CN105308649B - 机动车底部异形表面的检查 - Google Patents

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Abstract

本发明提供表面（4）、包括异形表面（4）的图像的方法，所述表面例如是机动车（2）的底部（4），所述方法利用至少一个图像拍摄装置（14），所述方法包括下列步骤：a)以不同的曝光和/或照明拍摄所述表面（4）的一个或多个区域的图像（Ti）；b)针对这些区域中的每个区域从多个被拍摄的图像（Ti）中产生一优化的图像（Ei）；和c)将这些针对所述表面（4）的单个的区域所产生的优化的图像（Ei）组合成所述表面（4）的一优化的总图像（G）。

Description

机动车底部异形表面的检查
技术领域
本发明涉及一种用于检查异形表面（konturierten Fläche）、尤其机动车底部的方法和装置。
背景技术
车辆底面的监控和检查已经被执行了几十年。尤其是国家有关单位对这类研究很有兴趣，以便发现隐藏的走私物品或炸弹。
经常地，为此使用一种具有多个轮子和一个棒子的移动式装置，在该棒子上有一反射镜。手动光学检查的该形式具有这样的优点，即，其能够移动式地使用。但是，车辆底部的中间部分大多因此不能达到。随着数字式图像拍摄技术的兴起，反射镜被摄像机取代（例如见US 2002 097 321 A1）或给远程控制的平台装备了一个或多个摄像机（例如见WO 2004110 054 A1）。除了改善的作用半径之外，由此也获得了用于在监视器上记录和存储针对改善地检验所述底部而言的图像数据的可能性，以及获得了用于将底部的当前状态与数据库中存储的参考数据进行比较的可能性。
在机动车车间中作为维护范畴内的服务提供也已知所述车辆底部的监控。通过检查地沟中或升降台上的人员的直接视觉检查是简单，但耗费的。检查地沟和升降台是与地点相结合并昂贵的并且因为车间的负荷程度而不能总是直接使用。
针对已描述的形式的手动检查，车辆必须是静止的并且其必须由一个人员来执行。
此外，在正在滚动的车辆的情况下用于自动化检查底部的方法和装置是已知的。自动测量式***提供了这样的优点，即底部图像能够以计算机支持方式相对简单地被产生作为总图像。此外，图像产生不是通过人员直接在车辆处执行。因此，针对安全***可以提高性能并减少人员的危险。在工厂中，底部图像的自动产生提供了这样的优点，即，在车辆接收时已经直接可以执行所述底部的第一次检验并可以与客户讨论。
US 2008 211 914 A1描述了一种用于借助于一线阵摄像机自动产生一底部图像的方法。使用线阵摄像机具有这样的缺点，即，车辆的行驶方向和速度必须通过附加的传感器携同检测，以便产生一具有足够品质的总图像。
US 2007 273 760 A1描述了一种用于借助于多个表面摄像机自动产生一底部图像的方法。这些摄像机相对彼此的位置和视线方向为此必须提前已知。该相对定向以计算方式通过应用这些摄像机的打开角度、摄像机相对于竖直线的视线方向和摄像机与底部之间的预期间距来获知。单图像被矫正并被组合成一个唯一的底部图像。
照明是通过应用驶过车辆的顺序被检测的单图像产生一个品质良好的底部图像的一个问题。所有子对象以最优对比度的成像主要通过所述照明来确定。除了表面的反射率之外，尤其所述对象的深度延伸有影响。已知的是，所需的照明强度以照明源与对象之间的距离的平方增加。摄像机与对象之间的不同距离已经单独通过摄像机的打开角度给出。即使在平面对象的情况下，摄像机与处在图像边缘上的对象部分的距离强制性地比图像中央内的更远离摄像机。附加地，对象也可以基于它的结构具有沿径向的亮度损失（渐晕）。用于光线聚拢的传感器表面上的微透镜也可以引起渐晕。因为车辆的底部一般附加地具有在深度上呈梯级的对象，所以仅很难地能够实现所有子对象的最优照明。
迄今为止已知的解决方案针对的是通过区域性改变照明强度和/或照明方向的均匀光传播前沿（Lichtausbreitungsfront）的2维优化，以便朝图像边缘去地平衡亮度损失的已描述的效果。
DE 10 134 975 B4为此应用了多个LEDs，它们中的每个配备有一单透镜或替换地一LED光条配备有一柱体透镜或环带透镜，其例如构成为可透光的半圆棒。
