circumstances, for example in the case of very irregular objects, can it occur that a few pixels have to be scanned which are outside the relevant pixel set and which are to be masked out, i.e. they must not be used to determine the deviation value.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens gehen aus den Ansprüchen 2 bis 14 hervor.Preferred and advantageous refinements of the method according to the invention emerge from claims 2 to 14.
Bevorzugte und vorteilhafte Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Ansprüchen 15 und 16 hervor, wobei, wie später beschrieben, die Vorrichtung nach Anspruch 15 lokal und die Vorrichtung nach Anspruch 16 global akkumuliert. Diese Vorrichtungen erlauben vorteilhaf- terweise die Echtzeitdurchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens und sind überdies als VLSI-Architektur realisierbar. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrich¬ tungen und Verfahren zu ihrem Betrieb gehen aus weiteren Un¬ teransprüchen hervor. Vorteilhafterweise können mit aktuellen CMOS-Technologien ef¬ fiziente VLSI-Implementierungen zur Echtzeit-Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden.Preferred and advantageous devices for carrying out the method according to the invention emerge from claims 15 and 16, wherein, as described later, the device according to claim 15 accumulates locally and the device according to claim 16 globally. These devices advantageously allow the method according to the invention to be carried out in real time and, moreover, can be implemented as a VLSI architecture. Preferred and advantageous configurations of these devices and methods for their operation are evident from further subclaims. Current CMOS technologies can advantageously be used to implement efficient VLSI implementations for real-time execution of the method according to the invention.
Die Erfindung ist vorteilhafterweise sowohl für lokale als auch globale Akkumulation geeignet und unter anderem bei MPEG-Codierung anwendbar. Allgemein kann die Erfindung bei Bildcodierungen mit niedrigen, vorzugsweise äußerst niedrigen Übertragungsraten angewendet werden.The invention is advantageously suitable for both local and global accumulation and can be used, inter alia, with MPEG coding. In general, the invention can be applied to image coding with low, preferably extremely low transmission rates.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung gehen aus den Ansprüchen 14 bis 18 hervor.Preferred and advantageous refinements of the device according to the invention emerge from claims 14 to 18.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description using the figures as an example. Show it:
Figur 1 in schematischer Darstellung eine zeitliche Folge von aus Bildpunkten zusammengesetzten Bildern mit einer ausgewählten Bildpunktmenge, deren Lage sich von Bild zu Bild verändert und die ein gewähltes, sich bewegendes Objekt darstellt,1 shows a schematic representation of a temporal sequence of images composed of pixels with a selected number of pixels, the position of which changes from image to image and which represents a selected, moving object,
Figur 2 in vergrößerter detaillierter schematischer Dar¬ stellung ein vorbestimmtes Bild der Folge nach Fi- gur 1, in der die ausgewählte Bildpunktmenge her¬ vorgehoben ist,FIG. 2 shows an enlarged, detailed schematic illustration of a predetermined image of the sequence according to FIG. 1, in which the selected set of pixels is highlighted,
Figur 3 in der gleichen Darstellung wie in Figur 2 ein an¬ deres Bild der Folge nach Figur 1, bei dem eben- falls die gegenüber dem vorbestimmten Bild ver¬ setzte ausgewählte Bildpunktmenge hervorgehoben ist,3 shows, in the same representation as in FIG. 2, another image of the sequence according to FIG. 1, in which the selected amount of pixels offset from the predetermined image is also highlighted,
Figur 4 in der gleichen Darstellung wie in der Figur 3 das andere Bild, bei dem die definierte Bildpunktmenge verdeutlicht und ein Suchbereich hervorgehoben ist, Figuren 5 bis 8 jeweils in der gleichen Darstellung wie in der Figur 4 das andere Bild, wobei jeweils der Suchbereich hervorgehoben und in jeder Figur je eine andere weitere Bildpunktmenge verdeutlicht ist,FIG. 4, in the same representation as in FIG. 3, the other image, in which the defined number of pixels is clarified and a search area is highlighted, FIGS. 5 to 8, each in the same representation as in FIG. 4, the other image, the search area being highlighted in each case and a different further set of pixels being illustrated in each figure,
Figur 9 in der gleichen Darstellung wie in der Figur l das vorbestimmte Bild mit einem mäanderförmigen Abta- stweg, auf dem die ausgewählte Bildpunktmenge ab¬ getastet wird, wobei auszumaskierende Bildpunkte hervorgehoben sind, undFIG. 9 shows, in the same representation as in FIG. 1, the predetermined image with a meandering scanning path, on which the selected amount of pixels is scanned, with pixels to be masked being emphasized, and
Figur 10 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens.FIG. 10 shows a block diagram of a device for carrying out the method according to the invention in a schematic illustration.
In den Figuren 1 bis 9 ist die zeitliche Folge von Bildern mit 1 bezeichnet. Die Bilder selbst sind generell mit 2, die Bildpunkte generell mit 20, das gewählte Objekt mit 10 und der Umriß des Objekts mit 101 bezeichnet.In Figures 1 to 9, the temporal sequence of images is designated 1. The images themselves are generally designated 2, the pixels generally 20, the selected object 10 and the outline of the object 101.
Das vorbestimmte Bild ist mit 2-]_ und das andere Bild mit 2^ bezeichnet. Die im vorbestimmten Bild 2-]_ ausgewählte und das gewählte Objekt 10 darstellende Bildpunktmenge ist mit 21 und deren Bildpunkte mit 20ι_ und 20n bezeichnet. Die definierte Bildpunktmenge des anderen Bildes 22 ist mit 22 bezeichnet und deren Bildpunkte mit 2O2 und 2O21.The predetermined picture is labeled 2 -] _ and the other picture is labeled 2 ^. The number of pixels selected in the predetermined image 2- ] _ and representing the selected object 10 is designated by 21 and its pixels by 20ι_ and 20n. The defined pixel set of the other image 22 is designated 22 and its pixels with 2O2 and 2O21.
Die Suchbereich-Bildpunktmenge im anderen Bild 22 ist mit 23 bezeichnet und deren Bildpunkte mit 2O3.The search area pixel set in the other image 22 is designated with 23 and its pixels with 2O3.
Die weiteren Bildpunktmengen des anderen Bildes 22 sind mit 24, 25, ... 20j, ...20n und deren Bildpunkte mit 204 und 204!, 205 und 2θ51( ... 20j und 20j+1, ... bzw. 20n und 20n+1 bezeichnet. Der Begriff "jeder Bildpunktmenge des anderen Bildes 22" die Rede ist, umfaßt im folgenden nicht nur jede weitere Bild¬ punktmenge 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22, sondern auch deren definierte Bildpunktmenge 22.The further picture element sets of the other picture 22 are with 24, 25, ... 20j, ... 20 n and their picture elements with 20 4 and 204 ! , 20 5 and 2θ5 1 ( ... 20j and 20j +1 , ... or 20 n and 20 n + 1 respectively. The term "each pixel set of the other image 22" is used in the following not only includes every further pixel set 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22, but also their defined pixel set 22 .
Die Bildpunkte 20u, 202ι, 2041, 2051, ...20j1# ...20nl be¬ zeichnen jeweils den Umriß 101 definierende Umrißbildpunkte der betreffenden Bildpunktmenge 21, 22, 24, 25, ...2j, ...bzw. 2n, die zu dieser Menge gehören.The pixels 20 u , 20 2 ι, 20 41 , 20 51 , ... 20j 1 # ... 20 nl each designate the outline pixels defining the outline 101 of the relevant pixel set 21, 22, 24, 25, ... 2j , ...respectively. 2n belonging to this set.
Die in der Figur 1 dargestellte zeitliche Folge 1 von Bildern 2, die genaugenommen ein Ausschnitt aus einer größeren Folge solchen Bilder ist, beginne beispielsweise mit dem Bild 2 zum Zeitpunkt tg- Auf dieses erste Bild 2 folgen nacheinander zu den Zeitpunkten tτ_, t2, tß, ... tn weitere Bilder 2.The temporal sequence 1 of images 2 shown in FIG. 1, which is strictly a section of a larger sequence of such images, begins, for example, with image 2 at time tg. This first image 2 is successively followed at times tτ_, t2, t ß , ... t n more pictures 2.
Jedes dieser Bilder 2 kann als das vorbestimmte Bild 2--_ ge¬ wählt werden. Jedes auf das vorbestimmte Bild 2-j_ folgende oder dem vorbestimmten Bild 2]_ vorhergehende Bild 2 kann prinzipiell als das andere Bild 22 gewählt werden. In der Fi¬ gur 1 ist beispielsweise und ohne Beschränkung der Allge¬ meinheit das Bild 2 zum Zeitpunkt t-j_ als das vorbestimmte Bild 2-]_ und beispielsweise das Bild 2 zum nächstfolgenden Zeitpunkt t2 als das ausgewählte Bild 22 gewählt.Each of these images 2 can be selected as the predetermined image 2 --_ ge. Each image 2 following the predetermined image 2- j _ or preceding the predetermined image 2 ] _ can in principle be selected as the other image 22. In FIG. 1, for example and without restricting generality, the image 2 at the time t-j_ is selected as the predetermined image 2 -] _ and for example the image 2 at the next time t2 as the selected image 22.
Die Bildpunkte 20 jeweils zweier Bilder 2 müssen umkehrbar eindeutig einander zugeordnet werden können, d. h. , es kommt in jedem dieser beiden Bilder 2 nur jeweils die gleiche Zahl Bildpunkte 20 in Betracht. Es sei der Einfachheit halber aber nicht notwendig angenommen, daß jedes Bild 2 die gleiche Zahl Bildpunkte 20 aufweist.The pixels 20 of each of two images 2 must be reversibly clearly assignable to each other, i. H. , in each of these two images 2 only the same number of pixels 20 can be considered. For the sake of simplicity, however, it should not necessarily be assumed that each image 2 has the same number of pixels 20.
Zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn in jedem Bild 2 die Bildpunkte 20 in der gleichen Weise angeordnet sind, bei- spielsweise und wie in den Figuren 1 bis 9 dargestellt, ma- trixförmig in horizontalen Zeilen 3-]_ und vertikalen Spalten 32, wobei die Bilder 2 vorzugsweise jeweils die gleiche Zahl Zeilen 3-j_ und jeweils die gleiche Zahl Spalten aufweisen.It is also expedient if the pixels 20 are arranged in the same way in each image 2, for example and as shown in FIGS. 1 to 9, in a matrix form in horizontal rows 3 - and _ and vertical columns 32, the images 2 preferably each having the same number of rows 3- j and the same number of columns.
In der Figur l sind die Bildpunkte 20 der Übersichtlichkeit halber in geringerer Zahl und in größerem Rastermaß voneinan¬ der angeordnet. In jedem Schnittpunkt einer durch eine hori¬ zontale Linie dargestellte Zeile 3-]_ mit einer durch eine ver¬ tikale Linie dargestellten Spalte 32 befindet sich ein Bild¬ punkt 20, von denen in den Bildern 2 der Figur l jeweils nur einige wenige durch kleine Kreise verdeutlicht sind.For the sake of clarity, the pixels 20 in FIG. 1 are arranged in a smaller number and in a larger grid dimension from one another. At each intersection of a line 3 -] _ represented by a horizontal line with a column 32 represented by a vertical line there is a pixel 20, of which only a few by small ones in the images 2 of FIG Circles are illustrated.
In den Figuren 2 bis 9 sind die Bildpunkte 20 in größerer Zahl und in kleinerem Rastermaß und daher praxisnäher darge¬ stellt (beispielsweise weist ein Halbbild eines Fernsehbildes des PAL-Systems 312x864 oder 313x864 Bildpunkte auf) . In die¬ sen Figuren stellt jedes der aneinandergrenzenden kleinen Quadrate je einen Bildpunkt 20 dar.In FIGS. 2 to 9, the pixels 20 are shown in larger numbers and in a smaller grid size and are therefore more practical (for example, a field of a television picture of the PAL system has 312x864 or 313x864 pixels). In these figures, each of the adjoining small squares each represents a pixel 20.
Jeder Bildpunkt 20 in jedem Bild 2 weist je einen Bildpunkt- wert auf, der beispielsweise ein Helligkeits- und/oder Farb¬ wert sein und von Bildpunkt zu Bildpunkt differieren kann. Die Verteilung der Bildpunktwerte über die Bildpunkte 20 in einem Bild 2 hängt von den dargestellten Objekten ab und kann sich von Bild 2 zu Bild 2 der Folge 1 ändern, was insbeson- dere bei bewegten Objekten der Fall ist.Each pixel 20 in each image 2 has a pixel value, which can be a brightness and / or color value, for example, and can differ from pixel to pixel. The distribution of the pixel values over the pixels 20 in an image 2 depends on the objects shown and can change from image 2 to image 2 of sequence 1, which is particularly the case with moving objects.
Die Bildpunktwerte der einzelnen Bildpunkte 20 sind in den Figuren 1 bis 9 der Übersichtlichkeit halber nicht darge¬ stellt. Wenn dort Bildpunkte 20 gegenüber anderen Bildpunkten 20 hervorgehoben oder verdeutlicht sind, so dient dies allein der Kenntlichmachung von Bildpunktmengen und nicht von Bild¬ punktwerten.The pixel values of the individual pixels 20 are not shown in FIGS. 1 to 9 for the sake of clarity. If picture elements 20 are highlighted or clarified in relation to other picture elements 20, this serves only to indicate picture element quantities and not picture element values.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im vorbestimmten Bild 2-]_ das sich bewegende Objekt 10 gewählt, indem eineIn the method according to the invention, the moving object 10 is selected in the predetermined image 2- ] _ by a
Bildpunktmenge 21 ausgewählt wird, deren Bildpunkte 20τ_ und 20H dieses Objekt 10 und dessen Umrandung darstellen. Die Umrandung des gewählten Objekts 10 ist nicht wie bei dem bereits vorgeschlagenen und obengenannten objektbasierten Be¬ wegungsabschätzverfahren ein das Objekt 10 umgebendes Recht- eck, sondern erfindungsgemaß ein vorgegebener oder vorbe¬ stimmter, das Objekt 10 unmittelbar begrenzender und durch Umrißbildpunkte 2011 der ausgewählten Bildpunktmenge 21 defi¬ nierter Umriß 101 dieses Objekts 10 selbst. In der Figur 2 sind die Bildpunkte 20-j_ der Bildpunktmenge 21 einschließlich ihrer Umrißbildpunkte 20π durch enge Schraffur hervor¬ gehoben, wobei die Umrißbildpunkte 20H zusätzlich durch je einen zentralen Punkt hervorgehoben sind.Pixel set 21 is selected, the pixels 20τ_ and 20H of this object 10 and its outline. The outline of the selected object 10 is not a rectangle surrounding the object 10, as in the object-based motion estimation method already proposed and mentioned above, but according to the invention a predetermined or predetermined rectangle of the selected pixel set that directly delimits the object 10 and 11 21 defined outline 101 of this object 10 itself. In FIG. 2, the pixels 20-j_ of the pixel set 21 including their outline pixels 20π are highlighted by narrow hatching, the outline pixels 20H additionally being highlighted by a central point.
Das gewählte Objekt 10 mit seinem Umriß 101 kann durch einen geeigneten Segmentierungsalgorithmus bestimmt werden, wonach die Bildpunkte 20-j_ und Umrißbildpunkte 20π der ausgewählten Bildpunktmenge 21 festgelegt sind.The selected object 10 with its outline 101 can be determined by a suitable segmentation algorithm, according to which the pixels 20-j_ and outline pixels 20π of the selected pixel set 21 are defined.
Es wird angenommen, daß sich das Objekt 10 bewegt, d.h., daß sich seine Lage in den Bildern 2 der zeitlichen Folge 1 ver¬ ändert, z. B. von Bild 2 zu Bild 2, beispielsweise so, wie es in der Figur 1 dargestellt ist.It is assumed that the object 10 is moving, i.e. that its position in the images 2 of the time sequence 1 changes, e.g. B. from image 2 to image 2, for example, as shown in Figure 1.
Die Lage des Objekts 10 in einem Bild 2 kann beispielsweise durch bildbezogene horizontale und vertikale Koordinaten ei¬ nes bestimmten Bildpunktes der das sich bewegende Objekt 10 darstellenden Bildpunktmenge festgelegt werden, beispiels¬ weise durch einen am weitesten links liegenden Bildpunkt die¬ ser Bildpunktmenge. Der Koordinatenursprung sei beispiels- weise die linke untere Ecke 0 jedes in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Bildes 2.The position of the object 10 in an image 2 can be determined, for example, by image-related horizontal and vertical coordinates of a particular pixel of the pixel set representing the moving object 10, for example by a leftmost pixel of this pixel set. The coordinate origin is, for example, the lower left corner 0 of each image 2 shown in FIGS. 1 to 9.
