DE102018207386B3 - Method and imaging system for generating a display image in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Anzeigebildes mit mehreren farbigen Bildern von verschiedenen separaten elektronischen Kameramodulen (7, 8, 13) auf einer elektronischen Anzeigeeinheit mittels eines elektronischen Bilderzeugungssystems für ein Kraftfahrzeug (1) mit wenigstens zwei separaten elektronischen Kameramodulen (7, 8, 13) zur Aufnahme von farbigen Bildern, einer Verarbeitungseinheit (11) und einer elektronischen Anzeigeeinheit (12), wobei die Kameramodule (7, 8, 13) mittels von außen einstellbarer Parameter steuerbar sind. Um ein harmonisiertes Gesamtbild auf der Anzeigeeinheit zu erreichen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass Bildinhalte der von verschiedenen Kameramodulen (7, 8, 13) aufgenommenen Bilder und/oder die bei der Aufnahme der Bildinhalte angewendeten Parameter durch die Verarbeitungseinheit erfasst und miteinander verglichen werden und ein oder mehrere Parameter eines oder mehrerer Kameramodule in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs durch die Verarbeitungseinheit (11) eingestellt werden.The invention relates to a method for producing a display image with a plurality of colored images of different separate electronic camera modules (7, 8, 13) on an electronic display unit by means of an electronic imaging system for a motor vehicle (1) having at least two separate electronic camera modules (7, 8, 13) for receiving color images, a processing unit (11) and an electronic display unit (12), wherein the camera modules (7, 8, 13) are controllable by means of externally adjustable parameters. In order to achieve a harmonized overall image on the display unit, it is provided according to the invention that image contents of the images taken by different camera modules (7, 8, 13) and / or the parameters applied during the recording of the image contents are detected by the processing unit and compared with each other and one or more parameters of one or more camera modules are adjusted depending on the result of the comparison by the processing unit (11).
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektronik und der Datenverarbeitung und ist mit besonderem Vorteil auf dem Gebiet der Automobiltechnik einsetzbar. Vorteilhaft kann die Erfindung jedoch auch in anderen Technikgebieten verwendet werden.The invention is in the field of electronics and data processing and can be used with particular advantage in the field of automotive engineering. Advantageously, however, the invention can also be used in other fields of technology.
Die Erfindung befasst sich damit, mehrere farbige Bilder von separaten Kameras oder Kameramodulen auf einer elektronischen Anzeige zusammenzuführen.The invention is concerned with merging multiple color images from separate cameras or camera modules onto an electronic display.
Insbesondere in der Automobiltechnik finden in zunehmendem Maße Kameras Verwendung, die dem Fahrer einen Überblick über die Verkehrssituation geben sollen. Zu diesem Zweck wird oft eine Mehrzahl von Kameras eingesetzt, die verschiedene Blickwinkel abdecken und oft einander ergänzen. Dabei können die Erfassungsbereiche verschiedener Kameras sich beispielsweise überdecken oder aneinander angrenzen.In particular, in the automotive industry are increasingly cameras use that should give the driver an overview of the traffic situation. For this purpose, a plurality of cameras are often used which cover different angles and often complement each other. The coverage areas of different cameras may, for example, overlap or adjoin one another.
Insbesondere dann, wenn verschiedene Kameras unterschiedliche Ausschnitte aus dem Umfeld eines Fahrzeugs erfassen und die Bilder separater Kameras dabei auf einem Anzeigeinstrument, insbesondere einem Monitor, angezeigt werden, kann der Fall auftreten, dass die gezeigten Kamerabilder verschiedene optische Eindrücke bezüglich der Helligkeit, der Farbigkeit und des Kontrastes bzw. der Dynamik der erfassten Umgebung vermitteln. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass in den verschiedenen Kameras unterschiedliche Einstellungen/Parameterwerte für die Bildaufnahme verwendet werden. In vielen Fällen wird jede Kamera das von ihr aufgenommene Stand- oder Videobild für sich bezüglich Belichtungszeit, Gainfaktor oder Farbtönung optimieren, wobei durch die unterschiedlichen Positionen und/oder Blickwinkel verschiedene Einstellungen entstehen.In particular, when different cameras capture different sections of the surroundings of a vehicle and the images of separate cameras are displayed on a display instrument, in particular a monitor, the case may arise that the camera images shown different optical impressions in terms of brightness, color and convey the contrast or dynamics of the captured environment. This can be done, for example, by using different settings / parameter values for the image acquisition in the different cameras. In many cases, each camera will optimize the still or video image taken by it in terms of exposure time, gain factor or color tone, with different settings due to the different positions and / or angles of view.