US 2008 211 914在核心上同样针对的是横向于行驶方向的单图像的最优照明。为此提出了一种特殊的LED***，尤其适用于线阵摄像机。LEDs的数目朝图像边缘去地提高并且改变LEDs的照射方向。用于照明监控的模块控制这些单个的LEDs的照明，其中，照明时间与照射方向相关。
发明内容
本发明的任务是改善表面的图像拍摄的成像品质并尤其是避免成像的品质损失，该品质损失随着单个的或者说一个个（einzelner）图像区域的不同照明而产生。
该任务通过一种根据本发明的图像拍摄方法以及一种根据本发明的用于图像拍摄的装置解决。
提供也可以是异形表面的表面的图像、例如机动车底部的图像的根据本发明的方法利用至少一个图像拍摄装置，所述方法包括这些步骤：
a)以不同的曝光和/或照明拍摄所述表面的至少两个区域的图像；
b)针对这些区域中的每个区域从由对应的区域被拍摄的图像中产生一优化的图像；和
c)将这些针对所述表面的单个的区域所产生的优化的图像组合成所述表面的一优化的总图像。
本发明也包括一种用于提供表面、包括异形表面的图像的装置，所述表面例如是机动车底部，所述装置具有：
a)至少一个图像拍摄装置，其构造用于以不同的曝光和/或照明拍摄所述表面的至少两个区域的图像；
b)一图像优化装置，其构造用于针对这些区域中的每个区域从针对每个区域被所述图像拍摄装置所拍摄的多个图像中分别产生一优化的图像；和
c)一图像合成装置，其构造用于将针对所述表面的这些单个的区域由所述图像优化装置所产生的多个优化的图像组合成所述表面的一优化的总图像。
通过由所述表面的分别成像了该表面的一个区域的被不同曝光的子图像来组成所述总图像，其中，每个子图像以针对对应区域被优化的曝光和/或照明被拍摄，可行的是，提供了该表面的在所有区域中被优化曝光的总图像并尤其避免了低曝光和/或过度曝光的区域。不仅具有强变化的反射特性，例如具有白色区域和黑色区域的表面，而且具有强变化的深度延伸的异形表面可以以最优对比度来表示。以这种方式例如可以优化地成像并可以根据所产生的图像来光学检验机动车的底部。从图像内的最小和最大明暗度中或从图像内的最小和最大灰度值来的实际考虑中获得所述对比度。所述对比度可以假设0和1之间的一个值。为了对比度优化而如下地改变这些图像中的灰度值，即，对比度数值尽可能近地达到值1。在对比多个图像或一个图像的多个区域时，具有最高对比度数值的图像或区域被称作具有最优对比度的图像或区域。用于确定一个图像之内的对比度的其它信息可以从文献Peter Haberäcker, Digitale Bildverarbeitung - Grundlagen und Anwendungen,4.Auflage, Hanser Verlag 1991, ISBN 3-446-16339-5或Thomas Luhmann,Nahbereichsphotogrammetrie - Grundlagen, Methoden und Anwendungen, 2. AuflageWichmann Verlag 2003, ISBN 3-87907-398-8取得。
所述曝光尤其可以通过改变所述图像拍摄装置的光圈和/或曝光时间来调整。
替换地或附加地可以改变所述照明，其方式是，照明明暗度和/或照明持续时间针对每个图像被改变。
为此，所述装置可以包括至少一个照明装置，该照明装置被构造用于照明所述表面的至少一个区域。所述照明装置为此可以包括一个或多个照明元件和一照明控制装置，该照明控制装置被构造用于操控所述照明装置。操控所述照明装置可以适应性地（adaptiv）在考虑被拍摄的图像的情况下进行，以便调整出最优的照明强度。
通过一照明装置可以与环境条件无关地，也就是与环境的自然光线比例无关地并尤其也在24小时使用中在黑暗情况下执行所述方法。
可以使用具有不同照射方向的多个照明元件，以便突出所述子对象的棱边（切分）。也可以使用相反看的摄像机的组合，以便减少不能看到的盲区空间。