Beispielsweise habe, wie in der Figur 2 dargestellt, im vor¬ bestimmten Bild 2-j_ dieser am weitesten links liegende Bild- punkt 201:]_ der Bildpunktmenge 21 in horizontaler Richtung die Koordinate h-*_ und in vertikaler Richtung die Koordinate v-]_. Im anderen Bild 22 habe, wie in der Figur 3 dargestellt, der am weitesten links liegende Bildpunkt der das Objekt 10 dar¬ stellenden Bildpunktmenge die horizontale Koordinate Ϊ12 und die vertikale Koordinate V2, wobei beispielsweise 1-2 > hη_ und V2 > vι_ angenommen ist. Letzteres bedeutet, daß sich das Ob¬ jekt 10 sowohl horizontal als auch vertikal um einen bestimm¬ ten Betrag verschoben hat und daher im anderen Bild 22 eine andere Lage als im Bild 2-j_ einnimmtFor example, as shown in FIG. 2, in the predetermined image 2- j _ this leftmost pixel 20 1:] _ of the pixel set 21 has the coordinate h - * _ in the horizontal direction and the coordinate in the vertical direction v -] _. In the other image 22, as shown in FIG. 3, the leftmost pixel of the set of pixels representing object 10 has the horizontal coordinate Ϊ12 and the vertical coordinate V2, with 1-2> hη_ and V2> vι_ being assumed, for example . The latter means that the object 10 has shifted both horizontally and vertically by a certain amount and therefore has a different position in the other picture 22 than in the picture 2-j_
Obgleich sich das Objekt 10 selbst während seiner Bewegung in Form und Größe sowie in der Helligkeits- und/oder Farbvertei¬ lung über seinen Bildpunkten 20 verändern kann und die Erfin¬ dung auch bei solchen veränderlichen Objekten 10 anwendbar ist, sei der Einfachheit halber angenommen, daß sich das Ob- jekt 10 selbst während seiner Bewegung nicht verändert.Although the object 10 itself can change in shape and size as well as in the distribution of brightness and / or color over its pixels 20 during its movement and the invention can also be used with such variable objects 10, it is assumed for the sake of simplicity that that the object 10 does not change even during its movement.
Wenn sich das Objekt 10 selbst nicht verändert, ändern sich bei dessen Bewegung von Bild 2 zu Bild 2 nur die das Objekt 10 darstellenden Bildpunktmengen in dem Sinne, daß die das Objekt 10 darstellenden Bildpunktmengen verschiedener Bilder 2 zumindest teilweise nicht die gleichen Bildpunkte aufwei¬ sen.If the object 10 itself does not change, when it moves from image 2 to image 2 only the pixel sets representing the object 10 change in the sense that the pixel sets representing the object 10 of different images 2 do not at least partially have the same pixels .
Aufgrund der umkehrbar eindeutigen Zuordnung zwischen den Bildpunkten 20 des vorbestimmten Bildes 2j_ und den Bildpunk¬ ten 20 des anderen Bildes 22 ist durch die ausgewählte Bild¬ punktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-j_ im anderen Bild 22, genau genommen in jedem vom vorbestimmten Bildes 2-]_ verschie¬ denen Bild 2, je eine Bildpunktmenge 22 definiert, deren Bildpunkte 2O2 und 2O21 das Objekt 10 und dessen Umriß 101 jeweils in der gleichen Form, Größe und Lage wie im vorbe¬ stimmten Bild 2--_, in der Regel aber nicht in der in der aus¬ gewählten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-j_ vor¬ liegenden und durch das Objekt 10 bestimmten Verteilung der Bildpunktwerte über die Bildpunkte 2O2 und 2O21 dieser defi¬ nierten Menge 22 darstellen. Diese definierte Bildpunktmenge 22 ist in den Figuren 1 und in der Figur 4 nur für das andere Bild 22 dargestellt, wobei in der Figur 4 die Bildpunkte 202 und Umrißbildpunkte 2O21 durch kleine zentrale Kreise verdeutlicht sind und die Umriß- bildpunkte 2O21 zusätzlich durch verstärkte Kreise hervorge¬ hoben sind.Due to the reversible unambiguous association between the pixels 20 of the predetermined image 2 j _ and Bildpunk¬ th 20 of the other image 22 is the point set by the selected Bild¬ 21 of the predetermined image 2-j_ in the other image 22, to be exact in each of predetermined Image 2 -] _ various image 2, each defining a pixel set 22, the pixels 2O2 and 2O2 1 of the object 10 and its outline 101 each in the same shape, size and position as in the predetermined image 2 --_, as a rule, however, not in the distribution of the pixel values over the pixels 2O2 and 2O2 1 of the defined set 22 in the selected pixel set 21 of the predetermined image 2- j _ and determined by the object 10. This defined pixel set 22 is shown in FIG. 1 and in FIG. 4 only for the other image 22, the pixels 202 and outline pixels 202 1 being illustrated in FIG. 4 by small central circles and the outline pixels 2021 additionally by reinforced circles are highlighted.
Im anderen Bild 22 wird die Suchbereich-Bildpunktmenge 23 aus den nicht in der definierten Bildpunktmenge 22 des anderen Bildes 22 enthaltenen Bildpunkten 2O3 definiert, die in den Figuren 4 bis 9 durch relativ breite Schraffur hervorgehoben ist und vorzugsweise den durch die Umrißbildpunkte 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 bestimmten Umriß 101 dieser Bildpunktmenge 22 vollständig umgibt.In the other image 22, the search area pixel set 23 is defined from the pixels 2O3 not contained in the defined pixel set 22 of the other image 22, which is highlighted in FIGS. 4 to 9 by relatively wide hatching and preferably that defined by the outline pixels 2O2 1 of the defined ones Pixel set 22 completely surrounds certain outline 101 of this pixel set 22.
Überdies werden im anderen Bild 22 neben der definierten Bildpunktmenge 22 eine oder mehrere unterschiedliche, von der definierten Bildpunktmenge 22 verschiedene weitere Bildpunkt¬ mengen derart bestimmt, daß die Bildpunkte jeder weiteren Bildpunktmenge umkehrbar eindeutig den Bildpunkten der defi¬ nierten Bildpunktmenge 22 zugeordnet sind und einen oder meh¬ rere Bildpunkte enthalten, die mit Bildpunkten 2O3 der Such¬ bereich-Bildpunktmenge 23 zusammenfallen, und daß jede dieser weiteren Bildpunktmengen jeweils das gewählte Objekt 10 und dessen Umriß 101 zwar in der gleichen Form und Größe wie im vorbestimmten Bild 2-j_, aber in die Suchbereich-Bildpunktmenge 23 hinein versetzt darstellt.In addition, in the other image 22, in addition to the defined pixel set 22, one or more different further pixel sets different from the defined pixel set 22 are determined such that the pixels of each additional pixel set are reversibly uniquely assigned to the pixels of the defined pixel set 22 and one or contain several pixels that coincide with pixels 20 3 of the search area pixel set 23, and that each of these further pixel sets each has the selected object 10 and its outline 101 in the same shape and size as in the predetermined image 2-j_, but offset into the search area pixel set 23.
Solche unterschiedlichen weiteren Bildpunktmengen sind in den Figuren 5 bis 8 beispielhaft dargestellt und durch im Ver¬ gleich zu den kleinen Kreisen der Bildpunkte 2O2 und Umri߬ bildpunkte 2O21 der definierten Bildpunkte 22 in Figur 4 grö¬ ßere zentrale Kreise in den Bildpunkten verdeutlicht, wobei wiederum die Umrißbildpunkte durch verstärkte Kreise hervor- gehoben sind. Die in der Figur 5 dargestellte weitere Bildpunktmenge 24 mit den Bildpunkten 204 und den Umriß 101 darstellenden Umri߬ bildpunkten 2O41 hat die von den Koordinaten h--_ und v--_ der definierten Bildpunktmenge 22 abweichenden Koordinaten h.4 und V4, wobei beispielsweise I14 < h]_ und V4 < v-]_ angenommen ist, d.h. die weitere Bildpunktmenge 24 ist gegenüber der defi¬ nierten Bildpunktmenge 22 in Richtung schräg nach links unten in die Suchbereich-Bildpunktmenge 23 hinein versetzt.Such different further pixel sets are shown by way of example in FIGS. 5 to 8 and are illustrated by larger central circles in the pixels in comparison with the small circles of pixels 2O2 and outline pixels 2O2 1 of the defined pixels 22 in FIG again the outline pixels are highlighted by reinforced circles. The illustrated in Figure 5 further set of pixels 24 with the pixels 20 4, and the outline 101 representing Umri߬ pixels 2O41 has the h of the coordinates --_ and v --_ the defined set of pixels 22 different coordinate H.4 and V 4, where, for example, I14 <h] _ and V 4 <v -] _ is assumed, ie the further pixel set 24 is offset from the defined pixel set 22 in the direction obliquely to the bottom left into the search area pixel set 23.
Die in Figur 6 dargestellte weitere Bildpunktmenge 25 mit den Bildpunkten 2O5 und den Umriß 101 darstellenden Umrißbild¬ punkten 2O51 hat die Koordinaten hs und V5, wobei beispiels¬ weise I15 < I14 < h^ und V4 < V5 < v-]_ angenommen ist, d.h. die weitere Bildpunktmenge 25 ist gegenüber der definierten Bild- punktmenge 22 in horizontaler Richtung weiter und in vertika¬ ler Richtung weniger weit als die weitere Bildpunktmenge 24 versetzt.The further pixel set 25 shown in FIG. 6 with the image pixels 205 and the outline 101 representing outline pixels 205 1 has the coordinates hs and V5, where, for example, I15 <I1 4 <h ^ and V 4 <V5 <v -] _ is assumed, ie the further pixel set 25 is wider than the defined pixel set 22 in the horizontal direction and less in the vertical direction than the further pixel set 24.
Die in der Figur 7 dargestellte weitere Bildpunktmenge 2j mit den Blickpunkten 20j und den Umriß 101 darstellenden Umri߬ bildpunkten 20ji hat beispielsweise die Koordinaten hj und VJ , wobei beispielsweise hj > h-j_ und VJ > v^_ angenommen ist, d.h. diese weitere Bildpunktmenge 2j ist gegenüber der defi¬ nierten Bildpunktmenge 22 in Richtung schräg nach rechts oben in die Suchbereich-Bildpunktmenge 23 hinein versetzt. Dies gilt nur für ein bestimmtes j , das ansonsten eine beliebige natürliche Zahl zwischen 5 und der natürlichen Zahl n be¬ zeichnet.The shown in the Figure 7 more pixel amount 2j with the view points 20j, and the outline 101 representing Umri߬ pixels 20ji has, for example, the coordinates hj and VJ, wherein for example hj> hj _ and VJ> v ^ _ is believed that this further Pixel set 2j is offset from the defined pixel set 22 in the direction obliquely to the top right into the search area pixel set 23. This only applies to a specific j, which otherwise denotes any natural number between 5 and the natural number n.
Die als letzte angenommene weitere Bildpunktmenge 2n nach Fi¬ gur 8 mit den Bildpunkten 20n und den Umriß 101 darstellenden Umrißbildpunkten 20n-]_ hat die Koordinaten hn und vn, wobei beispielsweise hn > hι_ und v-j_ < vn angenommen ist, d.h. diese letzte weitere Bildpunktmenge 2n ist gegenüber der definier- ten Bildpunktmenge 22 schräg nach rechts unten in die Suchbe¬ reich-Bildpunktmenge 23 hinein versetzt. In der Praxis geht man so vor, daß von der definierten Bild¬ punktmenge 22 aus möglichst viele Richtungen durch weitere Bildpunktmengen 24, 25, ... 2j , ... 2n erfaßt werden, um mög¬ lichst die ganze Umgebung der definierten Bildpunktmenge 22 gleichmäßig abzutasten.The further pixel set 2n according to FIG. 8, which was assumed to be the last, with the image pixels 20 n and the outline 101 representing the outline pixels 20 n - ] _ has the coordinates h n and v n , where, for example, h n > hι_ and v- j _ <v n is assumed, ie this last further pixel set 2n is offset obliquely to the right into the search area pixel set 23 compared to the defined pixel set 22. In practice, the procedure is such that as many directions as possible from the defined set of pixels 22 are detected by further sets of pixels 24, 25,... 2j,... 2n in order to cover the entire environment of the defined set of pixels 22 to scan evenly.
Der durch Umrißbildpunkte 2O3 definierte Umriß 203 der Such¬ bereich-Bildpunktmenge 23 ist in der Regel nicht so, wie in den Figuren 4 bis 9 dargestellt, rechteckförmig, da er durch den Umriß der Vereinigungsmenge der anzahlmäßig frei wählba¬ ren weiteren Bildpunktmengen 24 bis 2n und damit von der meist unregelmäßigen Form des Objekts 10 selbst bestimmt ist. Die Suchbereich-Bildpunktmenge 23 kann in ihren Grenzen durch die Angabe einer maximalen Versetzung Δh der definierten Bildpunktmenge 22 horizontal nach links und rechts aus ihrer ursprünglichen Lage im anderen Bild 22 und einer maximalen Versetzung Δv der definierte Bildpunktmenge 22 vertikal nach oben und unten aus ihrer ursprünglichen Lage im anderen Bild 22 charakterisiert werden.The outline 203 of the search area pixel set 23 defined by outline pixels 203 is generally not rectangular, as shown in FIGS. 4 to 9, because it outlines the combination of the number of further pixel sets 24 to 2n which can be freely selected and is thus determined by the mostly irregular shape of the object 10 itself. The search area pixel set 23 can within its limits by specifying a maximum offset Δh of the defined pixel set 22 horizontally to the left and right from its original position in the other image 22 and a maximum offset Δv of the defined pixel set 22 vertically up and down from its original Location in the other picture 22 can be characterized.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Bildpunkte 20--_ und Umrißbildpunkte 20n der ausgewählten Bildpunktmenge 21 und die Bildpunkte 2O2, 204, 2O5, ... 20j, ... bzw. 20n und Umrißbildpunkte 202ι, 2041, 205-j_, ... 20j-]_, ... bzw. 20nl je- der Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... oder 2n des anderen Bildes 22 auf ihre Bildpunktwerte hin abgetastet, wobei diese Abtastung bei jeder dieser Bildpunktmengen 21, 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n im wesentlichen nicht über den die Umri߬ bildpunkte 20H, 20 21, 2041» 2051' ••• 20jl' ••• bzw. 20nl der jeweiligen Bildpunktmenge 21, 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n definierten Umriß 101 des Objekts 10 hinaus vorgenom¬ men wird.In the method according to the invention, the pixels 20 --_ and outline pixels 20n of the selected pixel set 21 and the pixels 2O2, 20 4 , 2O5, ... 20j, ... or 20 n and outline pixels 20 2 ι, 20 41 , 205 -j_, ... 20j -] _, ... or 20 nl of each pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 are scanned for their pixel values, whereby these Scanning at each of these pixel sets 21, 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n essentially does not exceed the outline pixels 20H, 20 21 , 20 4 1 » 20 51 '••• 20 jl '••• or 20 nl of the respective pixel set 21, 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n defined outline 101 of the object 10 is made.
Für jede Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 wird je ein bestimmter Abweichungswert Δ2 Δ4, Δ5, ... Δj , ... bzw. Δn ermittelt, der ein Maß für eine Abweichung der Bildpunktwerte dieser Menge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n von den Bildpunktwerten der ausgewählten Bild¬ punktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-]_ ist.For each pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 2 2 , a specific deviation value Δ 2 Δ 4 , Δ 5 , ... Δ j , ... or Δ is used n is determined, which is a measure of a deviation of the pixel values of this set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the pixel values of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2 -] _.
Aus den für jede Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ...und 2n des anderen Bildes 22 ermittelten Abweichungswerten Δ2 Δ4, Δ5, ... Δj , ... bzw. Δn wird der relativ kleinste Abwei¬ chungswert, der beispielsweise durch Δj mit einem bestimmten j gegeben sei, ermittelt und die zu diesem relativ kleinsten Abweichungswert Δj gehörige Bildpunktmenge 2j des anderen Bildes 22 wird als die Lage des ausgewählten Objektes 10 im anderen Bild 22 definiert, in die sich dieses Objekt aus sei¬ ner Lage im vorbestimmten Bild 2-]_ bewegt hat.The relatively smallest deviation becomes from the deviation values Δ2 Δ 4 , Δ5, ... Δj, ... and Δ n determined for each pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... and 2n of the other image 22 ¬ chung value, which is given, for example, by Δj with a specific j, and the pixel set 2j of the other image 22 belonging to this relatively smallest deviation value Δj is defined as the position of the selected object 10 in the other image 22, into which this object is expressed its position in the predetermined image 2 -] _ has moved.