Für den Fahrer ergibt sich oft ein verwirrendes Bild durch Anzeige unterschiedlich heller oder gefärbter Bilder nebeneinander auf einem Monitor, wobei die Bilder aneinander angrenzende Bildabschnitte aus der Umgebung des Fahrzeugs abbilden können, die einander bis zu einer Rundumsicht um das Fahrzeug ergänzen können. Die unterschiedliche optische Anmutung dieser Bilder kann verwirren, da für den Fahrer subjektiv zunächst kein Grund für eine unterschiedliche Farb- oder Helligkeitswiedergabe ersichtlich ist. Der Effekt kann besonders dann stark sein, wenn HDR-Sensoren zur Erhöhung des Kontrastes eingesetzt werden, insbesondere für Aufnahmen bei schwachem Umgebungslicht, beispielsweise nachts. Solche Kameras können die Aufnahmen stark aufhellen, und oft werden für die bessere Erkennbarkeit von Details mehrere Aufnahmen gemacht und zu einem einzigen Bild verrechnet.For the driver often results in a confusing picture by displaying differently bright or colored images side by side on a monitor, the images can depict adjacent image sections from the environment of the vehicle, which can complement each other up to a panoramic view of the vehicle. The different visual appearance of these images can be confusing, since for the driver subjectively initially no reason for a different color or brightness reproduction is apparent. The effect can be particularly strong when HDR sensors are used to increase contrast, especially for low ambient light shots, such as at night. Such cameras can greatly lighten the images, and often multiple shots are taken for better visibility of details and billed into a single image.
Druckschrift
Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung eines Anzeigebildes mit mehreren farbigen Bildern von verschiedenen separaten elektronischen Kameramodulen zu optimieren.The present invention is based on the background of the prior art, the task of optimizing a method for generating a display image with multiple color images of different separate electronic camera modules.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die vom Patentanspruch 1 abhängigen Unteransprüche stellen vorteilhafte Implementierungen der Erfindung vor. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein elektronisches Bilderzeugungssystem nach Anspruch 8, von dem ebenfalls in von diesem abhängigen Unteransprüchen Implementierungen vorgestellt werden.The object is achieved with the features of the invention according to claim 1. The dependent from claim 1 dependent claims present advantageous implementations of the invention. Further, the invention relates to an electronic imaging system according to
Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Anzeigebildes auf einer elektronischen Anzeigeeinheit eines Kraftfahrzeugs mit mehreren farbigen Bildern von verschiedenen separaten elektronischen Kameramodulen unter Verwendung eines elektronischen Bilderzeugungssystems für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei separaten elektronischen Kameramodulen zur Aufnahme von farbigen Bildern, einer Verarbeitungseinheit und einer elektronischen Anzeigeeinheit, wobei die Kameramodule mittels von außen einstellbarer Parameter steuerbar sind. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass Bildinhalte der von verschiedenen Kameramodulen aufgenommenen Bilder und/oder die bei der Aufnahme der Bildinhalte angewendeten Parameter durch die Verarbeitungseinheit erfasst und miteinander verglichen werden und ein oder mehrere Parameter eines oder mehrerer Kameramodule in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs durch die Verarbeitungseinheit eingestellt werden.The invention thus relates to a method for producing a display image on an electronic display unit of a motor vehicle having a plurality of color images of different separate electronic camera modules using an electronic imaging system for a motor vehicle with at least two separate electronic camera modules for capturing color images, a processing unit and an electronic display unit, wherein the camera modules are controllable by means of externally adjustable parameters. The object is achieved according to the invention in that image contents of the images taken by different camera modules and / or the parameters used in recording the image contents are detected by the processing unit and compared with each other and one or more parameters of one or more camera modules depending on the result of Settlement can be adjusted by the processing unit.
In einem Fahrzeug können beispielsweise verschiedenen Spiegeln, die dem Fahrer insgesamt eine möglichst gute Sicht zum rückwärtigen Ende des Fahrzeugs hin ermöglichen sollen, jeweils Kameramodule zugeordnet sein. Diese decken jeweils Bildwinkel ab, die etwa der Blickrichtung des Fahrers über einen entsprechenden Rückspiegel entsprechen. Die durch die jeweiligen separaten elektronischen Kameramodule erzeugten farbigen Bilder werden zu einer elektronischen Anzeigeeinheit geleitet, die beispielsweise aus einem einzigen Display/Monitor bestehen kann, auf dem dann mehrere Kamerabilder gleichzeitig nebeneinander oder nacheinander dargestellt werden können, um dem Fahrer die verschiedenen Bilder separater Kameramodule vor Augen zu führen.In a vehicle, for example, different mirrors, which should enable the driver as a whole to have the best possible view to the rear end of the vehicle, are each assigned camera modules. These cover each angle of view, which correspond approximately to the line of sight of the driver via a corresponding rearview mirror. The color images generated by the respective separate electronic camera modules are routed to an electronic display unit, which may for example consist of a single display / monitor, on which then several Camera images can be displayed simultaneously next to each other or in succession to show the driver the various images of separate camera modules in mind.