所述照明元件可以永久地接通或搏动。搏动的照明元件与图像拍摄装置同步化，因此光线冲量的发出就像传感器的曝光那样在相同时间点上并一般以相同的持续时间进行。搏动持续时间但是也可以比传感器的曝光持续时间选择得更小，如果所使用的图像拍摄装置的最小的、在技术上可能的图像拍摄持续时间在具有高反射率的子对象情况下总是导致图像中的过度照射（Überstrahlung）的话。大于图像拍摄传感器的曝光持续时间的搏动持续时间相反地被调整，如果在图像拍摄与照明之间不存在足够同步的话。
如果照明装置由多于一个的照明元件组成，那么这些照明元件可以布置在横向于行驶方向的一排中或可以布置在横向于行驶方向的两个或更多个行中，从而使得一照明矩阵由n x m个照明元件产生。
所述照明矩阵可以包含这样的照明元件，它们具有一致或不同的波长和具有一致或不同的最大照明明暗度。
照明排的应用或照明矩阵的应用提供了这样的优点，即，在多次拍摄一对象点期间除了照明持续时间和照明明暗度之外也可以改变照明地点进而照明方向。因此，单独通过照明元件的空间布置，强制性地从不同方向出来的照明是可行的。此外，这些单个的照明元件也可以在结构上设置有偏离的照射方向。
照明矩阵例如提供了这样的可能性，即，恒定保持了图像至图像的照明方向，如果所述车辆继续运动（携动式照明）的话。通过所述照明矩阵的这些单个的照明排的顺序接通可以在如下面所描述的向前运动预测中较容易进行适应性的照明优化，因为照明方向的改变被补偿。
从不同方向来的照明提供了这样的优点，即，减小了被遮住光线的区域。通过从不同照明方向来地多次拍摄对象，从这些单个的拍摄中完成一个图像是可行的，在该图像中被遮住的区域是最小化的。
此外已知了这样的方法，这些方法能够借助于交变的照明方向实现从暗影中提取结构。这些方法比基于明暗度的棱边探测方法例如坎尼算子（Canny-Operator）更适用。暗影在下面的区域中表现得特别强，在这些区域中存在非连续的表面改变，例如棱边上的非连续的表面改变。这些方法的长处（Stärke）在于这些非连续表面的描述并且因此良好地适用于子对象的切分。具有但是在对象的不同深度上的类似反射率的子对象由此可以良好地彼此区分。为此不必已知图像拍摄装置与照明装置之间的几何配属。
具有至少一个照明元件、优选至少一个LED的照明装置可以针对人眼发出能看到的或不能看到的光线。如果使用多于一个的照明元件，那么也可以在不同的图像拍摄时间上使用光线的不同的任意波长，从而使得多次地以所述光线的交变的波长和交变的明暗度来照明一个对象点。由此使得表面、尤其是机动车底部的可能的问题部位的定位（Lokalisierung）变得简单。
所述照明级也可以被适应性地调节。要么通过分析第一单图像（Einzelbilder）的适应性适配被进行并然后基于分析结果针对进一步检测固定进行调整，要么所述分析和适配周期性地进行并针对x个图像的一个图像循环保持恒定或者所述分析和适配以图像至图像方式连续进行。用于适应性照明调节的图像分析根据数字式图像加工的已知方法进行。因此例如可以要么在整个单图像中要么在至少一个图像截段中研究就最小值、最大值或中间值而言的图像对比度和/或直方图。
适应性调节的优点在于就交变的光线比例而言的灵活性，以及在于就不仅车辆底部上的子对象而且车辆至车辆的子对象与照明元件之间的交变距离而言的灵活性，以及在于就子对象的交变反射率而言的灵活性。
对于适应性适配而言有利的是，车辆相对于图像拍摄装置和照明元件的下一相对位置的接近的预测。实时确定特色图像内容的轨迹例如通过计算光流（optischenFlusses）来达到。从前面的图像的轨迹历史中可以预测下面的图像中的重要子对象的位置并由此可以有目的地接通或关断照明元件，就像上面所描述的那样。
此外，对于适应性照明调节而言有利的是子对象的3D深度测量。3D深度测量例如通过立体三角测量法是可行的，如果使用了至少两个图像拍摄装置的话，这些图像拍摄装置的对象截段彼此覆盖。关于图像拍摄装置与对象之间距离的认识和关于对象的深度延伸的认识使得用于尽可能好的曝光控制的参数适配变得容易。
适应性调节提供了另一优点，其中，监控所述曝光持续时间和/或照明明暗度是否不再满足最优对比度的要求但可以不被补充调节，这是因为充分利用了图像拍摄装置和照明装置的技术可能性。驾驶员然后例如可以直接通过一显示单元被要求较缓慢行驶，由此可以提高照明级的数目。要不然就中断图像拍摄并要求驾驶员重新以开始较低的速度执行所述驶过。