Zur Ermittlung des Abweichungswertes Δ2 t Δ4, Δ5, ... Δj , ... bzw. Δn wird vorzugsweise so vorgegangen, daß für jedes aus einem Bildpunkt 20-]_ oder 20n der ausgewählten Bildpunktmenge 21 und dem diesem Bildpunkt 20j_ oder 20H zugeordneten Bild¬ punkt 2O2 oder 2O21, 2O4 oder 204!, 2O5 oder 2052, ... 20j oder 20jι, ... bzw. 20n oder 20nι einer Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 bestehende Bildpunktpaar je ein von den beiden Bildpunktwerten dieses Bildpunktpaares in vorbestimmter Weise abhängiger Wert be¬ stimmt wird, und daß die für sämtliche Bildpunktpaare dieser beiden Mengen 21 und 22, 21 und 24, 21 und 25, ... 21 und 2j, .... bzw. 21 und 2n bestimmten Werte zu einer den Abwei¬ chungswert Δ2# Δ4, Δ5, ... Δj , ... bzw. Δn dieser beiden Mengen 21 und 22, 21 und 24, 21 und 25, 21 und 2j , ... bzw. 21 und 2n bildenden Summe aufsummiert werden.To determine the deviation value Δ2 t Δ 4 , Δ5, ... Δj, ... or Δ n , the procedure is preferably such that for each of a pixel 20- ] _ or 20n the selected pixel set 21 and this pixel 20j_ or 20H associated pixel 2O2 or 2O2 1 , 2O4 or 204 ! , 2O5 or 205 2 , ... 20j or 20jι, ... or 20 n or 20 n ι of a pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 existing pixel pair each a value which is dependent on the two pixel values of this pixel pair is determined in a predetermined manner, and that the value for all pixel pairs of these two sets 21 and 22, 21 and 24, 21 and 25, ... 21 and 2j, .... or 21 and 2n determined values for a deviation value Δ2 # Δ 4 , Δ5, ... Δj, ... and Δ n of these two quantities 21 and 22, 21 and 24, 21 and 25, 21 and 2j, ... or sum totaling 21 and 2n.
Der von den beiden Bildpunktwerten eines Bildpunktpaares ab¬ hängige bestimmte Wert kann beispielsweise |a-b|m sein, wobei a der Bildpunktwert des betreffenden Bildpunktes der ausge¬ wählten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-j_, b der Bildpunktwert des diesem Bildpunkt zugeordneten Bildpunktes der betreffenden Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 und m eine beliebige Zahl ist, die jedoch für alle Bildpunktpaare sämtlicher Bildpunktmengen 21, 22 und 24 bis 2n gleich ist. Vorzugsweise wird aber m = 1 und damit der Differenzbetrag |a-b| zwischen den beiden Bild¬ punktwerten a und b eines Bildpunktpaares als der von diesen beiden Bildpunktwerten a, b abhängige bestimmte Wert verwen- det.The specific value dependent on the two pixel values of a pixel pair can, for example, | ab | m , where a is the pixel value of the relevant pixel of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2- j _, b the pixel value of the pixel assigned to this pixel of the relevant pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 and m is an arbitrary number, which, however, applies to all pixel pairs of all pixel sets 21, 22 and 24 to 2n is the same. Preferably, however, m = 1 and thus the difference | ab | between the two pixel values a and b of a pixel pair is used as the specific value dependent on these two pixel values a, b.
Die Bildpunkte 20! und 20π der ausgewählten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-j_ und die diesen Bildpunkten 20-]_ und 20-j_ι zugeordneten Bildpunkte 202 und 2O21, 2O4 und 2O41, 2O5 und 205!, ••• 20j und 20jl' ••• •Dzw- 20n und 20nl jeder Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ...bzw. 2n des anderen Bildes 22 werden vorzugsweise jeweils in ein und derselben vorbestimmten Reihenfolge nacheinander abgetastet, so daß die Bildpunkte 20-j_und 20H ki-3 20n und 20nl sämtlicher Bild- punktmengen 21 bis 2n in der gleichen vorbestimmten Reihen¬ folge abgetastet werden.The pixels 20 ! and 20π of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2-j_ and the pixels 202 and 2O21, 2O4 and 2O4 1 , 2O5 and 205 assigned to these pixels 20- ] _ and 20-j_ι !, ••• 20 j and 20 jl '• •• • Dzw - 20 n and 20 nl of each pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... resp. 2n of the other image 22 are preferably scanned one after the other in one and the same predetermined sequence, so that the pixels 20-j_ and 20H ki 3 20 n and 20 n l of all pixel sets 21 to 2n are scanned in the same predetermined sequence .
Die vorbestimmte Reihenfolge, in der die Bildpunkte 20--_ undThe predetermined order in which the pixels 20 --_ and
20χι, 202 und 2O21, 204 und 2041» 205 und 2051- • • • 20j und 20jχ, ... bzw. 20n und 20nl einer Bildpunktmenge 21, 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n abgetastet werden, ist vorzugsweise durch ein mäanderförmiges Abtasten sämtlicher Bildpunkte die¬ ser Menge definiert.20χι, 202 and 2O21, 20 4 and 20 41 » 20 5 and 20 51- • • • 20 j and 2 0jχ, ... or 20 n and 20 nl of a pixel set 21, 22, 24, 25, ... 2j,... Or 2n are preferably scanned by a meandering scanning of all the pixels of this set.
Eine solche maanderformige Abtastung sollte zweckmäßigerweise an einem am weitesten außen liegenden Bildpunkt der betref¬ fenden Bildpunktmenge beginnen und sich von dort in einer be¬ stimmten Fortsetzungsrichtung durch diese Bildpunktmenge fortsetzen, wobei die aufeinanderfolgende Abtastung der Bild- punkte dieser Menge in der FortSetzungsrichtung abwechselnd in einer Abtastrichtung quer zur Fortsetzungsrichtung und dann in der zu dieser Abtastrichtung entgegengesetzten Abta¬ strichtung erfolgt.Such a meandering scanning should expediently begin at a most outer pixel of the relevant pixel set and continue from there in a certain continuation direction through this pixel set, the successive scanning of the pixels of this set alternating in the continuation direction in one Scanning direction is transverse to the continuation direction and then in the scanning direction opposite to this scanning direction.
Beispielsweise kann die maanderformige Abtastung bei einem am weitesten links liegenden Umrißbildpunkt der betreffenden Bildpunktmenge mit Fortsetzungsrichtung horizontal von links nach rechts und beispielsweise erster Abtastrichtung von un¬ ten nach oben oder oben nach unten beginnen. Ebensogut könnte beispielsweise eine maanderformige Abtastung mit Fortset¬ zungsrichtung horizontal von rechts nach links oder in Rich- tung vertikal oder schräg von oben nach unten oder unten nach oben verwendet werdenFor example, the meandering scanning can be carried out horizontally from the left at a leftmost outline pixel of the relevant pixel set with a continuation direction start to the right and, for example, the first scanning direction from bottom to top or top to bottom. A meandering scan with a continuation direction horizontally from right to left or in a vertical or oblique direction from top to bottom or bottom to top could just as well be used, for example
In der Figur 9 ist ein Beispiel einer mäanderförmigen Abta¬ stung einer Bildpunktmenge am Beispiel der definierten Bild- punktmenge 22 dargestellt. Die Umrißbildpunkte 2O21 dieser definierten Bildpunktmenge 22 sind durch kleine zentrale Kreise hervorgehoben.FIG. 9 shows an example of a meandering scan of a pixel set using the example of the defined pixel set 22. The outline pixels 2021 of this defined pixel set 22 are highlighted by small central circles.
Bei diesem Beispiel nach Figur 9 beginne die maanderformige Abtastung der Bildpunkte 2O2 und 2O21 der definierten Bild¬ punktmenge 22 bei dem einzelnen am weitesten links liegenden Umrißbildpunkt 2O21 mit den Koordinaten h-ι_ und v-j_ und gehe von dort zunächst in der ersten Abtastrichtung nach oben zum unmittelbar benachbarten Bildpunkt 2O3 der Suchbereich-Bild- punktmenge 23, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zum unmittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der entgegenge¬ setzten Abtastrichtung nach unten bis zu einem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der Fort- Setzungsrichtung nach rechts zum unmittelbar benachbarten Um¬ rißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der ersten Abtastrichtung nach oben bis zu einem Umri߬ bildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 und über diesen Umrißbildpunkt 2O21 hinaus zu einem unmittelbar be- nachbarten Bildpunkt 2O3 der Suchbereich-Bildpunktmenge 23, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem Um¬ rißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der entgegengesetzten Abtastrichtung nach unten bis zu ei¬ nem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 und über diesen Umrißbildpunkt 2O21 hinaus zu einem unmittelbar benachbarten Bildpunkt 2O3 der Suchbereich-Bildpunktmenge 23, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem un- mittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der ersten Abtastrichtung nach oben bis zu einem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bild¬ punktmenge 22, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem unmittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der entgegen¬ gesetzten Abtastrichtung nach unten bis zu einem Umri߬ bildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem unmittelbar be- nachbarten Bildpunkt 2O3 der Suchbereich-Bildpunktmenge 23, von dort in der ersten Abtastrichtung nach oben zu einem un¬ mittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 und weiter nach oben bis zum nächsten Um¬ rißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem unmittelbar benachbarten Bildpunkt 2O3 der Suchbereich-Bildpunktmenge 23, von dort in der entgegengesetzten Abtastrichtung nach unten zu einem unmittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der de¬ finierten Bildpunktmenge 22 und weiter nach unten bis zum nächsten Umrißbildpunkt 2O21 der definierten BildpunktmengeIn this example according to FIG. 9, the meandering scanning of the pixels 2O2 and 2O21 of the defined pixel set 22 begins at the individual leftmost outline pixel 2O2 1 with the coordinates h-ι_ and v-j_ and starts from there in the first scanning direction upwards to the immediately adjacent pixel 203 of the search area pixel set 23, from there in the continuation direction to the right to the immediately adjacent outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the opposite scanning direction downwards to an outline pixel 2O2 1 the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to the immediately adjacent outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the first scanning direction upwards to an outline pixel 2O21 of the defined pixel set 22 and via this outline pixel 2O21 to an immediately neighboring picture pu 2O3 of the search area pixel set 23, from there in the continuation direction to the right to an outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the opposite scanning direction down to an outline pixel 2O21 of the defined pixel set 22 and above this outline pixel 2O2 1 to an immediately adjacent pixel 2O3 of the search area pixel set 23, from there in the continuation direction to the right to an un- indirectly adjacent outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the first scanning direction up to an outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to an immediately adjacent outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, thence in the opposite scanning direction down to an outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to an immediately adjacent pixel 203 of the search area pixel set 23, from there in the first scanning direction upwards to an immediately adjacent outline pixel 2O21 of the defined pixel set 22 and further up to the next outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to an immediately adjacent pixel 2O3 of the search area pixel set 23, from there in the en opposite scanning direction down to an immediately adjacent outline pixel 20 2 1 of the defined pixel set 22 and further down to the next outline pixel 20 02 of the defined pixel set
22, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem unmittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der ersten Abtastrichtung nach oben zu einem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunkt- menge 22, von dort in der Fortsetzungsrichtung nach rechts zu einem unmittelbar benachbarten Umrißbildpunkt 2O21 der defi¬ nierten Bildpunktmenge 22, von dort in der entgegengesetzten Abtastrichtung nach unten zu einem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der Fortsetzungs- richtung nach rechts zu einem unmittelbar benachbarten Umri߬ bildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der ersten Abtastrichtung nach oben zu einem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, von dort in der Fort¬ setzungsrichtung nach rechts zu einem unmittelbar benachbar- ten Bildpunkt 2O3 der Suchbereich-Bildpunktmenge 23 und von dort in der entgegengesetzten Abtastrichtung nach unten zu einem Umrißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 und weiter nach unten zu einem unmittelbar benachbarten Um¬ rißbildpunkt 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22, bei dem die maanderformige Abtastung endet.22, from there in the continuation direction to the right to an immediately adjacent outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the first scanning direction up to an outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to one immediately adjacent outline pixel 2021 of the defined pixel set 22, from there in the opposite scanning direction down to an outline pixel 202 1 of the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to an immediately adjacent outline pixel 202 of the defined pixel set 22 , from there in the first scanning direction up to an outline pixel 2O2 1 of the defined pixel set 22, from there in the continuation direction to the right to an immediately adjacent pixel 2O3 of the search area pixel set 23 and from there in the opposite scanning direction downwards to an outline pixel-2O2 1 of the defined set of pixels 22 and further down to an immediately adjacent outline pixel 20 2 1 of the defined pixel set 22, at which the meandering scanning ends.
Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß es in der ersten Ab¬ tastrichtung nur einen und nicht zwei oder mehrere am weite¬ sten außen liegende Bildpunkte der betreffenden Bildpunktmen¬ ge gibt, bei dem die maanderformige Abtastung beginnt. Gibt es dagegen in der ersten Abtastrichtung zwei oder mehrere solche am weitesten außen liegende Bildpunkte wird zweckmäßi¬ gerweise mit dem in der ersten Abtastrichtung ersten dieser am weitesten außen liegende Bildpunkte begonnen.In this example it is assumed that in the first scanning direction there are only one and not two or more or the most outer pixels of the relevant pixel set, at which the meandering scanning begins. If, on the other hand, there are two or more such outermost pixels in the first scanning direction, it is expedient to start with the first of these outermost pixels in the first scanning direction.
Gäbe es bezogen auf das Beispiel nach Figur 9 beispielsweise zwei oder mehrere am weitesten links liegende Umrißbildpunkte 2O21 mit der gleichen horizontalen Koordinate h-]_ aber vonein¬ ander verschiedener vertikaler Koordinate v-]_, wäre die maan¬ derformige Abtastung bei der gegebenen ersten Abtastrichtung vertikal von unten nach oben bei dem untersteh am weitesten links liegenden Umrißbildpunkt 2O21 mit der horizontalen Ko¬ ordinate h-j_ und der relativ kleinsten vertikalen Koordinate V]_ zu beginnen.If, for example, there were two or more left-most outline pixels 2O2 1 with the same horizontal coordinate h- ] _ but different vertical coordinates v- ] _, based on the example according to FIG. 9, the manned shape would be the given one in the first scanning direction vertically from bottom to top at the bottom left-most outline pixel 2O2 1 with the horizontal coordinate h-j_ and the relatively smallest vertical coordinate V ] _.
Wie aus der Figur 9 ersichtlich ist, werden bei der mäander- förmigen Abtastung der Bildpunkte 2O2 und 2O21 der definier¬ ten Bildpunktmenge 22 einige Bildpunkte 2O3 der Suchbereich- Bildpunktmenge 23 mitabgetastet, damit sämtliche Bildpunkte 2O2 und 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 erfaßt werden. Diese mitabgetasteten aber außerhalb des Umrisses 101 der de- finierten Bildpunktmenge 22 liegenden und nicht zu dieser Menge 22 gehörenden Bildpunkte 2O3 der Suchbereich-Bild¬ punktmenge 23 sind durch eine relativ feine Schraffur hervor¬ gehoben.As can be seen from FIG. 9, during the meandering scanning of the pixels 2O2 and 2O2 1 of the defined pixel set 22, some pixels 2O3 of the search area pixel set 23 are also sampled so that all pixels 2O2 and 2O21 of the defined pixel set 22 are detected. These co-sampled pixels 2O3 of the search area pixel set 23, which lie outside the outline 101 of the defined pixel set 22 and do not belong to this set 22, are highlighted by a relatively fine hatching.