So können auf einem Monitor beispielsweise nebeneinander die Kamerabilder angezeigt werden, die dem Blick des Fahrers in den linken Außenspiegel, in den Innenspiegel und in den rechten Außenspiegel entsprechen. Aus diesen drei Ansichten kann fast lückenlos die Sicht vom Fahrzeug aus in die rückwärtige, der Vorwärtsfahrtrichtung entgegengesetzte Richtung dargestellt werden. Insbesondere bei Verwendung von HDR-Kameramodulen werden Parameter für die Bildaufnahme eingestellt, die die Optimierung für jedes separate Kameramodul erlauben. Dabei können als Parameter beispielsweise die Zahl von Wiederholungen von Aufnahmen, die jeweilige Belichtungszeit sowie für die Einstellung der Empfindlichkeit der Gainfaktor zur Ansteuerung der einzelnen Sensorpixel gewählt werden. Weitere einstellbare Parameter sind beispielsweise eine Farbgewichtung durch Einstellung der relativen Empfindlichkeit der Sensorpixel für die verschiedenen Farben Rot-Grün-Blau, Rot-Weiß-Blau oder andere Primärfarbenkombinationen.Thus, for example, the camera images can be displayed on a monitor side by side, which correspond to the driver's view of the left exterior mirror, the interior mirror and the right exterior mirror. From these three views can almost complete the view from the vehicle in the rear, the forward direction opposite direction are displayed. In particular, when using HDR camera modules parameters for the image recording are set, which allow the optimization for each separate camera module. In this case, for example, the number of repetitions of recordings, the respective exposure time and, for the adjustment of the sensitivity, the gain factor for controlling the individual sensor pixels can be selected as parameters. Further adjustable parameters include color weighting by adjusting the relative sensitivity of the sensor pixels for the different colors red-green-blue, red-white-blue or other primary color combinations.
Jedes einzelne Kameramodul stellt in Abhängigkeit von den erfassten Objekten, der Umgebung und deren Helligkeit und Färbung seine Parameter eigenständig ein, um das aufgenommene Bild nach bestimmten Vorgaben zu optimieren. Dies führt zu unterschiedlichen Parametereinstellungen bei den verschiedenen Kameramodulen, was zu unterschiedlichen Helligkeitseindrücken der verschiedenen Bilder sowie unterschiedlichen Kontrast- und Farbeindrücken führen kann, die vermieden werden sollen.Each individual camera module adjusts its parameters independently depending on the detected objects, the environment and their brightness and color, in order to optimize the recorded image according to specific specifications. This results in different parameter settings for the different camera modules, which can result in different brightness impressions of the different images as well as different contrast and color impressions that are to be avoided.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass die Bildinhalte der durch die verschiedenen Kameramodule aufgenommenen Bilder durch eine Verarbeitungseinheit erfasst und miteinander verglichen werden. Dabei kann die Verarbeitungseinheit Unterschiede im Helligkeitseindruck, in der Farbigkeit, im Kontrast oder in der Farbsättigung feststellen. Hierfür können beispielsweise über das jeweilige Bild gemittelte Werte dieser Parameter ermittelt werden. Es ist auch möglich, jeweils Bildabschnitte mit Extremwerten der genannten Parameter zu ermitteln und die Extremwerte zu bewerten. Darauf stellt die Verarbeitungseinheit einen oder mehrere Parameter eines oder mehrerer Kameramodule derart ein, dass das Erscheinungsbild der verschiedenen angezeigten Bilder einander angenähert wird. Dabei kann beispielsweise der Helligkeitseindruck der verschiedenen Bilder oder die Farbsättigung oder ein Kontrast oder eine Dynamik der Bilder durch geeignete Parameterwahl aneinander angenähert werden. Es kann auch ein Gesamteindruck, der mehrere Parameter, beispielsweise die Helligkeit, die Farbigkeit, den Kontrast und/oder die Dynamik, berücksichtigt, harmonisiert werden. Dazu können beispielsweise die einzelnen aufgenommenen Bilder auch mit einem oder mehreren Referenzbildern verglichen werden, um zu beurteilen, ob das jeweilige aufgenommene Bild realistisch oder verfremdet erscheint. Bei der Anpassung der Parameter der verschiedenen Kameras können dann die Einstellungen derjenigen Kameras stärker verändert werden, die weniger realistische Bilder geliefert haben als andere Kameras/Kameramodule.For this purpose, the invention provides that the image contents of the images taken by the various camera modules are detected by a processing unit and compared with each other. The processing unit can detect differences in brightness impression, in color, in contrast or in color saturation. For this purpose, for example, values of these parameters averaged over the respective image can be determined. It is also possible to determine respective image sections with extreme values of the mentioned parameters and to evaluate the extreme values. Thereafter, the processing unit adjusts one or more parameters of one or more camera modules to approximate the appearance of the various displayed images. In this case, for example, the brightness impression of the various images or the color saturation or a contrast or dynamics of the images can be approximated by suitable parameter selection. It is also possible to harmonize an overall impression taking into account a number of parameters, for example the brightness, the color, the contrast and / or the dynamics. For this purpose, for example, the individual recorded images can also be compared with one or more reference images in order to assess whether the respective recorded image appears realistic or alienated. By adjusting the parameters of the different cameras, the settings of those cameras that have delivered less realistic images than other cameras / camera modules can be changed more.