表面关于所述图像拍摄装置运动的速度、尤其是车辆的行驶速度可以接近地通过已知的拍摄频率和通过图像拍摄装置与底部的作为至少近似方式已知的间距被获知。为此在至少两个图像中查找一个对象特征并且在图像中经过（zurückgelegte）的路程伴随图像拍摄频率和图像拍摄装置与底部之间的间距被参考。有利的是多个对象特征的应用和这样所获知的多个单速度（Einzelgeschwindigkeiten）的平均。由这些对象特征所获知的行驶速度同样可以被考虑，以便在超过预先给定的速度时识别出无效的测量。
根据本发明的方法与所述表面的运动方向或车辆的行驶方向无关。该表面甚至可以倾斜于测量单元的取向进行运动并也可以向后越过所述测量单元。此外，用于产生2D总图像的算法识别出是否所述表面或所述车辆被停住并可能地甚至在其继续它的行驶之前例如朝相反方向运动。图像数据被相应地清理。此外，所述方法与所述测量单元从哪一侧被驶过无关。
为了检验所述表面，在一监视器上显示所产生的2D总图像。给使用者提供了这样的可能性，即，放大图像截段和移动所述总图像中的一个被放大的图像截段。由此，通过使用者的评估是简单可行的。作为问题被识别出的有害部位可以以交互方式在图像中标示出（例如以不同颜色的圆圈）。结果可以与客户直接探讨并作为数字式拷贝或纸上的打印输出交给该客户。
可选地，测量数据和结果被传递和存储到一服务器上。
所述方法可以自动化地在一正在滚动的车辆上执行，以便在光学上成像和研究该车辆的底部。所述方法和装置尤其适用于在具有机动车例如在驶入加油站、车间和停车位时的低行驶速度的区域中***所述底部的检查。
在所述图像拍摄装置中可以使用具有渐晕（Vignettierung）的镜头和/或具有微透镜的图像传感器。
在一实施方式中，所述图像优化装置被构造用于在步骤b)中产生一针对一区域的优化的图像，其方式是，在该对应区域的被不同曝光和/或照明的图像中识别出多个特征，这些特征以优化的对比度成像，并且将如下的图像选出作为优化的图像，该图像包含最多的、以优化的对比度成像的特征。这提供了用于产生优化的总图像的简单方法，该总图像提供了良好的结果。
在一替换的实施方式中，所述图像优化装置构造用于在步骤b)中产生一针对一区域的优化的图像，其方式是，分别从同一区域的至少两个图像中产生至少一个合成的中间图像，所述至少两个图像以不同的曝光/照明被拍摄，并且在这些子图像和合成的中间图像中识别出具有最优对比度的子对象。
优选地，在所述子对象组合时使这些单个的子对象的边缘被适配，以便避免被组合的子对象之间的接口部上的假象。
在另一实施方式中，在图像在步骤c)中组合时将这些单个的图像的边缘由所述图像合成装置进行适配，以便避免这些组合的图像之间的接口部上的假象和以这种方式提高图像品质。在此，所述图像的边缘例如可以通过局部的直方图适配被适配，该局部的直方图适配作为数字式图像加工的方法已被证明可靠。
在一替换的实施方式中，所述图像优化装置构造用于在步骤b)中产生一针对一区域的优化的图像，其方式是，在应用了基于差异的对比度适配的情况下分别从同一区域的至少两个图像中产生至少一个合成的中间图像，所述至少两个图像以不同的曝光/照明被拍摄。利用包括产生合成中间图像的这样的方法可以获得特别好的结果。
具体实施方式
图1示出了用于拍摄机动车2底部4图像的装置的示意侧视图。图像拍摄装置14在行驶车道6下面的凹陷部8中或在行驶车道6上的可驶过的***之内处在一固定位置中。如果车辆2沿行驶方向F（图1中从左向右）越过图像拍摄装置14，那么由图像拍摄装置14可以拍摄底部4的图像。所述图像拍摄装置14包括至少一个s/w摄像机或彩色摄像机10，其例如配备有一表面传感器（CCD、CMOS、...）和一镜头12。可以使用一个或多个反射镜16，以便减少所需的结构空间。
由图像拍摄装置14所拍摄的图像的分辨率与对象细节在哪个成像比例尺下在图像拍摄装置14的表面传感器上成像相关。成像比例尺是焦距和图像拍摄装置14与底部4之间间距的函数。焦距和镜头12的成像特性（例如景深）被这样地选择，使得一个种类（例如轿车）的所有车辆2的底部4以足够的品质被成像。这样的估计足够于此，即，底部4在所有轿车的情况下大致以100mm至500mm的间距处在行驶车道6上方。