Die Bildpunktwerte mitabgetasteter aber nicht zu einer Bild¬ punktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n gehörender Bild¬ punkte 20, sei es, daß sie außerhalb oder innerhalb des Um- risses 101 dieser Menge liegen, werden bei der Ermittlung der Abweichungswerte ignoriert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfah¬ ren treten vorteilhafterweise stets nur relativ wenige sol¬ cher Bildpunkte und in der Regel nur in der Nähe der Umriß- bildpunkte der betreffenden Bildpunktmenge auf, bei denen die Ignorierung ihrer Bildpunktwerte nicht aufwendig ist und kei¬ ne Probleme verursacht. Das Ignorieren von Bildpunkten er¬ folgt zweckmäßigerweise durch Maskieren dieser Punkte bei der VerarbeitungThe pixel values of pixels 20 that are also sampled but not belonging to a pixel set 22, 24, 25,... 2j,... Or 2n, be it that they are outside or inside the area. cracks 101 of this quantity are ignored when determining the deviation values. In the method according to the invention, advantageously only relatively few such pixels and generally only in the vicinity of the outline pixels of the relevant pixel set occur, where ignoring their pixel values is not complex and does not cause any problems. Pixels are expediently ignored by masking these points during processing
Es ist zweckmäßig, wenn die aus den beiden Bildpunktwerten jedes Paares einander zugeordneter Bildpunkte der vorbestimm¬ ten Bildpunktmenge 21 und einer Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 gebildeten be- stimmten Werte in der gleichen vorbestimmten Reihenfolge sum¬ miert werden, wie die Bildpunkte dieser beiden Mengen abgeta¬ stet werden.It is expedient if the specific values formed from the two pixel values of each pair of mutually assigned pixels of the predetermined pixel set 21 and a pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 are summed in the same predetermined order as the pixels of these two sets are scanned.
Die Größe des Objekts 10 bestimmt die Größe eines Speichers zur Speicherung der abgetasteten Bildpunktwerte und/oder dar¬ aus gebildeten bestimmten Werte. In dem Fall, daß ein ausrei¬ chend großer Speicher nicht zur Verfügung steht oder nicht zweckmäßig ist, beispielsweise im Hinblick auf eine Echtzeit¬ verarbeitung der Bildpunktwerte und daraus bestimmten Werte, kann vorteilhafterweise so vorgegangen werden, daß die ausge¬ wählte Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2--_ in eine oder mehrere disjunkte Bildpunkuntermengen derart unterteilt wird, daß die Bildpunkte aller dieser Untermengen sämtliche Bildpunkte der ausgewählten Bildpunktmenge ergeben.The size of the object 10 determines the size of a memory for storing the scanned pixel values and / or certain values formed therefrom. In the event that a sufficiently large memory is not available or is not expedient, for example with regard to real-time processing of the pixel values and values derived therefrom, the procedure can advantageously be such that the selected pixel set 21 of the predetermined one Image 2 --_ is subdivided into one or more disjunct image sub-sets such that the image points of all these sub-sets result in all image points of the selected image point set.
Durch jede Bildpunkt-Untermenge der ausgewählten Bildpunkt- menge 21 des vorbestimmten Bildes 2^ ist aufgrund der umkehr¬ bar eindeutigen Zuordnung zwischen den Bildpunkten 20 des vorbestimmten Bildes 2--_ und den Bildpunkten 20 jeder Bild- punktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 in dieser Bildpunktmenge 22, 23, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 je eine zugeordnete Bildpunkt-Unter¬ menge definiert.Each pixel subset of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2 ^ means, owing to the reversible, unambiguous association between the pixels 20 of the predetermined image 2 --_ and the pixels 20 of each pixel set 22, 24, 25,. ..2j, ... or 2n of the other image 22 in this pixel set 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 each defines an associated subset of pixels.
Für jedes Paar aus einer Bildpunkt-Untermenge der ausgewähl- ten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-j_ und der dieser Bildpunkt-Untermenge zugeordneten Bildpunkt-Untermenge jeder Bildpunktmenge 22, 23, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 wird jeweils durch Abtastung der Bildpunkte dieses Paares Bildpunkt-Untermengen je ein Untermengen-Abwei- chungswert ermittelt, der ein Maß für eine Abweichung zwi¬ schen den Bildpunktwerten dieses Paares Bildpunkt-Untermengen ist.For each pair of a pixel subset of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2- j _ and the pixel subset assigned to this pixel subset of each pixel set 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or In the other image 22, a subset deviation value is determined in each case by scanning the pixels of this pair of pixel subsets, which is a measure of a deviation between the pixel values of this pair of pixel subsets.
Schließlich wird für jede Bildpunktmenge 22, 23, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 der das Maß für die Ab¬ weichung zwischen den Bildpunktwerten dieser Bildpunktmenge 22, 23, 24, 25, ... 2j , ... 2n des anderen Bildes 22 und den Bildpunktwerten der ausgewählten Bildpunktmenge 21 des vorbe¬ stimmten Bildes 2-]_ bildende Abweichungswert Δ2, Δ4, Δ5, ... Δj, ... bzw. Δn durch Summation sämtlicher für diese Bild¬ punktmenge 22, 23, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 ermittelten Untermengen-Abweichungswerte gebildet.Finally, for each pixel set 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22, the measure of the deviation between the pixel values of this pixel set 22, 23, 24, 25,. .. 2j, ... 2n of the other image 22 and the pixel values of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2 -] _ forming deviation value Δ2, Δ 4 , Δ 5 , ... Δj, ... and Δ n formed by summation of all subset deviation values determined for this pixel set 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22.
Für die Untermengen-Abweichungswerte kann ein Zwischenergeb- nis-Speicher vorgesehen sein, in welchem diese Untermengen- Abweichungswerte als Zwischenergebnisse für die Weiterverar¬ beitung aufgehoben werden können.An intermediate result memory can be provided for the subset deviation values, in which these subset deviation values can be saved as intermediate results for further processing.
In der Figur 2 ist ein Beispiel einer Unterteilung der ausge- wählten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2--_ in zwei disjunkte Bildpunkt-Untermengen, die vereinigt wieder die ausgewählte Bildpunktmenge 21 ergeben, beispielhaft darge¬ stellt. Die Unterteilung ist durch eine waagerechte Linie 32 vollzogen. Sämtliche oberhalb dieser Linie 32 liegenden Bild- punkte 20-j_ und 2013_ der ausgewählten Bildpunktmenge 21 bilden eine obere Bildpunkt-Untermenge und sämtliche unterhalb der horizontalen Linie 32 liegenden Bildpunkte 20--_ und 20π der ausgewählten Bildpunktmenge 21 bilden eine untere Bildpunkt- Untermenge. Der oberen Bildpunkt-Untermenge der ausgewählten Bildpunktmenge 21 ist in der definierten Bildpunktmenge 22 und jeder weiteren Bildpunktmenge 22, 23, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n je eine obere Bildpunkt-Untermenge zugeordnet.FIG. 2 shows an example of a subdivision of the selected pixel set 21 of the predetermined image 2 --_ into two disjoint pixel subsets, which when combined again result in the selected pixel set 21. The division is carried out by a horizontal line 32. All above this line 32 lying pixels 20- j _ _ 13 and 20 of the selected set of pixels 21 form an upper pixel subset and all lying below the horizontal line 32 pixels 20 --_ and the 20π selected pixel set 21 form a lower pixel subset. The upper pixel subset of the selected pixel set 21 is each assigned an upper pixel subset in the defined pixel set 22 and each further pixel set 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n.
Die zugeordnete obere Bildpunkt-Untermenge der definierten Bildpunktmenge 22 besteht nach Figur 4 aus sämtlichen ober¬ halb der horizontalen Linie 32 liegenden Bildpunkten 2O22 und 2θ2i- Die zugeordnete obere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bildpunktmenge 24 besteht aus sämtlichen oberhalb der hori¬ zontalen Linie 35 in Figur 5 liegenden Bildpunkten 2O4 und 20 41- D:--e zugeordnete obere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bildpunktmenge 25 besteht aus sämtlichen oberhalb der hori- zontalen Linie 36 in Figur 6 liegenden Bildpunkten 205 undThe associated top pixel subset of the defined set of pixels 22 consisting of Figure 4 from all ober¬ half of the horizontal line 32 lying pixels 2O22 and 2 θ2i- the associated top pixel subset of the further set of pixels 24 consists of all above the hori¬ zontal line 35 Pixels 2O 4 and 20 41 - D: - e assigned to the upper pixel subset of the further pixel set 25 in FIG. 5 consist of all pixels 20 5 and lying above the horizontal line 36 in FIG
2O51. Die zugeordnete obere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bildpunktmenge 2j besteht aus sämtlichen oberhalb der hori¬ zontalen Linie 37 in Figur 7 liegenden Bildpunkten 20j und 20jι- Schließlich besteht die zugeordnete obere Bildpunkt- Untermenge der weiteren Bildpunktmenge 2n aus sämtlichen oberhalb der horizontalen Linie 38 in Figur 8 befindlichen Bildpunkten 20n und 20nι.2O5 1 . The assigned upper pixel subset of the further pixel set 2j consists of all pixels 20j and 20jι lying above the horizontal line 37 in FIG. 7. Finally, the assigned upper pixel subset of the further pixel set 2n consists of all above the horizontal line 38 in FIG 8 pixels 20 n and 20 n ι.
Entsprechend besteht die zugeordnete untere Bildpunkt-Unter- menge der definierten Bildpunktmenge 22 aus sämtlichen unter¬ halb der horizontalen Linie 32 in Figur 4 liegenden Bildpunk¬ ten 2O2 und 2O21, die zugeordnete untere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bildpunktmenge 24 aus sämtlichen unterhalb der Linie 35 in Figur 5 liegenden Bildpunkten 2O4 und 2O41, die zugeordnete untere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bild¬ punktmenge 25 aus sämtlichen unterhalb der horizontalen Linie 36 in Figur 6 liegenden Bildpunkten 2O5 und 2O51, die zuge¬ ordnete untere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bildpunkt¬ menge 20H aus sämtlichen unterhalb der horizontalen Linie 37 in Figur 7 liegenden Bildpunkten 20j und 20j^ und die zuge¬ ordnete untere Bildpunkt-Untermenge der weiteren Bildpunkt- menge 2n aus sämtlichen unterhalb der horizontalen Linie 38 in Figur 8 liegenden Bildpunkten 20n und 20nl.Correspondingly, the assigned lower pixel subset of the defined pixel set 22 consists of all pixels 2O2 and 2O2 1 lying below the horizontal line 32 in FIG. 4, the assigned lower pixel subset of the further pixel set 24 consists of all below the line 35 pixels 2O 4 and 2O 41 in FIG. 5, the assigned lower pixel subset of the further pixel set 25 from all the pixels 2O5 and 2O5 1 lying below the horizontal line 36 in FIG. 6, the assigned lower pixel subset of the further pixel set 20H from all the pixels 20j and 20j ^ below the horizontal line 37 in FIG. 7 and the assigned lower pixel subset of the further pixel set 2n from all the pixels 20 n and 20 nl lying below the horizontal line 38 in FIG. 8.
Die oberen Bildpunkt-Untermengen werden getrennt von den un- teren Bildpunkt-Untermengen abgetastet. Bei der in Figur 9 dargestellten beispielhaften mäanderförmigen Abtastung bedeu¬ tet dies, daß zwei voneinander getrennte maanderformige Abta¬ stungen vorgenommen werden, welche die horizontale Linie 32 nicht überschreiten, so daß nur die oberhalb der horizontalen Linie 32 liegenden Bildpunkte und getrennt davon nur die un¬ terhalb der horizontalen Linie 32 liegenden Bildpunkte 2O2 und 2O21 mäanderförmig abgetastet werden.The upper pixel subsets are scanned separately from the lower pixel subsets. In the exemplary meandering scanning shown in FIG. 9, this means that two separate meandering scans are carried out which do not exceed the horizontal line 32, so that only the pixels lying above the horizontal line 32 and separately from them only the un ¬ are sampled meandering terhalb the horizontal line 32 lying pixels 2O2 and 2O2. 1
Für jede Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n wird für die obere Bildpunkt-Untermenge ein Untermengen-Abwei¬ chungswert und getrennt davon für die untere Bildpunkt-Unter¬ menge ein Untermengen-Abweichungswert in der vorstehend be¬ schriebenen Art und Weise ermittelt. Der Abweichungswert für diese Bildpunktmenge 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... bzw. 2n er- gibt sich aus der Summe der beiden für diese Menge ermit¬ telten Untermengen-Abweichungswerte.For each pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n, a subset deviation value is given for the upper pixel subset and separately for the lower pixel subset a subset deviation value in the determined in the manner described above. The deviation value for this pixel set 22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n results from the sum of the two subset deviation values determined for this set.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens mit lokaler Akkumulation ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß für jede Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 je ein dieser Bildpunktmen¬ ge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n zugeordnetes Prozessorele¬ ment vorgesehen ist, dem die Bildpunktwerte der ausgewählten Bildpunktmenge 21 und die Bildpunktwerte der Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 zuführ¬ bar sind und das aus den zugeführten Bildpunktwerten die mittlere Abweichung Δ2, Δ4, Δ5, ... Δj , Δn zwischen den Bildpunktwerten der ausgewählten Bildpunktmenge 21 des vorbe¬ stimmten Bildes 2-]_ und den Bildpunktwerten der Bildpunktmenge 22, 24, 25, ... 2j , ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 berech¬ net. Lokale Akkumulation bedeutet, daß bei jedem Takt, mit dem die Bildpunktwerte der Bildpunkte jeder Bildpunktmenge des ande¬ ren Bildes 22 in den zugeordneten Prozessorelementen verar¬ beitet werden, jeweils nur ein Bildpunktwert jeder Bildpunkt- menge des anderen Bildes 22 zusammen mit dem zugeordnetenA device for carrying out the method according to the invention with local accumulation is advantageously designed such that for each pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22, one of these pixel sets 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n is assigned to the processor element, to which the pixel values of the selected pixel set 21 and the pixel values of the pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 zuführ¬ bar and from the input pixel values, the average deviation Δ2, Δ 4 Δ5, ... Aj, Δ n between the pixel values of the selected set of pixels 21 of the voted vorbe¬ image 2] _ and Pixel values of the pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 2 2 are calculated. Local accumulation means that with each cycle with which the pixel values of the pixels of each pixel set of the other image 22 are processed in the assigned processor elements, only one pixel value of each pixel set of the other image 22 together with the assigned one
Bildpunktwert der ausgewählten Bildpunktmenge des vorbestimm- ten Bildes 2-]_ verarbeitet wird, im Gegensatz zu einer globa¬ len Akkumulation, bei der bei jedem Takt sämtliche Bildpunkt- werte jeweils nur einer Bildpunktmenge des anderen Bildes 22 zusammen mit den zugeordneten Bildpunktwerten der ausgewähl¬ ten Bildpunktmenge des vorbestimmten Bildes 2--_ gleichzeitig verarbeitet werden, wobei für jeden Bildpunktwert der ausge¬ wählten Bildpunktmenge des vorbestimmten Bildes 2j_ bzw. jeder Bildpunktmenge des anderen Bildes 22 je ein Prozessorelement vorgesehen ist. Es sei darauf hingewiesen, daß lokale und globale Akkumulation bereits im Zusammenhang mit "Block- Matching-Verfahren" in Luc de Vos et al. : "Parameterizable VLSI Architectures for the Füll-Search Block-Matching Algo- rithm", IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. 36 No. 10, October 1989, S.1309 bis 1316 beschrieben ist. In diesem Dokument steht das "Type-1 Array" für globale und das "Type-2 Array" für lokale Akkumulation.Pixel value of the selected pixel set of the predetermined image 2- ] _ is processed, in contrast to a global accumulation, in which at each cycle all pixel values of only one pixel set of the other image 22 together with the assigned pixel values of the selected one th pixel amount of the predetermined image 2 --_ are processed simultaneously, a processor element being provided for each pixel value of the selected pixel amount of the predetermined image 2j_ or each pixel amount of the other image 22. It should be noted that local and global accumulation has already been described in connection with the "block matching method" in Luc de Vos et al. : "Parameterizable VLSI Architectures for the Füll-Search Block-Matching Algorithm", IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. 36 No. 10, October 1989, pp. 1309 to 1316. In this document, the "Type-1 Array" stands for global and the "Type-2 Array" for local accumulation.
Wird bei einer oben näher bezeichneten Vorrichtung mit loka- ler Akkumulation ein Prozessorelementenfeld aus matrixförmig in P Zeilen und Q Spalten angeordneten Prozessorelementen, d.h. ein Prozessorelementefeld mit PxQ Prozessorelementen verwendet, können PxQ Bildpunktmengen des anderen Bildes 22, einschließlich der definierten Bildpunktmenge dieses Bildes behandelt werden. Es ist dabei auch der Fall P = 1 oder Q =1 mit eingeschlossen, d.h. ein Prozessorelementefeld, das im erstgenannten Fall aus einer Q Prozessorelemente aufweisenden einzelnen Spalte und im zweitgenannten Fall aus einer P Pro¬ zessorelemente aufweisenden einzelnen Zeile besteht.If, in a device with local accumulation described in more detail above, a processor element array of processor elements arranged in a matrix in P rows and Q columns, i.e. Using a processor element array with PxQ processor elements, PxQ pixel sets of the other image 22, including the defined pixel set of this image, can be treated. The case P = 1 or Q = 1 is also included, i.e. a processor element field which in the former case consists of a single column having Q processor elements and in the second case consists of a single row having P processor elements.