Es kann dabei weiter vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Parameter durch die elektronischen Kameramodule eingestellt werden und dass darauf durch die Verarbeitungseinheit ein oder mehrere durch die elektronischen Kameramodule eingestellte Parameter erfasst werden.It may be further provided that one or more parameters are set by the electronic camera modules and that one or more parameters set by the electronic camera modules are detected thereon by the processing unit.
Für die Ermittlung der Parameterwerte, die in den einzelnen Kameramodulen durch die Verarbeitungseinheit eingestellt werden sollen, kann es hilfreich sein, wenn die Verarbeitungseinheit zur Auswertung nicht nur die jeweiligen Bildinhalte der Kameramodule bewertet, sondern diesen die bislang verwendeten Parameter zuordnen kann. Dann können beispielsweise fehlerhaft gesetzte Parameter identifiziert oder extrem abweichende Parameter erkannt werden, so dass diese besonders stark korrigiert werden können. Es kann beispielsweise bei Kenntnis der eingestellten Parameter auch ermittelt werden, worauf eine besonders stark verfremdete Aufnahme zurückzuführen ist. Dies erleichtert die Ermittlung von korrigierten Parameterwerten durch die Verarbeitungseinheit. Auch Offsets einzelner Kameramodule, beispielsweise durch technische Fehler, können hierdurch erkannt werden.For the determination of the parameter values that are to be set in the individual camera modules by the processing unit, it may be helpful if the processing unit not only evaluates the respective image contents of the camera modules for evaluation, but can also assign the parameters used so far to them. Then, for example, incorrectly set parameters can be identified or extremely deviating parameters can be detected, so that they can be corrected particularly strongly. It can also be determined, for example, knowing the set parameters, which is due to a particularly alienated recording. This facilitates the determination by the processing unit of corrected parameter values. Even offsets of individual camera modules, for example due to technical errors, can be recognized as a result.
Bei dem Verfahren kann zudem vorgesehen sein, dass die durch die elektronischen Kameramodule eingestellten Parameter vor einer Übermittlung an die Verarbeitungseinheit auf wenigstens eine Bildaufnahme angewendet werden.In the method, it can also be provided that the parameters set by the electronic camera modules are applied to at least one image acquisition before being transmitted to the processing unit.
In einem besonders einfachen Verfahren kann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch die Verarbeitungseinheit bei wenigstens einem zweiten der Kameramodule ein oder mehrere Parameter eingestellt werden, die von einem ersten Kameramodul übernommen werden. Dabei kann beispielsweise das Kameramodul ausgewertet werden, dessen Aufnahmen bei der Bewertung durch die Verarbeitungseinheit die geringste Abweichung von vorliegenden Referenzbildern aufweisen und damit den natürlichsten Eindruck vermittelt. Die Parameter, die den entsprechenden Bildern dieses Kameramoduls zugrunde liegen, können durch die Verarbeitungseinheit ermittelt werden oder liegen dieser vor, und diese Parameter können an ein oder mehrere andere Kameramodule übermittelt werden, um diese ebenso einzustellen wie das erste Kameramodul und damit die durch die Bildaufnahmen der Kameramodule vermittelten Bildeindrücke möglichst zu vereinheitlichen.In a particularly simple method, it can be provided, for example, that one or more parameters are set by the processing unit in at least one second of the camera modules, which are taken over by a first camera module. In this case, for example, the camera module can be evaluated, whose recordings in the evaluation by the processing unit have the least deviation from existing reference images and thus gives the most natural impression. The parameters underlying the corresponding images of this camera module may be determined by or may be provided by the processing unit, and these parameters may be communicated to one or more other camera modules to adjust them as well as the first camera module and thus the camera to unify image impressions mediated by the image recordings of the camera modules as much as possible.
Es kann auch vorgesehen sein, dass durch die Verarbeitungseinheit bei wenigstens einem zweiten der Kameramodule ein oder mehrere Parameter eingestellt werden, wobei der/die betreffende(n) Parameter von einem ersten Kameramodul übernommen, in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der Bildinhalte des ersten und des zweiten Kameramoduls abgeändert und an das/die zweite (n) Kameramodul(e) zur dortigen Einstellung übermittelt wird/werden. In diesem Fall werden eingestellte Parameter eines ersten Kameramoduls nicht unmittelbar übernommen, sondern nach einem Bildvergleich der Bilder verschiedener Kameramodule gegebenenfalls nur einander angepasst oder angenähert. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn durch die Analyse der Parameter und der Bildaufnahmen der Kameramodule festgestellt wird, dass bei einigen Kameramodulen bezüglich einiger Parameter ein Offset besteht, beispielsweise wenn die Bildsensoren des entsprechenden Kameramoduls unempfindlicher sind und somit ein höherer Gainfaktor eingestellt werden muss, um denselben Helligkeitseindruck zu vermitteln wie bei einem anderen Kameramodul, bei dem der Gainfaktor geringer eingestellt ist. Ein solcher Effekt kann auch durch entsprechende Auswahl oder Bearbeitung anderer Parameter erfolgen, wie in dem gegebenen Beispiel dadurch, dass die Gainfaktoren vereinheitlicht werden und unterschiedliche Sensorempfindlichkeiten durch verschiedene Belichtungszeiten ausgeglichen werden.It can also be provided that one or more parameters are set by the processing unit in at least one second of the camera modules, the parameter (s) being taken over by a first camera module, depending on the result of the comparison of the image contents of the first and the second modified second camera module and / or the second (s) camera module (s) for local adjustment is / will be transmitted. In this case, set parameters of a first camera module are not taken directly, but after an image comparison of the images of different camera modules, if necessary, only adapted or approximated. This can be useful, for example, if it is determined by analyzing the parameters and the image recordings of the camera modules that some camera modules have an offset with respect to some parameters, for example if the image sensors of the corresponding camera module are less sensitive and thus a higher gain factor must be set. to give the same brightness impression as with another camera module, where the gain factor is set lower. Such an effect can also be achieved by appropriate selection or manipulation of other parameters, as in the example given by unifying the gain factors and compensating for different sensor sensitivities by different exposure times.