通过将图像拍摄装置14铺设在最不利的情况上，也就是以底部4与行驶车道6的最大可能的间距在车辆2上，保证了图像的这样的分辨率，该分辨率足够可以使底部4在可能的有害部位上被研究。对于另外的车辆种类（例如商用车、载重车、公共汽车）可以可能地使用具有被相应适配的光学特性的图像拍摄装置14。
图像的品质也与车辆2的行驶速度和曝光时间相关。在这样的前提下，即车辆2以低速、也就是例如小于15km/h地运动经过所述图像拍摄装置14，曝光时间被这样地选择，即，可以忽略图像中由于不断运动的车辆2的运动不清晰。如果行驶速度太高，那么图像中由此合成的运动不清晰导致对比度变坏并且可以被用于通过超过预先给定的速度识别出无效测量。
曝光时间决定性地与能用的光线相关。具有一个或多个照明元件的至少一个（在图1中未示出的）照明装置可以被使用于补充自然存在的环境光线，所述照明元件与图像拍摄传感器的特性、尤其光谱范围协调。这尤其在24小时使用的***中是需要的，其也会在黑暗中使用。
图2例如示出了照明装置L的布置和拍摄具有在深度上呈梯级的底部4的驶过所述测量装置的车辆2的图像。很容易认出的是，由于从底部4伸出的构件4a可能出现被拍摄的图像的遮盖和/或遮暗20，从而使得底部4不会完全被图像拍摄装置14的摄像机10拍摄。
图3示出了一替换的布置方案，在该布置方案中，拍摄方向基本上垂直于行驶车道平面6取向，以便减少底部4区域的可能的遮盖20。有利的是，在保有所描述的测量原理的情况下使用多于一个的图像拍摄装置14和/或多于一个的照明装置L。
图4例如示出了这样的实施例，该实施例具有一带两个照明元件L1、L2的两个相反取向的图像拍摄装置14a、14b的组合，由此进一步使平行于行驶方向F的盲区空间最小化。被拍摄的图像中的底部4的视图品质可以通过如下方式被提高，即，通过构件4a的相互遮盖而产生的阻碍视线的区域被减少，和/或，照明方向被优化，以便更好地照亮所述底部4的对象细节。类似地，更多个横向于行驶方向F布置的照明元件L1、L2和图像拍摄装置14a、14b也可以有助于减少横向于行驶方向F的盲区区域。
图5示意性示出了用于观察机动车2的底部4的装置的实施例，该装置具有一图像拍摄装置14、一反射镜16和一照明装置L，该照明装置包括两个照明排L1、L2，各具有8个照明元件L11-L18和L21-L28，这些照明元件横向于机动车2的行驶方向F布置在行驶车道6中或上。所述图像拍摄装置14和照明排L1、L2通过电缆线15与一测量和评价单元A连接。测量和评价单元A此外与一显示单元B并可选地与一服务器S连接。
所述测量和评价单元A被构造用于控制所述图像拍摄装置14、照明排L1、L2以及构造用于存储在每次驶过期间所拍摄的图像。
所述测量和评价单元A包括一存储单元AS和一运算单元AR，该运算单元尤其包括图像优化装置AR1和图像合成装置AR2并配备有一评价软件，以便执行照明控制、图像数据分析和后加工、对超过优化的行驶速度的检验以及最后提供优化的总图像G。测量和评价单元A也操控设置用于显示底部图像信息的显示单元B和可选地传递信息到上级服务器S上。
所述测量和评价单元A也可以实施为图像拍摄装置14的组成部件（“智能相机”）。
检验***可以适宜地集成到一驶过槽中，就像该驶过槽从街道结构中已知和证明可靠的那样。
图6以横截面示出了这样的驶过槽22的实施例。在此，测量和评价单元A在侧向上布置在所述驶过槽22的一个壁上，以便保护其不受进入该驶过槽中的水的影响，所述水可能地聚集在驶过槽22的底上。
所述驶过槽22通过一盖24来封闭。该盖24具有一缝隙26，该缝隙能够实现图像拍摄装置14与图6中未示出的机动车2的底部4之间的视线联系，所述机动车驶过所述驶过槽22。在所述盖24下面或之内布置有照明装置L1、L2。
图7在示意正视图中示出了所述盖24。通过所述缝隙26能够识别反射镜16和具有照明元件L11-L18和L21-L28的照明排L1、L2。