Vorzugsweise steht jedes Prozessorelement nur mit den unmit¬ telbar benachbarten Prozessorelementen in Kommunikation, so daß die Kommunikation zwischen den Prozessorelementen nur lo¬ kal geschieht und ein sog. systolisches Prozessorelementefeld vorliegt. Die Datenzufuhr zum Prozessorelementefeld kann in diesem Fall nur vom Rand des Feldes aus stattfinden.Each processor element is preferably only in communication with the immediately adjacent processor elements, so that the communication between the processor elements is local and there is a so-called systolic processor element field. In this case, the data supply to the processor element field can only take place from the edge of the field.
In der Figur 10 ist beispielhaft eine derartige Vorrichtung mit lokaler Akkumulation schematisch dargestellt, die ein sy¬ stolisches Prozessorelementefeld 201 aus matrixförmig in bei¬ spielsweise vier Zeilen 30-j_ und beispielsweise vier Spalten 302 angeordneten und jeweils durch ein Quadrat dargestellten Prozessorelementen 200 aufweist, so daß insgesamt 16 Prozes¬ sorelemente 200 vorliegen und deshalb neben dem Abwei¬ chungswert Δ2 für die definierte Bildpunktmenge 22 noch die Abweichungswerte Δ4, Aς , ... Δj , ... Δn für fünfzehn weitere Bildpunktmengen 24, 25, ...2j, ... 2n ermittelt werden, wobei n = 18 gilt. In der Praxis ist aber in der Regel die Anzahl weiterer Bildpunktmengen und damit auch die Zahl n sowie die Anzahl der Prozessorelemente 200 im Prozessorelementefeld 201 wesentlich größer.In the figure 10, such a device with local accumulation is shown schematically by way of example, arranged a sy¬ stolisches processor element array 201 of a matrix form in spielsweise four lines 30- j _ and, for example, four columns 302 and having processor elements 200 shown in each case by a square, so that a total of 16 processor elements 200 are present and therefore, in addition to the deviation value Δ2 for the defined pixel set 22, the deviation values Δ 4 , Aς, ... Δj, ... Δ n for fifteen further pixel sets 24, 25, .. .2j, ... 2n are determined, where n = 18 applies. In practice, however, the number of further pixel sets and thus also the number n and the number of processor elements 200 in the processor element field 201 are generally much larger.
In der Figur 10 ist der besseren Unterscheidung wegen und le¬ diglich als Beispiel in jedes der sechzehn Prozessorelemente 200 das Bezugszeichen derjenigen Bildpunktmenge der sechzehn Bildpunktmengen 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 und 218 = 2n des anderen Bildes 22 eingetragen, die diesem Prozessorelement 200 umkehrbar ein¬ deutig zugeordnet sein soll.In FIG. 10, for the sake of better distinction and only as an example in each of the sixteen processor elements 200, the reference number for that pixel set of the sixteen pixel sets 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 and 218 = 2n of the other image 22, which should be reversibly uniquely assigned to this processor element 200.
Bei dieser beispielhaften Zuordnung ist nicht berücksichtigt, daß bei einem systolischen Prozessorelementefeld bei lokaler Akkumulation in benachbarten Prozessorelementen benachbarte Bildpunktmengen des anderen Bildes 22 behandelt werden, wobei benachbarte Bildpunktmengen jeweils zwei Bildpunktmengen sind, die auseinander durch eine definierte minimale Ver- Schiebung relativ zueinander hervorgehen. Die in der Figur 10 angegebene beispielhafte Zuordnung zwischen den Prozessorele¬ menten 200 und den Bildpunktmengen 22, 24 bis 2n = 218 des anderen Bildes 22 entspricht nicht der für diesen Zweck be¬ nutzten Standard-Konfiguration eines systolischen Prozes¬ sorelementefeldes 201.This exemplary assignment does not take into account the fact that in a systolic processor element field with local accumulation in neighboring processor elements, neighboring pixel sets of the other image 22 are treated, whereby neighboring pixel sets are each two pixel sets that result from one another by a defined minimal shift relative to one another. The exemplary assignment given in FIG. 10 between the processor elements 200 and the pixel sets 22, 24 to 2n = 218 des other image 22 does not correspond to the standard configuration of a systolic processor element field 201 used for this purpose.
Zur Berechnung der Abweichungswerte Δ2 bis Δn werden bei ei¬ nem systolischen Prozessorelementefeld 201 bei lokaler Akku¬ mulation vorteilhafterweise die Bildpunkte 20ι und 201:]_ der ausgewählten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2--_ und die diesen Bildpunkten 20-j_ und 20H zugeordneten Bild- punkte 2O2 und 2O21, 2O4 und 2O41, 2O5 und 205!, ... 20j und 20jι, ... bzw. 20n und 20nι der definierten und jeder weite¬ ren Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n jeweils in der gleichen Reihenfolge zeitlich nacheinander abgetastet. N for calculating the deviation values Δ2 to Δ in ei¬ nem systolic processor element array 201 at local Akku¬ advantageously the pixels 20ι and 20 1 mulation:] _ of the selected set of pixels 21 of the predetermined image 2 --_ and j these pixels 20 _ and 20H assigned pixels 2O2 and 2O21, 2O4 and 2O41, 2O5 and 205 !, ... 20j and 20jι, ... or 20 n and 20 n ι the defined and each further set of pixels 22, 24, 25 , ... 2j, ... or 2n each sequentially sampled in the same order.
Ein Beispiel einer derartigen zeitlich aufeinanderfolgenden Abtastung der Bildpunkte jeder Bildpunktmenge des vorbestimm¬ ten und anderen Bildes in einer bestimmten Reihenfolge ist die maanderformige Abtastung nach Figur 9 bezüglich der dort speziell dargestellten definierten Bildpunktmenge 22 des an- deren Bildes 22-An example of such a temporally successive scanning of the pixels of each pixel set of the predetermined and other image in a specific sequence is the meandering scanning according to FIG. 9 with respect to the defined pixel set 22 of the other image 22 shown there.
Bei einer solchen Abtastung ist es zweckmäßig, für jede Bild¬ punktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 die Bildpunktwerte jedes Bildpunktpaares, das aus einem Bildpunkt 20]_ oder 20H der ausgewählten Bildpunktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 2-j_ und dem diesem Bildpunkt 20-]_ oder 201:L umkehrbar eindeutig zugeordneten Bildpunkt 2O2 oder 2O21, 204 oder 2θ41; 2O5 oder 2O51, ... 20j oder 20jl7 ... bzw. 20n oder 20nl dieser Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 besteht, entsprechend paar¬ weise einander zugeordnet zur Verfügung zu stellen und ent¬ sprechend der vorgegebenen bestimmten Reihenfolge nach¬ einander in dem dieser Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 zugeordneten Prozessorelement 200 zum betreffenden Abweichungswert Δ2, Δ4, Δ5, ... Δj , ... bzw. Δn zu verarbeiten. In jedem Prozessorelement 200 werden zu diesem Zweck in der vorgegebenen bestimmten Reihenfolge nacheinander für jedes diesem Prozessorelement 200 zugeordnete Paar einander zuge¬ ordneter Bildpunktwerte beispielsweise jeweils die Differenz- betrage zwischen den beiden Bildpunktwerten dieses Paares ge¬ bildet und in dieser Reihenfolge nacheinander zum betref¬ fenden Abweichungswert aufsummiert. Prozessorelemente 200, die dies leisten, sind bekannt und werden nicht weiter be¬ schrieben.With such a scan, it is expedient for each pixel set 22, 24, 25,... 2j,... Or 2n of the other image 22 to have the pixel values of each pair of pixels that consist of a pixel 20 ] _ or 20H of the selected one Pixel set 21 of the predetermined image 2- j _ and that pixel 20 -] _ or 20 1: L reversibly uniquely assigned pixel 2O2 or 2O2 1 , 20 4 or 2θ4 1; 2O5 or 2O51, ... 20j or 20j l7 ... or 20 n or 20 nl of this pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22, correspondingly in pairs to be made available to one another and according to the predetermined specific sequence one after the other in the processor element 200 assigned to this pixel set 22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n of the other image 22 for the relevant deviation value Δ 2 , Δ 4 , Δ 5 , ... Δj, ... or Δ n to be processed. For this purpose, in each processor element 200 the difference between the two pixel values of this pair is successively formed for each pair of pixel values assigned to one another for each pair of processor elements 200 assigned to this processor element, and successively in this order Summed up deviation value. Processor elements 200 that achieve this are known and will not be described further.
Danach definiert die in jedem Prozessorelement 200 nach Addi¬ tion aller Differenzbeträge gewonnene Summe den Abwei¬ chungswert Δ2, Δ4, Δ5,...Δj, ... bzw. Δn der Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ...bzw. 2n des anderen Bildes 22, der die- ses Prozessorelement 200 zugeordnet ist.Thereafter, the sum obtained in each processor element 200 after addition of all difference amounts defines the deviation value Δ 2 , Δ 4 , Δ 5 , ... Δj, ... or Δ n of the pixel set 22, 24, 25, .. .2j, ... or. 2n of the other image 22, which is assigned to this processor element 200.
Die Berechnung der Abweichungswerte muß für jede Bildpunkt¬ menge 22, 24 bis 2n des anderen Bildes 22, soll sie eine Echtzeitberechnung sein, vor dem Erscheinen des auf das in Betracht stehende andere Bild 22 nächstfolgende Bild 2, in diesem Fall also vor dem Zeitpunkt tß, abgeschlossen sein.The calculation of the deviation values must be a real-time calculation for each pixel set 22, 24 to 2n of the other image 22, before the appearance of the image 2 next to the other image 22 in question, in this case before the time t ß , be completed.
Die Bildpunktwerte der Bildpunkte jeder Bildpunktmenge 22, 24, 25, ...2j, ... bzw. 2n des anderen Bildes 22 werden zur Berechnung der Differenzbeträge oder anderen bestimmten Werte zur Bildung der Abweichungswerte für jede dieser Bildpunkt¬ menge in einem eigens dafür vorgesehenen Speicher 202 ge¬ speichert, aus dem diese Bildpunktwerte so in die Prozes¬ sorelemente 200 übernommen werden können, daß in allen Pro- zessorelementen 200 gleichzeitig verarbeitet wird.The pixel values of the pixels of each pixel set 22, 24, 25,... 2j,... Or 2n of the other image 22 are used to calculate the difference amounts or other specific values to form the deviation values for each of these pixel sets in a special purpose provided memory 202, from which these pixel values can be transferred to processor elements 200 in such a way that processing takes place in all processor elements 200 simultaneously.
Dieser Speicher 202 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß in ihn die Bildpunktwertedaten wortseriell über ein oder einige Tore 202-LO eingelesen und zeilen- oder spaltenweise aus ihm ausgelesen werden. Es ist zweckmäßig, ausgehend von einer ersten Bildpunktmenge des anderen Bildes 22, beispielsweise der definierten Bild¬ punktmenge 22, die übrigen Bildpunktmengen 24, 25, ... 2j , ... 2n des anderen Bildes 22 nacheinander derart zu bilden, daß jede folgende Bildpunktmenge einer Verschiebung einer vorhergehenden Bildpunktmenge in einer bestimmten Richtung um einen bestimmten Betrag, beispielsweise um einen einzigen Bildpunkt, entspricht. Jeweils zwei derart aufeinanderfol¬ gende Bildpunktmengen sind im vorstehend definierten Sinn be- nachbarte Bildpunktmengen, die in benachbarten Prozes¬ sorelementen des systolischen Prozessorelementefeldes 201 be¬ handelt werden.This memory 202 is preferably designed in such a way that the pixel value data are read into it in series via one or a few gates 202-LO and are read out from it in rows or columns. It is expedient, starting from a first pixel set of the other image 22, for example the defined pixel set 22, to form the remaining pixel sets 24, 25, ... 2j, ... 2n of the other image 2 2 in succession in such a way that each the following pixel set corresponds to a shift of a previous pixel set in a certain direction by a certain amount, for example by a single pixel. In the sense defined above, two sets of image points which follow one another in this way are adjacent sets of image points which are treated in adjacent processor elements of the systolic processor element field 201.
Derart benachbarte Bildpunktmengen haben stets eine Anzahl Bildpunkte gemeinsam, und da die für die vorhergehende dieser beiden benachbarten Bildpunktmengen bereits ermittelten Bild¬ punktwerte dieser gemeinsamen Bildpunkte dann bereits für die nachfolgende Bildpunktmenge vorliegen, ist es zur Erhöhung der Rechengeschwindigkeit und Einsparung an Speicherkapazität vorteilhaft, die Bildpunktwerte der ersten Bildpunktmenge des anderen Bildes 22 und für jede folgende Bildpunktmenge dieses anderen Bildes 22 die Bildpunktwerte der mit der vorhergehen¬ den Bildpunktmenge gemeinsamen Bildpunkte dieser folgenden Bildpunktmenge vorübergehend in einem im folgenden als Über- lappspeicher bezeichneten Speicher 203 abzuspeichern.Such neighboring pixel sets always have a number of pixels in common, and since the pixel values of these common pixels already determined for the previous of these two neighboring pixel sets are then already available for the subsequent pixel set, it is advantageous to increase the computing speed and save storage capacity, the pixel values of the first pixel set of the other image 22 and for each subsequent pixel set of this other image 22, temporarily store the pixel values of the pixels of this following pixel set common to the previous pixel set in a memory 203, referred to below as an overlap memory.
Die für jede dieser Bildpunktmengen des anderen Bildes 22 im Überlappspeieher 203 abgepeicherten Bildpunktwerte stehen dem dieser Bilpunktmenge zugeordneten Prozessorelement 200 zur Weiterverarbeitung zur Verfügung und es müssen nur die noch nicht zur Verfügung stehenden und durch Abtastung zu ermit¬ telnden Bildpunktwerte dieser Bildpunktmenge für eine auf diese Bildpunktmenge folgendende Bildpunktmenge in dieses Prozessorelement 200 und in den Überlappspeicher 203 gelesen werden. Nur diese für eine Bildpunktmenge noch nicht zur Verfügung stehenden Bildpunktwerte müssen in dem Speicher 202 gespei¬ chert und von dort in die Prozessorelemente 200 und den Über¬ lappspeicher 203 gelesen werden. Der Speicher 202 muß aus diesem Grund nicht eine so große Speicherkapazität aufweisen, daß in ihm die Bildpunktwerte sämtlicher Bildpunkte 2O3 der Suchbereichs-Bildpunktmenge 23 einschließlich der Bildpunkte 2O2 und 2O21 der definierten Bildpunktmenge 22 des anderen Bildes 22 gespeichert werden können, sondern es genügt ein Teil davon.The pixel values stored in the overlap memory 203 for each of these pixel sets of the other image 22 are available to the processor element 200 assigned to this bil point set for further processing, and only those pixel values of this pixel set that are not yet available and to be determined by scanning have to be available for a pixel set on this pixel set following pixel amount can be read into this processor element 200 and in the overlap memory 203. Only those pixel values not yet available for a pixel set have to be stored in the memory 202 and read from there into the processor elements 200 and the overlap memory 203. For this reason, the memory 202 need not have such a large storage capacity that the pixel values of all the pixels 203 of the search area pixel set 23, including the pixels 202 and 202 1 of the defined pixel set 22 of the other image 22, can be stored, but it suffices Part of it.
Durch diese Vorgehensweise und diesen Aufbau kann die Spei¬ cherkapazität erheblich reduziert und die Rechengeschwindig¬ keit zur Ermittlung der Abweichungswerte beträchtlich erhöht werden.With this procedure and this structure, the storage capacity can be considerably reduced and the computing speed for determining the deviation values can be increased considerably.
Vorzugsweise ist das Prozessorelementefeld 200 als VLSI- Architektur (VLSI steht für Very Large Scale Integration ) auf einem Substrat 100 integriert, wobei vorteilhafterweise auch der Speicher 202 und der Überlappspeieher 203 mit auf dem Substrat 100 integriert werden. Auch ein oben genannter, aber nicht dargestellter Zwischenergebnisspeicher kann auf dem Substrat 100 integriert sein.The processor element array 200 is preferably integrated as a VLSI architecture (VLSI stands for Very Large Scale Integration) on a substrate 100, the memory 202 and the overlap memory 203 advantageously also being integrated on the substrate 100. An intermediate result storage mentioned above, but not shown, can also be integrated on the substrate 100.