Derartige Parameteroffsets können, wenn sie einmal festgestellt sind, für die verschiedenen Kameramodule auch gespeichert werden, so dass sie unabhängig von der augenblicklich vorliegenden Umgebungssituation berücksichtigt werden können. Es kann beispielsweise auch bei einer Situation mit geringer Helligkeit vorkommen, dass eines der Kameramodule in seinem Bildfeld eine Lichtquelle registriert und die Belichtung reduziert, um eine Blendung durch die Lichtquelle zu vermeiden. Die Umgebung der Lichtquelle und somit möglicherweise der größere Teil des Bildes erscheint damit sehr dunkel, während ein anderes Kameramodul, das keine Lichtquelle in seinem Bildfeld wahrnimmt, die Belichtung heraufregelt und damit ein insgesamt helleres Bild erzeugt. In diesem Fall kann beispielsweise das kritischere und schwieriger einzustellende Bild der Kamera oder des Kameramoduls, die bzw. das eine Lichtquelle erfasst, unverändert gelassen werden, und die Parameter eines oder mehrerer anderer Kameramodule können teilweise an die Parameter des ersten Kameramoduls angepasst werden, um den Helligkeitsunterschied zwischen den erzeugten Bildern zu verringern.Such parameter offsets, once detected, may also be stored for the various camera modules so that they may be considered regardless of the current environmental situation. For example, even in a low-brightness situation, one of the camera modules may register a light source in its image field and reduce the exposure to avoid glare from the light source. The environment of the light source and thus possibly the larger part of the image appears to be very dark, while another camera module, which does not perceive a light source in its field of view, up-regulates the exposure and thus produces an overall brighter image. In this case, for example, the more critical and difficult-to-adjust image of the camera or camera module that detects a light source may be left unchanged, and the parameters of one or more other camera modules may be partially matched to the parameters of the first camera module to compensate for the To reduce brightness difference between the generated images.
Analoges kann beispielsweise gelten, wenn eines der Kameramodule eine farbige Lichtquelle erfasst, beispielsweise bei Anwendung bei Kraftfahrzeugen ein rotes Rücklicht eines anderen Fahrzeugs, so dass eine Einfärbung des Bildes entsteht. In einem solchen Fall kann der Rotanteil oder die Farbsättigung bei diesem Bild verringert werden, wodurch große Teile des Bildes blass erscheinen. Die übrigen Kameramodule, die keine farbige Lichtquelle erfassen, werden dann farbgesättigtere Bilder liefern, so dass insgesamt ein Bruch in der Darstellung erscheinen kann. Es können dann die stärker farbgesättigten Aufnahmen an die weniger farbgesättigte Aufnahme angepasst werden oder umgekehrt.The same can apply, for example, if one of the camera modules detects a colored light source, for example, when used in motor vehicles, a red tail light of another vehicle, so that a coloring of the image. In such a case, the red component or the color saturation in this image may be reduced, whereby large parts of the image appear pale. The remaining camera modules, which do not detect a colored light source, will then provide more color-saturated images, so that overall a break in the representation may appear. It is then possible to adapt the more color-saturated images to the less color-saturated image or vice versa.