图8a至8c示出了例如具有三个曝光级的图列的拍摄，这些曝光级通过改变照明明暗度来实现，在车辆2运动经过图像拍摄装置14期间。在图8a中，所述图像拍摄装置14以低的第一照明明暗度BI（图像m，曝光明暗度BI-1）检测所述底部，在图8b和图8c中相应地图像m+1和m+2具有改变的、尤其是较大的照明明暗度，例如BI-4和BI-9。对于跟随的图像m+3又调整出低的第一照明明暗度BI-1，然后针对图像m+4又调整出第二照明明暗度BI-4、针对图像m+5又调整出第三照明明暗度BI-9等等。也可以考虑照明明暗度的另一顺序，例如BI-1、BI-4、BI-9、BI-4、BI-1、BI-4、BI-9等等。车辆2的底部4上的对象点基于在每个单图像中改变的照明明暗度以另一对比度成像。根据距离和表面特性的不同，这些对象点被低曝光、最优曝光或过度曝光地成像。
所述图像拍摄过程的流程图在图9中示出。
在图像拍摄过程在步骤101中的启动之后，首先以第一照明级BI-i拍摄一图像（步骤102）并在步骤103中存储；然后在步骤104中改变照明级BI-i并重复图像拍摄和存储的步骤102、103，直到拍摄了被不同曝光的图像的预期数目，也就是直到车辆完全越过所述测量装置并在步骤105中终止所述图像拍摄过程。
接着所述图像拍摄过程和图像数据的与之相关的检测开始所述数据评价。数据评价的流程参考图11在图10a至10c中示意性示出。
在下面所描述的数据评价之前也可以使用数字式图像加工的其它已知方法，以便在数据评价之前实现图像的附加改善和尤其是图像对比度的附加改善。
从结合图9所描述的图像拍摄过程101-105期间所拍摄的图像B1、…、Bn中，在评价过程启动（步骤200）之后在步骤201中分别选出两个子图像T1、T2；T2、T3的多个对，所述子图像以彼此相邻的照明级被拍摄。从一对图像的两个子图像T1、T2；T2、T3中，在步骤202中分别产生一具有一准照明明暗度QBI的合成中间图像Z1、Z2并存储（步骤203）。
在这些子图像T1、T2、T3中和在由这些子图像T1、T2、T3所产生的中间图像Z1、Z2中，在步骤301中针对所有照明级BI-i查找对象点或子对象，其以最优对比度被成像。这些对象点或子对象可以相应于一矩形图像截段或也可以相应于一具有不规则边缘部的图像截段。
以最优对比度成像的这样被探测到的对象点或子对象在步骤302中缝合（英文：Stitching）为一个新的图像Ei，该新的图像在步骤304中被存储作为优化的单图像Ei。
事先，在步骤303中将子对象的边缘例如通过一局部直方图适配进行适配，以便在拼合这些子对象时避免条带（Streifen）和/或假象（Artefakte），其会干扰观察。这些方法同样就像所谓的“缝合”从数字式图像加工方法中已知。
已描述的步骤301至304被重复n/k次。在此，n是被拍摄的图像B1、B2、B3、...Bn的数目，k是在图像拍摄中所应用的照明级或曝光级的数目。作为中间结果产生和存储n/k优化的单图像E1、...En/k。
在此仅示例性地示出了从五个能用的子图像和中间图像T1、T2、T3、Z1、Z2的五个矩形子对象来的优化的单图像Ei在图11中示出的组成；就像事先所描述的那样，所述优化的单图像Ei可以由子图像和中间图像T1、T2、T3、Z1、Z2的任意成形的子区域的任意数目组合成，只要这些子区域共同地覆盖了所述优化的单图像Ei的总区域。
图10c示意性描述了如何从所述优化的单图像Ei中产生机动车底部4的一优化总图像G，其方式是，在步骤401中首先识别出分别两个相邻的、事先产生的、优化的单图像Ei的覆盖部，在步骤402中将这些优化的单图像E1、...En/k缝合（„Stitching"）成一个总图像G，其中，发生覆盖的图像区域在步骤403中同样经受边缘适配，并且在步骤405中的评价过程被终止之前，在步骤404中存储所述优化的总图像G。
在实践中，优化的单图像E1、...En/k的品质和优化的总图像G的品质强烈地与子对象4a的数目和形式相关以及与底部4的特性和深度梯级相关。
在根据本发明的方法的在图12中示意性示出的一替换的实施例中，取消了子对象以最优对比度的查找和修剪（Ausschneiden）。该替换的方法替代地基于借助于基于差异的对比度适配来产生合成的中间图像Y11、Y12、Y2i。