Der Überlappspeicher 203 besteht vorzugsweise aus einem aus einzelnen, jeweils durch ein längliches Rechteck dargestell¬ ten Registern 203-]_o bestehenden Registerfeld das vorzugsweise zur Erleichterung der Kommunikation mit den Prozes¬ sorelementen 200 aus zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten 201]_, 2012 des Prozesεorelementefeldes 201 angeordne¬ ten Registerfeldabschnitten 203 und 2032 besteht.The overlap memory 203 preferably consists of a register field consisting of individual registers 203, each represented by an elongated rectangle, which, to facilitate communication with the processor elements 200, preferably consists of two mutually opposite sides 201 ] , 2012 of the processor element field 201 arranged register field sections 203 and 2032.
Der Speicher 202 ist dabei gegenüber einer zwischen den bei¬ den einander gegenüberliegenden Seiten 201-*_, 2012 liegenden dritten Seite 20I3 des Prozessorelementefeldes 201 angeordnet und weist auf seiner dieser dritten Seite 20I3 zugekehrten Ausgangsseite beispielsweise einen Multiplexer 202--_ auf. Das Laden des Speichers 202 mit Daten geschieht vorzugsweiεe von einem nicht auf dem Substrat 100 integrierten Speicher aus, der nicht dargestellt iεt.The memory 202 is arranged opposite a third side 20I3 of the processor element field 201 lying between the two opposite sides 201 - * _, 2012 and has, for example, a multiplexer 202 --_ on its output side facing this third side 20I3. The Loading of the memory 202 with data is preferably carried out from a memory which is not integrated on the substrate 100 and which is not shown.
In der Figur 10 sind zur Übertragung der Bildpunktwertedaten zu vergleichender Bildpunktmengen dienende Kommunikationε- leitungen zwischen dem Multiplexer 202-]_ des Speichers 202 und Registern 203-j_o der Registerfeldabεchnitte 203-j_ und 2032 so~ wie Prozessorelementen 200 des Prozessorelementefeldeε 201, zwischen Prozesεorelementen 200 des Prozesεorelementefeldes 201 und Registern 203χo der Registerfeldabschnitte 203--_ und 2032, zwischen Prozessorelementen 200 selbst und zwischen Re¬ gistern 203ιo selbst durch jeweils eine durchgezogene Verbin¬ dungslinie 5 zwischen diesen Bauteilen dargestellt, wobei ein Pfeil auf jeder dieser Linien 5 die Kommunikationsrichtung anzeigt und jede dieser Leitungen 5 eine bestimmte Bitbreite, beispielsweise eine Breite von 8 Bit aufweist.FIG. 10 shows communication lines between the multiplexer 202- ] _ of the memory 202 and registers 203-j_o of the register field sections 203-j_ and 2032 as well as processor elements 200 of the processor element field 201, between processor elements 200, for the transmission of the pixel value data to be compared of the processor element field 201 and registers 203 dero of the register field sections 203 --_ and 2032, between processor elements 200 themselves and between registers 203ιo themselves each represented by a solid connecting line 5 between these components, an arrow on each of these lines 5 indicating the direction of communication and each of these lines 5 has a certain bit width, for example a width of 8 bits.
Kommunikationsleitungen zu Zufuhr der Bildpunktwertedaten der einzelnen Bildpunkte 20-j_, 20-]_ι der ausgewählten Bild¬ punktmenge 21 des vorbestimmten Bildes 22 zu den Prozesεore¬ lementen 200 εind durch strichpunktierte Linien 6 darge¬ stellt, wobei auch hier ein Pfeil auf jeder Linie 6 die Kom¬ munikationsrichtung andeutet. Die Bildpunktwertedaten der einzelnen Bildpunkte 20χ, 20-j_--_ der ausgewählten Bildpunktmen¬ ge 21 des vorbestimmten Bildes 22 benötigen bei lokaler Akku¬ mulation keinen Speicher auf dem Substrat 100, da in jedem Taktzykluε nur der Bildpunktwert eines einzigen Bildpunktes 20-j_ oder 20H ^er ausgewählten Bildpunktmenge 21 des vorbe- stimmten Bildes 2-]_ für das ganze Prozessorelementefeld 201 benötigt wird, der aus einem nicht dargestellten externen Speicher geladen werden kann..Communication lines for supplying the pixel value data of the individual pixels 20- j _, 20- ] _ι of the selected pixel set 21 of the predetermined image 22 to the process elements 200 ε are represented by dash-dotted lines 6, with an arrow on each line also here 6 indicates the direction of communication. The pixel value data of the individual pixels 20χ, 20-j _ - _ of the selected pixel amount 21 of the predetermined image 2 2 do not require a memory on the substrate 100 in the case of local accumulation, since in each clock cycle only the pixel value of a single pixel 20- j _ or 20H ^ er selected pixel set 21 of the predetermined image 2- ] _ is required for the entire processor element field 201, which can be loaded from an external memory (not shown).
Darüberhinaus sind Kommunikationsleitungen zur Übertragung der in den Prozesεorelementen 200 ermittelten Abweichungswer¬ te aus den Prozessorelementen 200 zu einem Eingang 300--_ einer vorzugsweiεe auf dem Subεtrat 100 integrierten Komparator- einrichtung 300, die den kleinsten Abweichungswert durch Ver¬ gleich ermittelt und an einem Ausgang 3002 ausgibt, durch ge¬ strichelte Linien 7 dargestellt. Auch hier zeigt ein Pfeil die Kommunikationsrichtung an.In addition, communication lines for transmitting the deviation values determined in the processor elements 200 from the processor elements 200 to an input 300 --_ a comparator preferably integrated on the substrate 100 are device 300, which determines the smallest deviation value by comparison and outputs it at an output 3002, represented by dashed lines 7. Here too, an arrow indicates the direction of communication.
Es iεt auch vorzugsweise eine auf dem Substrat 100 inte¬ grierte, nicht dargestellte Steuereinheit vorzusehen, welche die Steuerungen für Speicherzugriffe und für eine Berech¬ nungssteuerung auszuführen hat und die überdies die vorhan- dene Information über den Umriß 101 des Objekts 10 verarbei¬ ten muß.It is also preferable to provide a control unit, not shown, which is integrated on the substrate 100 and which has to carry out the controls for memory accesses and for a calculation control and which also has to process the existing information about the outline 101 of the object 10 .
Die Größe des Überlappspeichers 203 bestimmt die in einem Durchlauf maximal behandelbare Objektgröße. Ist das Objekt größer, kann eine Unterteilung und Verarbeitung der durch dieseε Objekt bestimmten Bildpunktmengen in der oben be¬ schriebenen Art und Weise vorgenommen werden.The size of the overlap memory 203 determines the maximum object size that can be treated in one run. If the object is larger, the pixel sets determined by this object can be subdivided and processed in the manner described above.
Es ist vorteilhaft, den Speicher 202 möglichst groß zu wäh- len. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß auch für größere Objekte, bei denen mehrere Abtastdurchläufe durch das Prozessorelementefeld 201 notwendig sind, nur ein¬ mal Daten der Suchbereich-Bildpunktmenge 23 aus externen Speichern geladen werden müssen.It is advantageous to select the memory 202 as large as possible. In this way, the probability is increased that even for larger objects in which several scanning passes through the processor element field 201 are necessary, data of the search area pixel set 23 only has to be loaded from external memories.
Ab einer bestimmten Objektgröße bzw. ab einer bestimmten ma¬ ximalen Verschiebung aus der definierten Bildpunktmenge 22 läßt εich ein externes Nachladen der Daten jedoch nicht ver¬ meiden. Die Berechnungen mit den im Speicher 202 vorhandenen Daten werden dann zweckmäßigerweise so organisiert, daß mög¬ lichst schnell ein Teil dieses Speichers 202 freigegeben wer¬ den kann. So kann dann bereits mit dem Nachladen neuer Daten in diesen Speicher 202 angefangen werden, während noch mit den restlichen vorhandenen Daten in diesem Speicher 202 ge- rechnet wird. Dies kann zu einer erheblichen Verringerung der Anzahl von Leerzyklen beitragen. Bislang ist eine vollständige Suche zugrundegelegt, d.h. es werden alle oben definierten benachbarten Bildpunktmengen des anderen Bildes 22 behandelt. Da das Prozessorelementefeld 201 aus ebensovielen Prozeεεorelementen 200 besteht, wie solche benachbarten Bildpunktmengen des anderen Bildes 22 vorhanden sind, bedeutet eine vollständige Suche, daß jedes Prozesεor- element 200 deε Prozessorelementefeldes 201 εeinen Abwei- chungεwert berechnet.From a certain object size or a certain maximum shift out of the defined pixel set 22, however, an external reloading of the data cannot be avoided. The calculations with the data present in the memory 202 are then expediently organized in such a way that a part of this memory 202 can be released as quickly as possible. In this way, the reloading of new data into this memory 202 can already be started, while the remaining existing data in this memory 202 is still being used. This can significantly reduce the number of idle cycles. A complete search has hitherto been used as a basis, ie all the neighboring pixel sets of the other image 22 defined above are treated. Since the processor element field 201 consists of as many processor elements 200 as there are such neighboring pixel sets of the other image 22, a complete search means that each processor element 200 of the processor element field 201 calculates its deviation value.
Wie beim bekannten "Block-Matching-Verfahren" kann auch bei dem erfindungεgemäßen Verfahren bzw. der erfindungεgemäßen Vorrichtung eine nicht vollεtändige, d.h. aufwandsreduzierte Suche ausgeführt werden. Dies bedeutet, daß nicht alle Bild¬ punktmengen des anderen Bildes 22 berücksichtigt werden, d.h. die solchen nicht zu berücksichtigenden Bildpunktmengen zuge¬ ordneten Prozessorelemente 200 müssen keine Berechnungen durchführen. Solche Prozessorelemente 200 werden bei einer nicht vollständigen Suche während der Berechnung maskiert.As with the known "block matching method", an incomplete, i.e. effort-reduced search can be carried out. This means that not all pixel sets of the other image 22 are taken into account, i.e. the processor elements 200 assigned to such pixel sets not to be taken into account do not have to carry out any calculations. Such processor elements 200 are masked during an incomplete search during the calculation.
Es sind demnach zwei Arten von Maskierungen zu unterscheiden. Die erste Art ist die Maskierung des gesamten Prozesεorele- mentefeldes 201 zu bestimmten Zeitpunkten, mit welcher nicht zum Objekt gehörende Bildpunkte ausmaskiert werden. Die zwei¬ te Maskierungεart ist die ständige Maskierung einzelner Pro- zessorelemente 200, die nicht benötigten Bildpunktmengen des anderen Bildeε 22 zugeordnet εind.There are two types of masking. The first type is the masking of the entire process element field 201 at specific times, with which pixels which do not belong to the object are masked out. The second type of masking is the constant masking of individual processor elements 200, which are assigned to unnecessary pixel sets of the other image 22.
Alternativ zur lokalen Akkumulation kann bei der Erfindung auch globale Akkumulation angewendet werden. Auch bei der globalen Akkumulation kann ähnlich wie bei der lokalen Akku¬ mulation ein Prozeεεorelementefeld verwendet werden, daε bei- εpielεweiεe aus matrixförmig in Zeilen und Spalten ange¬ ordneten Prozessorelementen besteht und desεen Größe die Grö¬ ße des zu behandelnden Objekts bestimmt oder an die Größe des Objekts anzupasεen iεt. Bei der globalen Akkumulation werden die Bildpunktwerte sämt¬ licher Bildpunkte einer einzelnen Bildpunktmenge des anderen Bildes 22 gleichzeitig verarbeitet. Jedem Bildpunkt dieser Bildpunktmenge ist je ein Prozesεorelement deε Pro- zessorelementefeldeε zugeordnet. Daε Objekt 10 mit seinem Um¬ riß 101 bestimmt die Prozessorelemente, die zur Berechnung herangezogen werden. Es sind dies die Prozessorelemente, die einem Bildpunkt oder Umrißbildpunkt jeder durch dieses Objekt 10 und desεen Umriß 101 beεtimmten Bildpunktmenge deε vorbe- εtimmten Bildeε 2-]_ und anderen Bildeε 22 zugeordnet εind. Al¬ le übrigen Prozeεεorelemente, die einem außerhalb dieεer Bildpunktmenge liegenden Bildpunkt zugeordnet εind, müεεen während der Berechnung εtändig maεkiert werden. Dagegen müε¬ εen εämtliche Prozeεεorelemente, die Bildpunkten einer Bild- punktmenge zugeordnet εind und die aufgrund einer un¬ vollständigen Suche nicht zu berücksichtigen ist, momentan maskiert werden.As an alternative to local accumulation, global accumulation can also be used in the invention. Also in the case of global accumulation, similar to local accumulation, a processor element field can be used, for example, that consists of processor elements arranged in a matrix in rows and columns and whose size determines the size of the object to be treated or the size to adjust the object. In the global accumulation, the pixel values of all the pixels of a single pixel set of the other image 22 are processed simultaneously. A processor element of the processor element field is assigned to each pixel of this pixel set. The object 10 with its outline 101 determines the processor elements that are used for the calculation. These are the processor elements which are assigned to a picture element or outline picture element of each picture element set of the predetermined picture element 2- ] _ and other picture elements 22 determined by this object 10 and its contour 101. All other processor elements which are assigned to a pixel lying outside of this pixel set have to be continuously masked during the calculation. On the other hand, all processor elements which are assigned pixels to a set of pixels and which are not to be taken into account due to an incomplete search must currently be masked.
Für eine vollεtändige Suche für beliebige Objekte bietet daε Prozessorelementefeld mit lokaler Akkumulation gegenüber ei¬ nem Prozessorelementefeld mit globaler Akkumulation stetε die bessere Auslastung.For a complete search for any objects, the processor element field with local accumulation constantly offers better utilization than a processor element field with global accumulation.
Für eine beliebige Suche für beliebige Objekte erscheint das Prozessorelementefeld für lokale Akkumulation ebenfallε alε das günstigere. In der Tat bleiben hier, wenn auf die Maεkie- rung einzelner Prozeεsorelemente verzichtet wird, die Ergeb¬ nisse erhalten oder werden gar verbeεεert, wobei die Ausla¬ stung des Prozesεorelementefeldeε auf nahezu 100 % anεteigen kann. Bei Prozeεεorelementefeidern für globale Akkumulation jedoch kann auf die Maεkierung einzelner Prozeεεorelemente für die Definition der Objektumriεεe nicht verzichtet werden. Dies hat aber gleichzeitig zur Folge, daß die maximal zu er¬ reichende Auslaεtung deε Prozeεεorelementefeldeε stark von der Objektform abhängig ist. Der prinzipielle Architekturaufbau iεt bei eindimensionalen und bei zweidimensionalen Prozessorelementefeldern identisch. Wenn ein eindimensionales Prozessorelementefeld unter Berück¬ sichtigung der erreichbaren mittleren Auslaεtung auεreichend Rechenleiεtung zur Verfügung stellt, können auch die Vorteile von eindimensionalen gegenüber von zweidimensionalen Prozes¬ sorelementefeldern ausgenutzt werden.For any search for any objects, the processor element field for local accumulation also appears to be the cheaper one. In fact, if the masking of individual processor elements is dispensed with, the results are retained or even improved, whereby the utilization of the processor element field can increase to almost 100%. However, in the case of processor elements for global accumulation, the masking of individual processor elements for the definition of the object outline cannot be dispensed with. At the same time, however, this means that the maximum utilization of the processor element field is strongly dependent on the shape of the object. The basic architecture is identical for one-dimensional and two-dimensional processor element fields. If a one-dimensional processor element field provides sufficient computing power, taking into account the achievable mean utilization, the advantages of one-dimensional compared to two-dimensional processor element fields can also be exploited.
Es sei ein eindimensionaleε Prozeεεorelementefeld betrachtet, daε beiεpielsweise nur aus den Prozesεorelementen der am wei¬ testen links liegenden Spalte 302 deε Feldes 201 nach Figur 10 bestehe. Da bei einem solchen eindimenεionalen Prozeεεore- lementefeld eine direkte Verbindung zwiεchen den auf dem Subεtrat 100 integrierten Speichern 202 und 203 und jedem Prozeεεorelement 200 möglich iεt, da alle Prozeεεorelemente 200 am Rand deε Prozeεsorelementfeldes liegen, entstehen kei¬ ne Bedingungen mehr durch lokale Kommunikation, sondern es können in jedem Taktzyklus Daten spaltenweiεe oder zeilenwei¬ se aus diesen Speichern gelesen werden. Ein mäanderförmiger Datenfluß ist nicht notwendig. Dementsprechend entfällt auch die Maskierungsart, bei welcher das ganze Prozesεorelemente- feld in einzelnen Zyklen maεkiert wird, da dieεe Maεkierungε- art nur durch die lokale Kommunikation in den zweidimenεiona- len εyεtoliεchen Prozessorelementefeidern bedingt war.A one-dimensional processor element field is considered that, for example, consists only of the processor elements of the leftmost column 302 of the field 201 according to FIG. 10. Since in such a one-dimensional process element field, a direct connection between the memories 202 and 203 integrated on the substrate 100 and each processor element 200 is possible, since all processor elements 200 lie on the edge of the processor element field, no more conditions arise through local communication, but instead data can be read column by column or row by row from these memories in each clock cycle. A meandering flow of data is not necessary. Accordingly, the masking type, in which the entire processor element array is masked in individual cycles, is also omitted, since this type of masking was only caused by the local communication in the two-dimensional εyεtolic processor elements.