Es kann in einer Implementierung der Erfindung konkret vorgesehen sein, dass zunächst ein oder mehrere Parameter durch die elektronischen Kameramodule eingestellt werden und mit diesen Parametern von den Kameramodulen Bildaufnahmen gemacht und an die Verarbeitungseinheit übermittelt werden und dass darauf die Verarbeitungseinheit die Bildinhalte der Bildaufnahmen von mehreren Kameramodulen vergleicht und unter Berücksichtigung des Vergleichs für jedes der Kameramodule einen oder mehrere korrigierte Parameter ermittelt und diese an die Kameramodule übermittelt. In diesem Fall können bei kritischen Situationen sämtliche Kameramodule bezüglich eines oder mehrerer Parameter durch die Verarbeitungseinheit in ihren Einstellungen geändert werden, um die optischen Eindrücke der gelieferten Bilder aneinander anzupassen. Dabei kann die Anpassung so erfolgen, dass möglichst extreme Helligkeiten, Farbsättigungen und Kontraste vermieden werden und dass ein verglichen mit Referenzaufnahmen insgesamt ausgewogener optischer Eindruck erreicht wird.In one implementation of the invention, it may be concretely provided that first of all one or more parameters are set by the electronic camera modules and with these parameters image recordings are made by the camera modules and transmitted to the processing unit and that the processing unit stores the image contents of the image recordings of a plurality of camera modules compares and, taking into account the comparison, determines one or more corrected parameters for each of the camera modules and transmits them to the camera modules. In this case, in critical situations, all of the camera modules may be changed in their settings by one of the processing units with respect to one or more parameters to match the visual impressions of the delivered images. In this case, the adaptation can be carried out in such a way that extreme brightnesses, color saturations and contrasts are avoided and that a balanced overall visual impression is achieved compared to reference images.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die durch die elektronischen Kameramodule eingestellten und bei den Bildaufnahmen verwendeten Parameter an die Verarbeitungseinheit übermittelt und bei der Ermittlung der korrigierten Parameter durch die Verarbeitungseinheit berücksichtigt werden.It can be provided that the parameters set by the electronic camera modules and used in the image recordings are transmitted to the processing unit and taken into account in the determination of the corrected parameters by the processing unit.
Insbesondere kann dabei auch vorgesehen sein, dass für einen oder mehrere oder jeden der einstellbaren Parameter ein Durchschnittswert, insbesondere ein gewichteter Durchschnittswert, der durch die Kameramodule eingestellten Parameterwerte gebildet wird und dass wenigstens einer, insbesondere mehrere, oder jeder der Parameterwerte der einzelnen Kameramodule, der einen Abstand vom Durchschnittswert des betreffenden Parameters aufweist, derart verändert wird, dass sich der Abstand zu dem jeweiligen Durchschnittswert verringert.In particular, it may also be provided that an average value, in particular a weighted average value, of the parameter values set by the camera modules is formed for one or more or each of the adjustable parameters, and that at least one, in particular several, or each of the parameter values of the individual camera modules has a distance from the average value of the respective parameter is changed so that the distance to the respective average value decreases.
Dieses Verfahren stellt ein Beispiel für eine Ausgestaltung der Erfindung dar, die in vielen Fällen zu einer Vereinheitlichung des Erscheinungsbildes unterschiedlicher Bildaufnahmen von verschiedenen Kameramodulen führen kann. Die Gewichtung der Parameterwerte bei der Durchschnittswertbildung kann beispielsweise so erfolgen, dass die Parameterwerte einer Bildaufnahme eines Kameramoduls mit den größten Abweichungen von den Parameterwerten anderer Module geringer gewichtet werden als die Parameterwerte der übrigen Kameramodule. Somit wird beispielsweise ein extrem verfremdetes Bild eines Kameramoduls, dessen Parameterwerte beispielsweise durch eine im Bild befindliche Lichtquelle verschoben sind, bei der Durchschnittswertbildung nur gering gewichtet werden, so dass der gebildete gewichtete Durchschnittswert in der Nähe des Durchschnittswerts der übrigen Kameramodule oder Bildaufnahmen liegt. Dies kann dazu führen, dass die übrigen, relativ unverfälschten Kamerabilder nur in geringem Maße verändert werden und die Bildaufnahme, die durch eine Lichtquelle besonders beeinflusst ist, stärker an die übrigen Bildaufnahmen angepasst wird. Die Gewichtung der Parameterwerte bei der Durchschnittswertbildung eines Parameters kann jedoch auch nach anderen Grundsätzen erfolgen.This method represents an example of an embodiment of the invention, which in many cases leads to a standardization of the invention Appearance of different images of different camera modules can lead. The weighting of the parameter values during the averaging can, for example, be carried out in such a way that the parameter values of an image acquisition of a camera module with the greatest deviations from the parameter values of other modules are weighted less than the parameter values of the other camera modules. Thus, for example, an extremely alienated image of a camera module whose parameter values are shifted, for example, by a light source in the image, will be only slightly weighted in averaging so that the weighted average formed is close to the average of the remaining camera modules or images. This can lead to only a slight change in the remaining, relatively unadulterated camera images, and the image recording, which is particularly influenced by one light source, is adapted more closely to the other image recordings. However, the weighting of the parameter values in the averaging of a parameter can also be carried out according to other principles.
Eine mögliche Ausgestaltung bei der Durchschnittswertbildung kann beispielsweise darin liegen, dass eine Gewichtung der einzelnen Parameterwerte bei der Durchschnittsbildung der Parameterwerte abhängig vom Vergleich des jeweiligen Bildinhaltes mit einem Referenzbild erfolgt. Dabei können als Referenzbild oder Referenzbilder bestimmte ausgewogene oder ausgewogen erscheinende gespeicherte Bildaufnahmen gewählt werden. Referenzbilder können beispielsweise auch in Abhängigkeit von der Uhrzeit oder der herrschenden Helligkeit/Dunkelheit ausgewählt werden, so dass für eine nächtliche Umgebung ohne weiteres auch nächtlich aufgenommene Referenzbilder gewählt werden, während für eine Tagesumgebung Referenzbilder gewählt werden, die tagsüber aufgenommen wurden.One possible embodiment of the averaging can be, for example, that a weighting of the individual parameter values takes place in the averaging of the parameter values depending on the comparison of the respective image content with a reference image. In this case, as a reference image or reference images certain balanced or well-balanced stored images can be selected. For example, reference images may also be selected depending on the time of day or the prevailing brightness / darkness, so that nocturnally recorded reference images are readily selected for a nocturnal environment, while for a daytime environment, reference images are selected that were taken during the day.
