DE3412503A1 - Verfahren und vorrichtung zur auswertung eines mit einem bildwandler erfassten videobildes - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung eines mit einem
• Bildwandler erfaßten Videobildes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswertung eines mit einem Bildwandler erfaßten Videobildes und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Es ist bekannt, zur automatischen Sichtkontrolle von ':Jerkstücken, Blechen etc. digitale Systeme mit Echtzeitverarbeitung von Videosignalen einzusetzen. Diese Systeme werten die digitalisierten diskreten Ausgangs signale der Bildpunkte eines Bildwandlers (Fernsehkamera bzw. CCD-Zeilenkamera) mit Hilfe eines digitalen Vergleichs der Helligkeits- oder Farbwerte des Bildpunktes aus. Dabei muß sowohl ein horizontaler als auch ein vertikaler Bildpunktvergleich durchgeführt werden. Mit dem Bildpunktvergleich soll erreicht werden, sprunghafte Änderungen der Signalamplitude benachbarter, diskreter Bildpunkte der Bildmatrix durch Differenzbildung zu erfassen. Diese Auswertung der Bildmatrix sollte auch bei der Kontrolle von bewegten Objekten ohne große Verzögerung durchgeführt werden, damit eine sichere Erkennung von Änderungen der Signalamplitude erreicht werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung eines mit einem Bildwandler erfaßten Videobildes zu schaffen, mit dem die Auswertung in Echtzeit, d. h. während des Auslesens der Bildpunkte aus dem Bildwandler (Fernsehkamera) erfolgt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Verfahren der eingangs genannten Art die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß innerhalb der Dauer eines Auslesetaktes eines Bildpunktes - wobei das Auslesen in der Reihenfolge der horizontal nebeneinanderliegenden Bildpunkte einer Bildzeile erfolgt - die komplette Auswertung mit horizontalem und vertikalem Bildpunlçtvergleich durchgeführt wird.
• Eine entsprechende Taktzustandssteuerung sorgt in vorteilhafter Weise dafür, daß in der ersten Hälfte der Periode des Auslesetaktes die horizontal nebeneinanderliegenden Bildpunkte und in der zweiten Hälfte die vertikal übereinanderliegenden Bildpunkte miteinander verglichen werden.
• Mit der im Anspruch 3 angegebenen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch Verknüpfung eines Schreib-Lese-Speichers und eines Zwischenregisters die erforderlichen Bildpunktsignale für den Bildpunktvergleich zur Verfügung gestellt und können in einfacher Weise in einem Subtrahierbaustein ausgewertet werden. Am Ausgang des Subtrahierbausteins erscheint somit bei Abweichung der miteinander verglichenen Signale aufgrund der Differenzbildung ein Ausgangssignal, mit dem das Videobild ausgewertet werden kann.
• Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert, wobei Figur 1 eine Bildmatrix der digitalisierten diskreten Bildpunkte des Bildwandlers, Figur 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des Bildpunktvergleichs und Figur 3 ein Taktdiagramm der in der Schaltungsanordnung auftretenden Takt- und Bildpunktsignale darstellen.
• Bei derwin der Figur 1 dargestellten Bildmatrix sind insgesamt yN Bildzeilen und XN Spalten eines hier nicht gezeigten Bildandlers dargestellt. Zur Erläuterung der Funktion des Verfahrens sind in der Zeile y, jeweils die zu den Spalten Xm1 und Xin gehörenden Bildpunkte und in der Zeile Yn 1 der Bildpunkt xm besonders herausgehoben.
• Die von diesen Bildpunkten abgegebenen Digitalsignale werden in einem Bildpunktvergleich 1 (horizontaler Bildpunktvergleich) und in einem Bildpunktvergleich 2 (-. rtikaler Bildpunktvergleich) ausgewertet. Bei der vollständigen Auswertung wird jeder aktuelle Bildpunkt des Bildwandlers während des vertikalen Bildpunktvergleichs 2 mit dem entsprechenden Bildpunkt der vorangegangenen Zeile verglichen. Der horizontale Bildpunktvergleich 1 erfordert die Abspeicherung und Verzögerung des aktuellen Bildpunktsignals für die Dauer einer Periode AT eines Auslesetaktes für einen Bildpunkt (vergleiche Figur 3). Der vertikale Bildpunktvergleich 2 erfordert die zeilenweise Abspeicherung und Verzögerung der ausgelesenen Bildpunktsignale. Der horizontale und der vertikale Bildpunktvergleich 1 bzw. 2 werden nacheinander innerhalb einer Periode AT des Auslesetakts durchgeführt.