Wird ein eindimensionaleε Prozeεεorelementefeld mit bei- spielεweise P Prozesεorelementen mit lokaler Akkumulation verwendet, εo werden in einem Berechnungεdurchlauf P horizon¬ tal oder vertikal benachbarte Bildpunktmengen deε anderen Bildeε 22 ohne Auεlastungsverluεte für beliebige Objekte be¬ handelbar. Eine Maεkierung kann für einzelne Prozeεsorele- mente verwendet werden, wenn die zugehörige Bildpunktmenge nicht betrachtet werden muß. Das Unterlassen der Maskierung bewirkt aber lediglich, daß mehr Bildpunktmengen als erfor- derlich untersucht werden. Dies kann beim Algorithmusentwurf berücksichtigt werden. Wird ein eindimensionales Prozesεorelementefeld mit globaler Akkumulation verwendet, εo wird in einem Syεtemtaktzyklus ei¬ ne Zeile oder eine Spalte aus Bildpunkten einer Bildpunkt¬ menge behandelt. Auf die Maskierung einzelner Prozessorele¬ mente entsprechend der Objektform kann hier nicht verzichtet werden, da sie durch die Objektform vorgegeben wird. If a one-dimensional processor element field with, for example, P processor elements with local accumulation is used, P horizontal or vertically adjacent pixel sets of the other image 22 can be treated in a calculation run P without load losses for any objects. A marking can be used for individual process elements if the associated amount of pixels does not have to be considered. If the masking is not carried out, however, only the fact that more pixel sets than necessary are examined. This can be taken into account when designing the algorithm. If a one-dimensional processor element field with global accumulation is used, a line or a column of pixels of a pixel set is treated in one system cycle. The masking of individual processor elements in accordance with the object shape cannot be dispensed with here, since it is predetermined by the object shape.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Abschätzung einer Bewegung eineε Objekts in einer zeitlichen Folge (1) von aus Bildpunkten (20) zusammen- gesetzten Bildern (2) , wobei1. Method for estimating a movement of an object in a temporal sequence (1) of images (2) composed of pixels (20), wherein
- in jedem Bild (2) jeder Bildpunkt (20) je einen durch die¬ seε Bild (2) definierten Bildpunktwert aufweist und- In each image (2) each pixel (20) has a pixel value defined by this image (2) and
- die Bildpunkte (20) jeweils zweier Bilder (2) umkehrbar eindeutig einander zugeordnet sind, wobei - in einem vorbestimmten Bild (2-]_) eine Bildpunktmenge (21) ausgewählt wird, deren Bildpunkte (20^, 201;-_) ein gewähltes Objekt (10) und eine gewählte, das Objekt (10) umgebende Um¬ randung darstellen, wobei- The pixels (20) of two images (2) are reversibly uniquely assigned to each other, wherein - in a predetermined image (2- ] _) a pixel set (21) is selected, the pixels (20 ^, 20 1; -_) represent a selected object (10) and a selected border surrounding the object (10), wherein
- aufgrund der umkehrbar eindeutigen Zuordnung zwischen den Bildpunkten (20) des vorbestimmten Bildes (2-j_) und den Bild¬ punkten (20) jedeε anderen Bildeε (2) durch die ausgewählte Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes {2j ) in jedem anderen Bild (2) je eine Bildpunktmenge (22) definiert ist, deren Bildpunkte (202, 2O21) dieses Objekt (10) und diese Um- randung jeweils in der gleichen Form, Größe und Lage wie im vorbestimmten Bild (2^) darstellen, wobei- due to the reversible unambiguous association between the said predetermined image (2j _) and the Bild¬ pixels (20) points (20) jedeε other Bildeε (2) of the predetermined image {2j) in each of the selected set of pixels (21) another image (2) each has a set of pixels (22) whose pixels (202, 2021) represent this object (10) and this border each in the same shape, size and position as in the predetermined image (2 ^), in which
- in zumindest einem anderen Bild (22) eine Suchbereich-Bild¬ punktmenge (23) auε nicht in der definierten Bildpunktmenge- In at least one other image (22) a search area pixel set (23) other than the defined pixel set
(22) dieses anderen Bildes (22) enthaltenen Bildpunkten (2O3) definiert wird,(22) of this other image (22) containing pixels (2O 3 ) is defined,
- in diesem anderen Bild (22) neben der definierten Bild¬ punktmenge (22) eine oder mehrere unterεchiedliche, von der definierten Bildpunktmenge (22) verεchiedene weitere Bild¬ punktmengen (24, 25, ...2j, ...2n) derart bestimmt werden, daß - die Bildpunkte (2O4, 2O41; 205, 2051;...20j, 20j1,...20n, 20nι) jeder weiteren Bildpunktmenge (24, 25, ...2j, ...2n) um¬ kehrbar eindeutig den Bildpunkten (2O2, 2O21) der definierten Bildpunktmenge (22) zugeordnet sind und einen oder mehrere Bildpunkte (2O3) der Suchbereich-Bildpunktmenge (23) enthal- ten, und- In this other image (22), in addition to the defined pixel set (22), one or more different additional pixel sets (24, 25, ... 2j, ... 2n) different from the defined pixel set (22) it is determined that - the pixels (2O4, 2O 41 ; 20 5 , 20 51 ; ... 20j, 20j 1 , ... 20 n , 20 n ι) of every further pixel set (24, 25, ... 2j, ... 2n) reversibly clearly assigned to the pixels (2O2, 2O2 1 ) of the defined pixel set (22) and contain one or more pixels (2O3) of the search area pixel set (23), and
- jede weitere Bildpunktmenge (24, 25, ...2j , ...2n) jeweils das gewählte Objekt (10) und die gewählte Umrandung in diesem anderen Bild (2) zwar in der gleichen Form und Größe wie im vorbestimmten Bild (2-*_) aber in die Suchbereich-Bildpunkt¬ menge (23) hinein verεetzt darstellt, wobei- Each further set of pixels (24, 25, ... 2j, ... 2n) each the selected object (10) and the selected border in this shows another image (2) in the same shape and size as in the predetermined image (2 - * _) but offset into the search area pixel set (23), whereby
- für jede Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) des ande- ren Bildes (22) einschließlich der definierten Bildpunktmenge (22) je ein bestimmter Abweichungswert (Δ2, Δ4, Δ5, ...Δ-j, ... Δn) , der ein Maß für eine Abweichung der Bildpunktwerte die¬ ser Menge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) von den Bildpunktwerten der ausgewählten Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes (2-j_) ist, ermittelt,- For each pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) including the defined pixel set (22), a certain deviation value (Δ 2 , Δ 4 , Δ 5 , ... Δ- j , ... Δ n ), which is a measure of a deviation of the pixel values of this set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) from the pixel values of the selected pixel set ( 21) of the predetermined image (2-j_) is determined,
- aus den ermittelten Abweichungswerten (Δ2, Δ4, Δ5,...Δ j,...Δn) der relativ kleinste Abweichungswert (z.B. Δj) be¬ stimmt und- from the determined deviation values (Δ2, Δ 4 , Δ5, ... Δ j, ... Δ n ) the relatively smallest deviation value (eg Δj) is determined and
- die zum relativ kleinsten Abweichungεwert (Δj) gehörige Bildpunktmenge (2j) deε anderen Bildes (22) als die Lage des ausgewählten Objekts (10) im anderen Bild (22) definiert wird, in die sich dieses Objekt (10) aus seiner Lage im vor¬ bestimmten Bild (2-]_) bewegt hat, dadurch gekennzeichnet, daß - als Umrandung des gewählten Objekts (10) ein vorgegebener oder vorbestimmter Umriß (101) dieseε Objektε (10) εelbst verwendet wird, der das Objekt (10) unmittelbar begrenzt und durch Umrißbildpunkte (20n) definiert ist, die zu den Bild¬ punkten (20-]_, 20H)der ausgewählten Bildpunktmenge (21) deε vorbeεtimmten Bildes (2]_) gehören, wobei- The pixel quantity (2j) of the other image (22) belonging to the relatively smallest deviation value (Δj) is defined as the position of the selected object (10) in the other image (22), into which this object (10) is located from its position in vor¬ certain image (2- ] _) has moved, characterized in that - as a border of the selected object (10) a predetermined or predetermined outline (101) of this object (10) itself is used, which the object (10) directly limited and defined by outline pixels (20n) belonging to the pixels (20 -] _, 20H) of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2 ] _), where
- jede Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) des anderen Bildes (22) diesen Umriß (101) aufweist, der in dieser Bild¬ punktmenge (22, 24, 25, ...2j, ...2n) durch Umrißbildpunkte- Each pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) has this outline (101), which in this pixel set (22, 24, 25, ... 2j , ... 2n) by outline image points
(2O21, 2O41, 2θ51; ...20jι, .. -20nl) definiert ist, die zu den Bildpunkten (2O2, 2O21; 204, 2041; 2O5, 2051; ...20j ,(2O2 1 , 2O 41 , 2θ5 1; ... 20jι, .. -20 nl ) is defined, which corresponds to the pixels (2O2, 2O21; 20 4 , 20 41 ; 2O5, 20 51 ; ... 20j,
20j-]_;...20n, 20nl) dieser Menge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) ge¬ hören, daß20j- ] _; ... 20 n , 20 nl ) of this set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) heard that
- die Bildpunkte (20-j_, 20H) der ausgewählten Bildpunktmenge- The pixels (20-j_, 20H) of the selected pixel set
(21) deε vorbeεtimmten Bildeε (2-]_) und die Bildpunkte (2O2, 202ι; 204, 2041; 205, 2051; ...20j , 20j-_; ...20n, 20nl) einer(21) of the predetermined image (2 -] _) and the pixels (2O2, 20 2 ι; 20 4 , 20 41 ; 20 5 , 20 51 ; ... 20j, 20j- _; ... 20 n , 20 nl ) one
Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j , .. ,2n) des anderen BildesSet of pixels (22, 24, 25, ... 2j, .., 2n) of the other image
(22) auf ihre Bildpunktwerte hin abgetastet werden, daß - diese Abtastung im wesentlichen nicht über den durch die Umrißbildpunkte (2011#- 202ι; 2041; 2051; ...20ji; ...20nl) der jeweiligen Bildpunktmenge (21, 22, 24, 25, ...2j , ...2n) defi¬ nierten Umriß (101) deε Objekts (10) hinaus vorgenommen wird.(22) are scanned for their pixel values that - this scan does not substantially superior to the contour pixels (# 20 11 - ι 20 2; 20 41; 20 51; ... 20j i; ... 20 nl) of the respective set of pixels (21, 22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) defined outline (101) of the object (10) is made.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch2. The method according to claim 1, characterized by
Verwendung einer gleichen Anordnung der Bildpunkte (20) in verschiedenen Bildern (2) .Using the same arrangement of the pixels (20) in different images (2).
3 . Verfahren nach Anεpruch 1 oder 2 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h3rd Process according to claim 1 or 2, g e k e n n e e i c h n e t d u r c h
Verwendung einer gleichen Zahl Bildpunkte (20) in verεchiede- nen Bildern (2) .Using the same number of pixels (20) in different images (2).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anεprüche, gekennzeichnet durch4. The method according to any one of the preceding claims, characterized by
Verwendung einer Suchbereich-Bildpunktmenge (23) , die den Um¬ riß (101) der definierten Bildpunktmenge (22) deε anderen Bildes (22) vollständig umgibt.Use of a search area pixel set (23) which completely surrounds the outline (101) of the defined pixel set (22) of the other image (2 2 ).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
- für jedes auε einem Bildpunkt (20-j_, 20H) ^er auεgewählten Bildpunktmenge (21) und dem dieεem Bildpunkt (20-]_, 20--_--_) zu¬ geordneten Bildpunkt (2O2, 2O21; 204, 2041; 205, 2O51; ...20j , 20jι;...20n, 20nl) einer Bildpunktmenge (22, 24,- for each pixel (20-j_, 20H) ^ selected pixel set (21) and the pixel assigned to this pixel (20 -] _, 20 --_ - _) (2O2, 2O2 1 ; 20 4 , 20 41 ; 20 5 , 2O5 1 ; ... 20j, 20jι; ... 20 n , 20 nl ) of a pixel set (22, 24,
25, ...2j , ...2n) deε anderen Bildeε (22) bestehende Bildpunkt¬ paar - je ein von den beiden Bildpunktwerten dieseε Bildpunkt- paareε in vorbeεtimmter Weiεe abhängiger Wert beεtimmt wird, und daß25, ... 2j, ... 2n) of the other image pair (22) consisting of a pair of pixels - a value dependent on the two pixel values of this pair of pixels is determined in a predetermined manner, and that
- die für sämtliche Bildpunktpaare dieser beiden Mengen (21, 22; 21, 24; 21, 25,-...21, 2j ; 21, 2n) bestimmten Werte - zu einer den Abweichungswert (Δ2, Δ4, Δ5, ...Δj ...Δn) die¬ ser beiden Mengen (21, 22; 21, 24; 21, 25;...21, 2j ; 21, 2n) bildenden Summe kumuliert werden. - the values determined for all pixel pairs of these two sets (21, 22; 21, 24; 21, 25, -... 21, 2j; 21, 2n) - for one the deviation value (Δ2, Δ 4 , Δ5, .. .Δj ... Δ n ) of these two amounts (21, 22; 21, 24; 21, 25; ... 21, 2j; 21, 2n) forming a sum.
6. Verfahren nach Anεpruch 5, gekennzeichnet durch6. The method according to claim 5, characterized by
Verwendung des Differenzbetrags zwischen den beiden Bild- punktwerten eines Bildpunktpaares als der von diesen beiden Bildpunktwerten abhängige bestimmte Wert.Using the difference between the two pixel values of a pair of pixels as the specific value dependent on these two pixel values.
7. Verfahren nach Anεpruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß - die Bildpunkte (20-]_, 20H) der ausgewählten Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes (2-j_) und7. The method according to Anεpruch 5 or 6, characterized in that - the pixels (20- ] _, 20H) of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2-j_) and
- die diesen Bildpunkten (20-j_, 20-π) zugeordneten Bildpunkte (202, 2θ2i; 204, 2041; 2O5, 2θ5i;...20j, 20j1;...20n, 20nl) einer Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j, ...2n) des anderen Bildes (22)- The pixels (202, 2θ2i; 20 4 , 20 41 ; 2O5, 2θ5i; ... 20j, 20j 1 ; ... 20 n , 20 nl ) assigned to these pixels (20-j_, 20-π) of a pixel set ( 22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (2 2 )
- in ein und derselben vorbestimmten Reihenfolge nacheinander abgetastet werden.- Scanned one after the other in one and the same predetermined sequence.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß in jeder Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j, ...2n) des anderen Bildes (22) deren Bildpunkte (2O2, 2O21; 204, 2041; 2O5, 2O51; ...20j , 20jι; ...20n, 20n3_) in der gleichen vorbestimmten Reihenfolge abgetastet werden.8. The method according to claim 7, characterized in that in each pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) whose pixels (2O2, 2O2 1 ; 20 4 , 20 41 ; 2O5, 2O5 1 ; ... 20j, 20jι; ... 20 n , 20 n3 _) can be scanned in the same predetermined sequence.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Rei¬ henfolge, in der die Bildpunkte (201; 2011;- 2O2, 2O21; 204, 2041; 205, 2051; ...20j , 20j•-_;...20n, 20nl) einer Bildpunkt- menge (21, 22, 24, 25, ...2j , ...2n) abgetastet werden, durch ein mäanderförmiges Abtasten sämtlicher Bildpunkte (20-j_, 20lι; 202, 202ι; 204, 2041; 205, 2051; ...20j , 20j--_;...20n, 20nl) dieser Menge (21, 22, 24, 25, ...2j , ...2n) definiert ist.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the predetermined order in which the pixels (20 1; 20 11; - 2O2, 2O2 1 ; 20 4 , 20 41 ; 20 5 , 20 51 ; .. .20j, 20j • -_; ... 20 n , 20 nl ) of a pixel set (21, 22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) can be scanned by meandering scanning of all pixels ( 20- j _, 20 lι; 20 2 , 20 2 ι; 20 4 , 20 41 ; 20 5 , 20 51 ; ... 20j, 20j --_; ... 20 n , 20 nl ) of this quantity (21 , 22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) is defined.