Die Erfindung bezieht sich außer auf ein Verfahren der oben erläuterten Art auch auf ein elektronisches Bilderzeugungssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei separaten elektronischen Bildsensoren oder Kameramodulen zur Aufnahme von farbigen Bildern, einer Verarbeitungseinheit und einer elektronischen Anzeigeeinheit zur gleichzeitigen Anzeige mehrerer farbiger Bilder von verschiedenen Bildsensoren, wobei die Bildsensoren mittels einstellbarer Parameter steuerbar sind. Die Aufgabe wird dabei dadurch gelöst, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, Bildinhalte der von verschiedenen Bildsensoren aufgenommenen Bilder zu erfassen und zu vergleichen und einen oder mehrere Parameter eines oder mehrerer Bildsensoren in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs einzustellen.The invention also relates to an electronic imaging system for a motor vehicle having at least two separate electronic image sensors or camera modules for capturing color images, a processing unit and an electronic display unit for simultaneously displaying a plurality of color images of different image sensors, in addition to a method of the type described above. wherein the image sensors are controllable by means of adjustable parameters. The object is achieved in that the processing unit is set up to capture and compare image contents of the images taken by different image sensors and to adjust one or more parameters of one or more image sensors depending on the result of the comparison.
Eine Ausgestaltung eines solchen Bilderzeugungssystems kann vorsehen, dass die elektronischen Bildsensoren oder Kameramodule dazu eingerichtet sind, Parameter für die Bildaufnahme in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen einzustellen, und dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, die von den Bildsensoren eingestellten Parameter zu erfassen und bei der Steuerung der durch die Verarbeitungseinheit einstellbaren Parameter zu berücksichtigen. Solche Parameter können beispielsweise die Parameter für einen Weißabgleich oder Belichtungsparameter sein.An embodiment of such an imaging system may provide that the electronic image sensors or camera modules are adapted to set parameters for image acquisition depending on environmental conditions, and that the processing unit is adapted to detect the parameters set by the image sensors and in the control of the processing unit to take into account adjustable parameters. Such parameters may be, for example, the parameters for a white balance or exposure parameter.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Bildsensoren oder Kameramodule HDR-Sensoren aufweisen, bei denen wenigstens ein Parameter aus der Gruppe der Parameter Belichtungszeit, Gainfaktor, Gewichtung der Gainfaktoren von Sensorpixeln für verschiedene Farben und Anzahl von miteinander kombinierten Aufnahmen einstellbar ist.It can further be provided that the image sensors or camera modules have HDR sensors in which at least one parameter from the group of the parameters exposure time, gain factor, weighting of the gain factors of sensor pixels for different colors and number of recordings combined with one another can be set.
Die Erfindung kann sich in einer konkreten Ausgestaltung auch auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Anzeigebildes mit mehreren farbigen Bildern von verschiedenen, an einem Lastkraftwagen angeordneten Kameramodulen auf einer elektronischen Anzeigeeinheit beziehen, wobei die Kameramodule jeweils Spiegel ersetzen oder ergänzen und insbesondere in verschiedene Richtungen in Fahrtrichtung, gegen die Fahrtrichtung und entlang des Fahrzeugs gerichtet sind. Das Verfahren wird mittels eines elektronischen Bilderzeugungssystems mit zwei oder mehr separaten elektronischen Kameramodulen zum Aufnehmen von farbigen Bildern, einer Verarbeitungseinheit und einer elektronischen Anzeigeeinheit durchgeführt, die zusammen ein Spiegelersatzsystem bilden, wobei die Kameramodule mittels von außen steuerbarer Parameter steuerbar sind.In a specific embodiment, the invention may also relate to a method for producing a display image with a plurality of colored images of different camera modules arranged on a truck on an electronic display unit, wherein the camera modules respectively replace or supplement mirrors and in particular in different directions in the direction of travel, directed against the direction of travel and along the vehicle. The method is performed by means of an electronic imaging system having two or more separate electronic camera modules for capturing color images, a processing unit, and an electronic display unit, which together form a mirror replacement system, the camera modules being controllable by externally controllable parameters.