在此，为了产生一中间图像Y11、Y12，将两个子图像T1、T2；T2、T3彼此进行比较，这些子图像示出了相同的对象截段并且以不同的照明级被拍摄。该比较发生在一例如20x20像素的图像截段之内，该图像截段平行地移过这两个图像。
该图像截段之内的差异被表明作为良好适用的标准。第一可能性是针对所述中间图像应用具有较高差异的图像截段。应用两个图像截段的差异区别提供了还要更好的结果。伴随接下来的加法的两个图像截段的与差异区别相关的、加权的乘法已证明产生了一良好的中间图像。
图12示出了根据所述替换的实施例依据具有三个照明级的图像拍摄的所示例子的数据评价并且尤其表明了用于分别从第一金字塔级P1中的相邻照明级T1、T2；T2、T3的两个图像中或紧接着的金字塔级P2中的两个相邻的、合成的中间图像Y11、Y12中产生合成的中间图像Y11、Y12、Y2i的金字塔式途径。在最后的金字塔级P2中产生一优化的单图像Y2i，在该单图像中，每个点包含来自所有输入图像T1、T2、T3的信息。在图12中出于概览性原因仅示出了两个金字塔级P1、P2。但是对于本领域技术人员能够容易地认识到，所述方法能够毫无问题地扩展到彼此跟随的金字塔级的任意数目和所述方法如何能够毫无问题地扩展到彼此跟随的金字塔级的任意数目。
同样地，基于差异的对比度适配可以在最后的步骤中在产生优化的总图像G时被应用于适配所述优化的单图像Y2i的发生覆盖的图像区域。
用于产生中间图像Yij的另外的组合也是可行的。因此，合成的中间图像Yij例如可以从起始图像Ti的所有组合中产生，这些起始图像具有相同的对象截段并以不同的照明级被拍摄，并且这些合成的中间图像又可以一级一级地（Stufe für Stufe）这样长地减少，直到在k级之后实现了一优化的单图像Yki。所述方法也可以如下地扩展，即，从具有个别的加权的多于两个的图像中产生一合成的中间图像Y11、Y12、Y2i。

Claims (11)

1.一种用于产生异形表面（4）对比度优化的图像的方法，具有至少一个图像拍摄装置（14）和至少一个照明装置（L），所述照明装置具有照明矩阵，该照明矩阵具有多个布置在照明排（L1、L2）中的照明元件（L11-L18、L21-L28），其中，所述方法包括下列步骤：
a) 使机动车（2）相对于所述图像拍摄装置（14）和所述照明装置（L）运动；
b) 利用所述照明装置（L）照明所述异形表面（4），使得所述异形表面（4）通过顺序地接通所述照明矩阵的单个的照明排（L1、L2）从不同照明方向被照明；
c) 在所述机动车（2）运动经过所述图像拍摄装置（14）期间，针对所述异形表面（4）的至少两个区域以不同的曝光和/或照明拍摄多个彼此重叠的图像（Bi）；
d) 从所拍摄的图像（Bi）中产生重叠区域的子图像（Ti），其中，从以不同的曝光和/或照明所拍摄的图像（Bi）中产生包含所述异形表面（4）的相同区域的至少两个子图像（Ti）；
e) 从相应区域的子图像（Ti）中产生针对所述区域中的每个区域的对比度优化的图像（Ei）；并且
f) 将所产生的对比度优化的图像（Ei）组合成所述异形表面（4）的对比度优化的总图像（G），
其中，在步骤e)中产生一针对一区域的对比度优化的图像（Ei）：
其方式是，分别从同一区域的以不同的曝光和/或照明所拍摄的至少两个子图像（Ti）中产生至少一个具有准照明明暗度QBI的合成的中间图像，并且在所述子图像（Ti）和合成的中间图像中识别出具有最优对比度的子对象并且被纳入到所述对比度优化的图像（Ei）中，或者
其方式是，在应用基于差异的对比度适配的情况下分别从同一区域的以不同的曝光和/或照明所拍摄的至少两个子图像（Ti）中产生至少一个合成的中间图像，并且在应用基于差异的对比度适配的情况下从彼此相邻的合成的中间图像中产生对比度优化的图像（Ei）。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，在步骤e)中产生一针对一区域的对比度优化的图像（Ei），其方式是，在该区域的被不同曝光和/或照明的子图像（Ti）中识别出多个特征，所述特征以最优对比度成像，并且将如下的子图像（Ti）选出作为对比度优化的图像（Ei），该子图像包含最多的、以最优对比度成像的特征。