10 . Verfahren nach Anspruch 7 , 8 oder 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die aus den beiden Bildpunktwerten jedes Paares einander zu¬ geordneter Bildpunkte der vorbestimmten Bildpunktmenge (21) und einer Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) des anderen Bildes (22) gebildeten beεtimmten Werte in der gleichen vor- beεtimmten Reihenfolge gebildet und εummiert werden, wie die Bildpunkte dieser beiden Mengen abgetastet werden.10th Method according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the determined values formed from the two pixel values of each pair of pixels of the predetermined pixel set (21) and a pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) in the same predetermined order are formed and summed up as the pixels of these two sets are scanned.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß beim Abtasten der Bildpunkte einer Bildpunktmenge (21, 22,11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when scanning the pixels of a pixel set (21, 22,
24, 25, ...2j, ...2n) ein Bildpunktwert eines abgetasteten, aber außerhalb des Umrisseε (101) dieser Menge (21, 22, 24,24, 25, ... 2j, ... 2n) a pixel value of a sampled, but outside the outline (101) of this set (21, 22, 24,
25, ...2j, ...2n) liegenden und damit nicht zu dieser Menge (21, 22, 24, 25, ...2j , ...2n) gehörenden Bildpunktes (20) bei der Ermittlung des diese Menge (21, 22, 24, 25, ...2j , ...2n) betreffenden Abweichungεwerteε ignoriert wird.25, ... 2j, ... 2n) and thus not belonging to this set (21, 22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) during the determination of this set ( 21, 22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) relevant deviation values is ignored.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - die auεgewählte Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bil¬ des (2-j_) in eine oder mehrere disjunkte Bildpunkt-Untermengen derart unterteilt wird, daß12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that - the selected pixel set (21) of the predetermined image (2- j _) is subdivided into one or more subjoint pixel subsets such that
- die Bildpunkte aller dieser Untermengen sämtliche Bild¬ punkte (20-j_, 20]_ι) der ausgewählten Bildpunktmenge (21) erge- ben, wobei- The pixels of all these subsets yield all pixels (20-j_, 20] _ι) of the selected pixel set (21), whereby
- durch jede Bildpunkt-Untermenge der ausgewählten Bildpunkt¬ menge (21) des vorbestimmten Bildes (2-]_) aufgrund der um¬ kehrbar eindeutigen Zuordnung zwischen den Bildpunkten (20) deε vorbeεtimmten Bildes (2-]_) und den Bildpunkten (20) jedes anderen Bildes (22) in der definierten und jeder weiteren- by each pixel subset of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2 -] _) due to the reversibly unique assignment between the pixels (20) of the predetermined image (2- ] _) and the pixels (20 ) each other image (2 2 ) in the defined one and each further one
Bildpunktmenge (22, 23, 24, 25,...2j,... bzw. 2n) dieses an¬ deren Bildes (22)Set of pixels (22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of this other image (22)
- je eine zugeordnete Bildpunkt-Untermenge definiert iεt, daß- Each associated pixel subset defines that
- für die definierte und jede weitere Bildpunktmenge (22, 23, 24, 25,...2j , ... bzw. 2n) deε anderen Bildeε (22) pro Bild¬ punkt-Untermenge der auεgewählten Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes (2-j_) und der dieser Bildpunkt-Untermenge zugeordneten Bildpunkt-Untermenge dieser Bildpunktmenge (22,- For the defined and each further pixel set (22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image (22) per pixel subset of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2- j _) and that of this pixel subset assigned pixel subset of this pixel set (22,
23, 24, 25, ...2j , ...bzw. 2n) des anderen Bildes (22) durch Abtastung der Bildpunkte dieser beiden Bildpunkt-Untermengen je ein Untermengen-Abweichungswert, der ein Maß für eine Ab- weichung der Bildpunktwerte dieεer zugeordneten Bildpunkt- Untermenge dieser Bildpunktmenge (22, 23, 24, 25, ...2j , ...bzw. 2n) des anderen Bildes (22) von den Bild¬ punktwerten dieser Bildpunkt-Untermenge der ausgewählten Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes (2-j_) ist, ermit- telt wird, und daß für die definierte und jede weitere Bildpunktmenge (22, 23,23, 24, 25, ... 2j, ... resp. 2n) of the other image (2 2 ) by scanning the pixels of these two pixel subsets, one subset deviation value each, which is a measure of a deviation of the pixel values of this assigned pixel subset of this pixel set (22, 23, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image (22) from the pixel values of this pixel subset of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2- j _) is determined, and that for the defined and each further pixel set (22, 23,
24, 25, ...2j , ...bzw. 2n) des anderen Bildes (22) der das Maß für die Abweichung zwischen den Bildpunktwerten dieser Bild¬ punktmenge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) des anderen Bildeε (22) und den Bildpunktwerten der auεgewählten Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes (2--_) bildende Abweichungswert (Δ2, Δ4, Δ5, ...Δj ...Δn) durch Summation sämtlicher für diese Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j, ...bzw. 2n) des anderen Bil¬ des (22) ermittelten Untermengen-Abweichungswerte gebildet wird.24, 25, ... 2j, ... resp. 2n) of the other image (22), which is the measure for the deviation between the pixel values of this pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) and the pixel values of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2 --_) forming deviation value (Δ2, Δ 4 , Δ5, ... Δj ... Δ n ) by summation of all for this pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image (22) determined subset deviation values is formed.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die definierte und alle weiteren Bildpunktmengen (22, 24, 25, ...2j, ... 2n) deε anderen Bildeε (22) gemeinsam die Suchbe¬ reich-Bildpunktmenge (23) bilden.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the defined and all further pixel sets (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) deε other Bildeε (22) together the search area pixel set ( 23) form.
14 Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nur für einen Teil der die Suchbereich-Bildpunktmenge (23) bildenden Bildpunktmengen (22, 24, 25, ...2j, ... 2n) des anderen Bildes (22) die Abweichungswerte ermittelt und aus dieser unvollständigen Zahl an Abweichungswerten der re¬ lativ kleinste Abweichungswert bestimmt wird.14. The method according to claim 13, characterized in that the deviation values are determined only for a part of the pixel sets (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) forming the search area pixel set (23) and the relatively smallest deviation value is determined from this incomplete number of deviation values.
15. Vorrichtung zur Durchführung eineε Verfahrenε nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet , daß für jede Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) des anderen15. Device for carrying out a method according to one of the preceding claims, characterized in that for each set of pixels (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other
Bildes (22) je ein Prozesεorelement (200) vorgeεehen iεt,A processor element (200) is provided for each image (22),
- dem die Bildpunktwerte der ausgewählten Bildpunktmenge (21) und die Bildpunktwerte der Bildpunktmenge (22, 24,- To which the pixel values of the selected pixel set (21) and the pixel values of the pixel set (22, 24,
25, ...2j , ...2n) des anderen Bildes (22) zuführbar sind, und25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) can be fed, and
- das aus den zugeführten Bildpunktwerten den Abweichungswert (Δ2, Δ4, Δ5, ...Δj , ...Δn) zwiεchen den Bildpunktwerten der auεgewählten Bildpunktmenge (21) deε vorbestimmten Bildes (2-]_) und den Bildpunktwerten der Bildpunktmenge (22, 24, 25, ...2j , ...2n) des anderen Bildeε (22) berechnet.- that from the supplied pixel values of the deviation value (Δ2, Δ 4 Δ5, ... Aj, ... Δ n) zwiεchen the pixel values of the auεgewählten set of pixels (21) deε predetermined image (2-] _) and the pixel values of the pixel amount (22, 24, 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) is calculated.
16. Vorrichtung zur Durchführung eineε Verfahrenε nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Bildpunkt (20-j_, 20H) der auεgewählten Bildpunkt¬ menge (21) des vorbestimmten Bildes (2--J je ein Prozesεore¬ lement (200) vorgesehen ist,16. Device for carrying out a method according to one of the preceding claims, characterized in that for each pixel (20-j_, 20H) of the selected pixel set (21) of the predetermined image (2 - J, one process element each (200 ) is provided,
- dem für jede Bildpunktmenge (22, 24, 25,...2j , ... bzw.2n) des anderen Bildes (22) die beiden Bildpunktwerte dieses- the two pixel values for each pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image (22)
Bildpunktes (20]_, 20π) der auεgewählten Bildpunktmenge (21) und deε diesem Bildpunkt zugeordneten Bildpunktes (2O2, 2O21; 204, 2041; 205, 2O51; ...20j, 20jι; ... bzw. 20n, 20nl) die¬ ser Bildpunktmenge (22, 24, 25,...2j , ... bzw.2n) des anderen Bildes (22) zuführbar sind, und daßPixel (20] _, 20π) of the selected pixel set (21) and the pixel assigned to this pixel (2O2, 2O2 1 ; 20 4 , 20 41 ; 20 5 , 2O5 1 ; ... 20j, 20jι; ... or 20 n , 20 nl ) of this pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image (2 2 ) can be fed, and that
- alle diese Prozessorelemente (200) zusammen für diese Bild¬ punktmenge (22, 24, 25,...2j , ... bzw.2n) des anderen Bildes- All of these processor elements (200) together for this pixel set (22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image
(22 ) ( 2 2 )
- aus den ihnen zugeführten Bildpunktwerten den Abweichungs- wert (Δ2, Δ4, Δ5, ...Δj, ... bzw. Δn) zwischen den Bildpunkt¬ werten der ausgewählten Bildpunktmenge (21) des vorbestimmten Bildes (2--_) und den Bildpunktwerten dieser Bildpunktmenge- from the pixel values supplied to them the deviation value (Δ2, Δ 4 , Δ5, ... Δj, ... or Δ n ) between the pixel values of the selected pixel quantity (21) of the predetermined image (2 --_ ) and the pixel values of this pixel set
(22, 24, 25, ...2j , ...bzw. 2n) des anderen Bildes (22) berech¬ nen.(22, 24, 25, ... 2j, ... or 2n) of the other image (22).
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Prozesεorelemente (200) matrixförmig in Zeilen (30-j_) und Spalten (302) angeord¬ net sind.17. The apparatus of claim 15 or 16, characterized in that the processor elements (200) are arranged in a matrix in rows (30-j_) and columns (302).
18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Prozessorelemente (200) in einer einzelnen Reihe (30-*_ oder 3O2) angeordnet sind.18. The apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the processor elements (200) are arranged in a single row (30 - * _ or 3O2).
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prozeεsorelement (200) nur mit unmittelbar benachbarten Prozessorelementen (200) in Kommunikation steht.19. The apparatus of claim 17 or 18, characterized in that each processor element (200) is only in communication with immediately adjacent processor elements (200).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Prozessorelemente (200) auf einem gemeinsamen Substrat (100) integriert sind.20. Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the processor elements (200) are integrated on a common substrate (100).
21.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (100) ein Speicher (202) zum Speichern von Bildpunktwerten abgetasteter Bildpunkte (202/ 2O21; 2O4, 2041; 205, 2O51; ... 20j, 20j-j_; ... 20n, 20nι) einer Bild- punktmenge (22, 24, 25, ...2j, .. ,2n) des anderen Bildes (22) integriert ist.21.Device according to claim 20, characterized in that on the substrate (100) a memory (202) for storing pixel values of sampled pixels (202 / 2O2 1 ; 2O 4 , 20 41 ; 20 5 , 2O51; ... 20j, 20j-j_; ... 20 n , 20 n ι) of a pixel set (22, 24, 25, ... 2j, .., 2n) of the other image (2 2 ) is integrated.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (100) ein Überlappspeicher (203) integriert ist, in welchem bezüglich jeweils zweier zeitlich nacheinan¬ der abgetasteter Bildpunktmengen die Bildpunktwerte derjeni¬ gen abgetasteten Bildpunkte der zuerst abgetaεteten Bild¬ punktmenge, die dieεe Bildpunktmenge mit der nachfolgenden Bildpunktmenge gemeinεam hat, für die Ermittlung deε Abwei- chungswertes der nachfolgenden Bildpunktmenge speicherbar sind. 22. Apparatus according to claim 20 or 21, characterized in that an overlap memory (203) is integrated on the substrate (100), in which the pixel values of the pixels scanned from the first scanned pixels are referenced with respect to two time-sequentially scanned pixel sets Point set that this pixel set has in common with the subsequent pixel set can be stored for determining the deviation value of the subsequent pixel set.
23. Verfahren nach Anspruch 14 zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 15 und einem der Ansprüche 17 biε 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungεwerte nacheinander durch aufeinanderfol- gendeε Abtasten sämtlicher die Suchbereich-Bildpunktmenge (23) bildenden Bildpunktmengen (22, 24, 25, ... 2j , ... 2n) des anderen Bildes (22) ermittelt werden, wobei - jedes Prozessorelement (200) , das einer Bildpunktmenge zu¬ geordnet iεt, deεεen Abweichungεwert zur Beεtimmung deε rela¬ tiv kleinsten Abweichungswertes heranzuziehen ist, den Abwei¬ chungswert dieser Bildpunktmenge berechnet, und23. The method according to claim 14 for operating a device according to claim 15 or claim 15 and one of claims 17 to 22, characterized in that the deviation values successively by successive scanning of all the pixel sets (22, 24) forming the search area pixel set (23) , 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) are determined, wherein - each processor element (200), which is assigned to a pixel set, its deviation value is to be used to determine the relatively smallest deviation value , calculates the deviation value of this pixel set, and
- jedes Prozessorelement (200) , das einer Bildpunktmenge zu- geordnet ist, dessen Abweichungswert nicht zur Bestimmung des relativ kleinsten Abweichungεwerteε heranzuziehen ist, keine Berechnungen ausführt.- Each processor element (200) that is assigned to a pixel set whose deviation value cannot be used to determine the relatively smallest deviation value does not carry out any calculations.
24. Verfahren nach Anεpruch 14 zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 16 oder Anspruch 16 und einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungswerte nacheinander durch aufeinanderfol¬ gendes Abtasten sämtlicher die Suchbereich-Bildpunktmenge (23) bildenden Bildpunktmengen (22, 24, 25, ... 2j , ... 2n) des anderen Bildes (22) ermittelt werden, wobei24. The method according to claim 14 for operating a device according to claim 16 or claim 16 and one of claims 17 to 22, characterized in that the deviation values are successively scanned by successively scanning all the pixel sets (22, 24) forming the search area pixel set (23) , 25, ... 2j, ... 2n) of the other image (22) can be determined, whereby
- für jede Bildpunktmenge, deren Abweichungswert zur Bestim¬ mung des relativ kleinsten Abweichungswertes heranzuziehen iεt, die den Bildpunkten dieεer Bildpunktmenge zugeordneten Prozeεεorelemente (200) den Abweichungεwert dieεer Bildpunkt¬ menge berechnen, undfor each pixel set whose deviation value can be used to determine the relatively smallest deviation value, the processor elements (200) assigned to the pixels of this pixel set calculate the deviation value of this pixel set, and
- für jede Bildpunktmenge, deren Abweichungεwert nicht zur Beεtimmung des relativ kleinsten Abweichungswertes heranzu- ziehen ist, die den Bildpunkten dieser Bildpunktmenge zuge¬ ordneten Prozeεεorelemente (200) keine Berechnungen auεfüh- ren. - For each pixel set whose deviation value cannot be used to determine the relatively smallest deviation value, the processor elements (200) assigned to the pixel of this pixel set do not perform any calculations.
25. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anεpruch 21 oder Anεpruch 21 und Anεpruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß während eineε Auεleεenε von im Speicher (202) gespeicher¬ ten Bildpunktwerten einer Bildpunktmenge aus dem Speicher (202) Bildpunktwerte einer auf diese Bildpunktmenge folgenden Bildpunktmenge in den Speicher (202) eingelesen werden. 25. A method for operating a device according to claim 21 or claim 21 and claim 22, characterized in that during a reading of pixel values of a pixel set stored in the memory (202) from the memory (202), pixel values of a pixel set following this pixel set in the memory (202) can be read.
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EP0665507A1 (en) * 1994-01-14 1995-08-02 Hughes Aircraft Company Position and orientation estimation neural network system and method

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EP0665507A1 (en) * 1994-01-14 1995-08-02 Hughes Aircraft Company Position and orientation estimation neural network system and method

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