• In der Schaltungsanordnung nach der Figur 2 liegt an einem Eingang 20 eines Schreib-Lese-Speichers RAM das åeweilige Bildpunktsignal an. An einem Adreßeingang 21 liegt die zu dem jeweiligen Bildpunkt gehörende Adresse Adr und an einem Takteingang 22 liegt der Schreib-Lese-Takt E an, die von einer hier nicht dargestellten Taktzustandssteuerung bereitgestellt werden. Die Taktzustandssteuerung an den Eingängen 21 und 22 ermöglicht es, mit Hilfe des Schreib-Lese-Speichers RAM (Speicherkapazität mindestens für eine Bildzeile) die entsprechenden Bildpunktsignale für die Auswertung bereitzustellen. Der Schreib-Lese-Speicher RAM im dargestellten Ausführungsbeispiel hat 2048 8 Bit Speicherkapazität, wobei Bildzeilen mit 2048 Rildpunkten, die mit 8 Bit Tiefe digitalisiert sind, verarbeitet werden können. Bei dem Adreßsignal Adr kann es sich beispielsweise um eine 10 Bitadresse handeln. Beispielsweise ist hier der Bildpunkt xm, n-1 (vergleiche Figur 1) im Schreib-Lese-Speicher RAM unter dem Adreßsignal Adr(m) als Bildpunktsignal der vorherigen Zeile Yn 1 abgespeichert. Das Adreßsignal Adr(m) und der aktuelle Bildpunkt xm, yn sind gleichzeitig für die Dauer einer Periode AT des Auslesetaktes am Schreib-Lese-Speicher RAM angelegt. Durch den Schreib-Lese-Befehl WE am Eingang 22 wird während des Anliegens des Adreßsignals Adr(m) das abgespeicherte Bildpunktsignal xm, yn-1 aus dem Schreib-Lese-Speicher RAM ausgelesen, das aktuelle Bildpunktsignal xm, Yn eingeschrieben und anschließend wieder ausgelesen.
• Der Ausgang des Schreib-Lese-Speichers RAM ist mit einem Eingang 23 eines Zwischenregisters ZR verbunden, der einen Takteingang 24 aufweist, an dem ein Taktsignal TR anliegt. Das Zwischenregister ZR bewirkt, daß jedesmal, wenn ein Bildpunktsignal aus dem Schreib-Lese-Speicher RAM ausgelesen ist, durch den Takt TR dieses Bildpunktsignal in das Zwischenregister ZR übernommen wird. Der Ausgang des Zwischenregisters ZR ist mit einem zweiten Eingang B eines Subtrahierbausteins SU verbunden; an einem ersten Eingang A liegt das aktuelle Bildpunktsignal an, welches am Eingang 20 des Schreib-Lese-Speichers RAN ansteht. An einem Ausgang 25 des Subtrahierbausteins SU steht das Differenzsignal F aus den Bildpunktsignalen an den Eingängen A und B an, das nach der Beziehung gebildet ist.
• Im Signaldiagramm nach der Figur 3 ist oben der Auslesetakt dargestellt, dessen eine Periode AT in eine erste Hälfte AT1 und in eine zweite Hälfte AT2 unterteilt ist.