3.按照权利要求1所述的方法，其中，在步骤e)中组合子对象时使单个的子对象的边缘进行适配，以便避免被组合的子对象之间的接口部上出现假象。
4.按照权利要求1-3之一所述的方法，其中，在步骤f)中组合对比度优化的图像（Ei）时，使单个的对比度优化的图像（Ei）的边缘进行适配，以便避免被组合的对比度优化的图像（Ei）之间的接口部上出现假象。
5.按照前述权利要求4所述的方法，其中，所述单个的对比度优化的图像（Ei）的边缘通过一局部直方图适配进行适配。
6.按照权利要求1-3之一所述的方法，其中，所述异形表面（4）是机动车（2）的底部。
7.一种用于产生异形表面（4）对比度优化的图像的装置，所述装置具有：
a) 至少一个图像拍摄装置（14），其构造用于：在机动车（2）运动经过所述图像拍摄装置（14）期间，针对所述异形表面（4）的至少两个区域以不同的曝光和/或照明来拍摄多个彼此重叠的图像（Bi）；
b) 至少一个照明装置（L），其具有照明矩阵，该照明矩阵具有多个布置在照明排（L1、L2）中的照明元件（L11-L18、L21-L28），其中，所述照明装置（L）构造用于：通过顺序地接通所述照明矩阵的单个的照明排（L1、L2）照明所述异形表面（4），使得所述异形表面（4）从不同照明方向被照明；
c) 一图像优化装置（AR1），其构造用于：
从所拍摄的图像（Bi）中产生重叠区域的子图像（Ti），其中，从以不同的曝光和/或照明所拍摄的图像（Bi）中产生包含所述异形表面（4）的相同区域的至少两个子图像（Ti）；并且
针对所述区域中的每个区域从相应区域的子图像（Ti）中分别产生一对比度优化的图像（Ei）；和
d) 一图像合成装置（AR2），其构造用于将针对所述异形表面（4）的单个的区域由所述图像优化装置（AR1）所产生的对比度优化的图像（Ei）组合成所述异形表面（4）的一对比度优化的总图像（G）；
其中，所述图像优化装置（AR1）构造用于产生一针对一区域的对比度优化的图像（Ei）：
其方式是，分别从同一区域的以不同的曝光和/或照明所拍摄的至少两个子图像（Ti）中产生至少一个具有准照明明暗度QBI的合成的中间图像，并且在所述子图像（Ti）和合成的中间图像中识别出具有最优对比度的子对象并且被纳入到对所述对比度优化的图像（Ei）中，或者
其方式是，在应用基于差异的对比度适配的情况下分别从同一区域的以不同的曝光和/或照明所拍摄的至少两个子图像（Ti）中产生至少一个合成的中间图像，并且在应用基于差异的对比度适配的情况下从彼此相邻的合成的中间图像中产生对比度优化的图像（Ei）。
8.按照权利要求7所述的装置，其中，所述图像优化装置（AR1）构造用于在所述区域的被不同曝光的子图像（Ti）中查找这样的特征，所述特征以最优对比度成像，并且选出这样的子图像（Ti）作为对比度优化的图像（Ei），该子图像包含最多的、以最优对比度成像的特征。
9.按照权利要求7或8所述的装置，其中，所述图像合成装置（AR2）包括一图像边缘适配装置，所述图像边缘适配装置构造用于在步骤d)中组合对比度优化的图像（Ei）时，使单个的对比度优化的图像（Ei）的边缘这样地适配，使得避免了被组合的对比度优化的图像（Ei）之间的接口部上出现假象。
10.按照权利要求7或8所述的装置，其中，装置包括至少一个照明装置（L1、L2），所述至少一个照明装置构造用于照明所述异形表面（4）的至少一个区域，其中，所述照明装置包括一个或多个照明元件（L11-L18、L21-L28）和一照明控制装置（AS），所述照明控制装置构造用于操控所述至少一个照明元件（L11-L18、L21-L28），其中，所述照明控制装置（AS）构造用于适应性地在考虑被拍摄的图像的情况下操控所述至少一个照明元件（L11-L18、L21-L28），以便调整出一最优照明强度。
11.按照权利要求7或8所述的装置，其中，所述异形表面（4）是机动车（2）的底部。
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