Zudem ist vorgesehen, dass Bildinhalte der von verschiedenen Kameramodulen aufgenommenen Bilder und/oder die bei der Aufnahme der Bildinhalte angewendeten Parameter durch die Verarbeitungseinheit erfasst und miteinander verglichen werden und ein oder mehrere Parameter eines oder mehrerer Kameramodule in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs durch die Verarbeitungseinheit eingestellt werden.In addition, it is provided that image contents of the images taken by different camera modules and / or the parameters used in recording the image contents are detected by the processing unit and compared with one another and adjusted one or more parameters of one or more camera modules depending on the result of the comparison by the processing unit become.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Lastkraftwagen mit einem oben beschriebenen System (Spiegelersatzsystem) zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention also relates to a truck with a system described above (mirror replacement system) for carrying out this method.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend erläutert. Dabei zeigt
-
1 schematisch eine Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Kameramodulen von oben, -
2 schematisch die Darstellung eines Kameramoduls, -
3 perspektivisch eine Bildsensormatrix, -
4 schematisch ein Sensorpixel, -
5 den grundsätzlichen Aufbau eines Bilderzeugungssystems und -
6 schematisch ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 2 is a schematic top view of a motor vehicle having a plurality of camera modules; -
2 schematically the representation of a camera module, -
3 in perspective an image sensor matrix, -
4 schematically a sensor pixel, -
5 the basic structure of an imaging system and -
6 schematically a flowchart of a method according to the invention.
Die Bildwinkel, die schematisch den erfassten Blickwinkel der einzelnen Kameras andeuten, sind mit
Die Kameramodule der Kameras
Die Verarbeitungseinheit
Um optimierte Parameter für die Bildaufnahmen zu ermitteln, ist die Verarbeitungseinheit
In
Zwischen der Steuereinheit
Zudem können von dem Kameramodul Bildinhalte, d. h. beispielsweise digitale Repräsentationen von aufgenommenen Bildern oder Videodateien oder auch Histogramme oder vorausgewertete Parameter, wie beispielsweise Durchschnittshelligkeit, Kontrast, Farbtönung oder ähnliche, übermittelt werden.In addition, from the camera module image content, d. H. For example, digital representations of captured images or video files, or histograms or pre-evaluated parameters such as average brightness, contrast, hue or the like, are transmitted.
In
Zudem werden die Bildinhalte von den Bildsensoren
Die Vereinheitlichung kann dabei beispielsweise vorsehen, dass die am besten bewertete Bildaufnahme selektiert und die dieser zugrunde liegenden Parameter jeweils an die übrigen, bei der ursprünglichen Aufnahme nicht beteiligten Steuereinheiten übermittelt werden. Dies führt dazu, dass bei den nachfolgenden optimierten Aufnahmen alle Steuereinheiten
Eine weitere Variante kann darin bestehen, dass aufgrund der Bewertung der Bildinhalte ein Parametersatz einer der Steuereinheiten übernommen und die übrigen Parametersätze diesem angenähert werden, so dass im Ergebnis nicht alle Parametersätze der Steuereinheiten
Eine weitere Variante kann vorsehen, die Bildinhalte aller Kameramodule ebenso wie die gesetzten Parameter zu vergleichen und ohne Auswahl einer Masteraufnahme optimierte Parameter hieraus zu bestimmen. Dabei kann eine vorgegebene Gewichtung bei der Berücksichtigung der einzelnen Bildaufnahmen und der ihnen zugrunde liegenden Parameter voreingestellt sein, um beispielsweise bei einer dominierenden Kamera, die auf einem Anzeigemonitor den größten Teil des Bildes einnimmt, die Parameter möglichst wenig zu ändern.Another variant may provide for comparing the image contents of all camera modules as well as the set parameters and determining parameters optimized therefrom without selecting a master recording. In this case, a predefined weighting can be preset in the consideration of the individual image recordings and the parameters on which they are based in order, for example, to change the parameters as little as possible in the case of a dominating camera which occupies most of the image on a display monitor.
Wie in
In
Durch die beschriebene Erfindung wird auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise einem Monitor, eine harmonisierte Gesamtanzeige mehrerer Bilder von separaten Kameramodulen ermöglicht, wobei eine natürliche oder naturnahe Gesamtanmutung erreicht wird.As a result of the described invention, a harmonized overall display of a plurality of images of separate camera modules is made possible on a display unit, for example a monitor, whereby a natural or semi-natural overall impression is achieved.
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| DE102018207386.4A DE102018207386B3 (en) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Method and imaging system for generating a display image in a motor vehicle |
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| DE (1) | DE102018207386B3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111666894A (en) * | 2020-06-08 | 2020-09-15 | 深圳裹动智驾科技有限公司 | Traffic light and vehicle light detection method and sensing system thereof, and vehicle |
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| DE102012024972A1 (en) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Connaught Electronics Ltd. | Method for operating multi-camera system of i.e. passenger car, involves limiting parameter values on predetermined value range by adjusting common desired value, and performing image processing algorithm using electronic computing device |
| DE102012025580A1 (en) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Connaught Electronics Ltd. | Method of operating camera system of motor vehicle, involves setting current parameter value of parameter of slave camera in dependence on current parameter value of same parameter of master camera |
| DE102014118314A1 (en) | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Connaught Electronics Ltd. | Method for adjusting a brightness of a high-contrast image, camera system and motor vehicle |
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2018
- 2018-05-14 DE DE102018207386.4A patent/DE102018207386B3/en active Active
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