• Während der jeweiligen Perioden des Auslesetakts liegen die Adreßsignale Adr entsprechend m-1, m, m+1 an. Diesen Adreßsignalen Adr sind jeweils aktuelle Bildpunktsignale xm-1, yn; xm, yn; xm+1, yn jeweils einer Bildzeile yn zugeordnet. Mit den Schreib-Lese-Befehlen WE werden die Zustände "Lesen" und "Schreiben" des Schreib-Lese-Speichers FAM gesteuert, so daß die jeweils darunter gezeigten Bildpunkt signale am Ausgang des Schreib-Lese-Speichers RAN anliegen. Beim Auslesen aus dem Schreib-Lese-Speicher RAM wird nach Ablauf der Zeit tAA bzw. tWR mit dem Takt TR das jeweilige Bildpunktsignal in das Zwischenregister ZR übernommen, so daß am Ausgang des Zwischenregisters ZR die in der vorletzten Reihe dargestellten Bildpunktsignale erscheinen. Nach dem Vergleich bzw. der Differenzbildung im Subtrahierbaustein SU werden die in der letzten Reihe dargestellten Horizontal- bzw. Vertikalvergleiche 1 bzw. 2 durchgeführt. Beispielsweise wird in der ersten Hälfte AT1 der Periode At des Auslesetakts iil der Darstellung nach der Figur 3 der Horinzontalvergliehc 1 zwischen den Bildpunkten xm-1, Yn und xm, yn durchgeführt.
• In der zweiten Hälfte AT2 der Periode AT des Auslesetakts wird der Vertikalvergleich 2 zwischen den Bildpunkten xm, und und xm, yn durchgeführt. Somit ist eine Echtzeitauswertung der Bildpunktsignale mit Horizontal- und Vertikalvergleich während eines Auslesetaktes der Bildpunktsignale mit der dargestellten Schaltungsanordnung und nach dem dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht.
• 3 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Auswertung eines mit einem Bildwandler erfaßten Videobildes, bei dem - das Videobild diskrete Bildpunkte aufweist, - jeder Bildpunkt ein seinem Helligkeits- und/oder Farbwert entsprechendes Digitalsignal erzeugt - und ein Vergleich der Digitalsignale der horizontal und/oder vertikal nebeneinanderliegenden Bildpunkte (xm, yn; xm-1, yn; xm, yn-1) durchgeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - der horizontale und vertikale Bildpunktvergleich (1, 2) innerhalb der Periode (AT) eines Auslesetaktes für jewei].s einen in einer Bildzeile liegenden Bildpunkt (xm, yn) durchgeführt werden, wobei - beim horizontalen Vergleich (1) das Digitalsignal des jeweils ersten Bildpunktes (Xm 1 n bis zum Vergleich mit dem jeweils zweiten Bildpunkt (xm, Yn) gespeichert wird und - beim vertikalen Vergleich (2) die Signale aller horizontal nebeneinanderliegenden Bildpunkte (yn-1) einer Bildzeile gespeichert werden und die jeweils vertikal übereinanderliegenden Bildpunkte (xm, yn; xm, yn-1) miteinander verglichen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß - mit einer Taktzustandssteuerung in der ersten @ Hälfte (AT1) der Periode (AT) des Auslesetaktes die horizontal nebeneinanderliegenden Bildpunkte (xm, yn; xm-1, und in der zweiten Hälfte (AT2) der Periode (AT) des Auslesetaktes die vertikal übereinanderliegenden Bildpunkte (xm, yn; xm, yn-1) miteinander verglichen werden.
3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß folgende Bausteine enthalten sini: - ein Schreib-Lese-Speicher (RAM), in den die Digitalsignale mindestens einer Bildzeile und ein aktuelles Bildpunktsignal einlesbar sind, - ein Zwischenregister (ZR), in das während der ersten Hälfte (AT1) der Periode (AT) des Auslesetaktes ein Bildpunktsignal des im Schreib-Lese-Speicher (RAM) abgespeicherten (verzögerten) Bildpunktes (xm-1, yn) und während der zweiten Hälfte (AT2) der Periode (AT) des Auslesetaktes das dem aktuellen Bildpunkt (xm, yn) vertikal darüberliegende Bildpunktsignal (xm, yn-1) der vorhergehenden Bildzeile (yn-1) 1) einlesbar sind, und - ein Subtrahierbaustein (SU), an dessen zweitem Eingang (B) das Signal (ym-1, yn bzw. xm, yn-1) des Zwischenregisters (ZR) und an dessen erstem Eingang (A) das aktuelle Bildpunktsignal (xm, yn) anliegt.