DE19628188C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung auf einem Monitor - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung auf einem MonitorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Erfassung der Größe, Form
und Lage eines Bildes auf einem Monitor und eine Vorrichtung zur Festlegung
einer Meßfenstergröße für Bildauswertevorrichtungen, so daß ein von Bildgröße
und -lage eines Monitorbildes unabhängiges Bildverbesserungsergebnis erzielt
werden kann, übereinstimmend mit den Oberbegriffen der unabhängigen Patent
ansprüche 1 und 3. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind
aus US-4 891 696 bekannt.
In der Vergangenheit war das primäre Einsatzgebiet der Endoskopie die Diagno
stik. Bei der Diagnostik betrachtet der Arzt das zu untersuchende Hohlorgan mit
bloßem Auge durch das Endoskop. In den letzten fünf bis zehn Jahren kam das
Endoskop zunehmend auch in der Chirurgie zum Einsatz (Minimal Invasive
Chirurgie). In der Chirurgie werden jedoch andere Anforderungen an ein endosko
pisches System gestellt als bei der Diagnostik. Bei einem chirurgischen Eingriff
muß dem gesamten Operationsteam das Bild des Operationsfeldes zur Verfügung
stehen, da mehrere Personen den chirurgischen Eingriff in Zusammenarbeit durch
führen. Es reicht deshalb nicht aus, das Operationsfeld mit bloßem Auge durch ein
Endoskop zu betrachten. Zu diesem Zweck wird am proximalen Ende des Endo
skops eine Videokamera aufgesetzt, womit das Operationsfeld auf einem Monitor
dargestellt werden kann.
Nun ist es aber häufig der Fall, daß die Lage und Größe des auf dem Bildschirm
dargestellten Bildes nicht immer optimal sind. In vielen Fällen füllt außerdem das
auf dem Monitor unvergrößert dargestellte Bild aufgrund der verwendeten Optiken
mit kleinem Durchmesser den Bildschirm nur zu einem Bruchteil aus. Es gilt
deshalb nach einer Möglichkeit zu suchen, die Lage und Größe des auf dem
Monitor dargestellten Bildes zu erfassen.
Soll in einem endoskopischen System eine Bildverbesserung mit Hilfe eines
Histogrammers (s. Philips Datenblatt TDA 9170) durchgeführt werden, so muß
dem Histogrammer, welcher die Helligkeitsverteilung des Bildes über ein Bild
integriert mißt, das Meßfenster mitgeteilt werden, in welchem die Histogram
messung durchgeführt werden soll. Wird z. B. immer das ganze Bild zur Histo
grammessung herangezogen, so tritt bei kleinen Bilddurchmessern der Fall auf, daß
ein großer Teil des Bildschirms schwarz ist und die Histogrammessung somit
verfälscht wird, wobei der große Anteil von dunklen Bildbereichen von dem
kleinen auf dem Monitor dargestellten Bild verursacht wird und nicht aus einem
Bild mit vielen dunklen Bildanteilen. Es muß dem Histogrammer also das Meßfen
ster mitgeteilt werden oder das Bild, bevor es zum Histogrammer gelangt, so
vergrößert werden, daß es mit dem dann fest eingestellten Meßfenster überein
stimmt.
Um ein Bild auf dem Monitor in der Größe veränderbar darstellen zu können,
werden in manchen Fällen Zoomobjektive eingesetzt. Diese weisen jedoch den
Nachteil auf, daß die mechanischen Abmessungen und das Gewicht größer sind als
bei herkömmlichen Objektiven, was sich beim endoskopischen Einsatz besonders
nachteilig auswirkt. Eine automatische Bildgrößenanpassung kann ebenfalls nicht
durchgeführt werden, da die Brennweite immer manuell nachgestellt werden muß,
was den Arbeitsablauf behindert.
Die mathematischen Grundlagen, die erforderlich sind, um ein Bild in seiner Größe
zu verändern (Skalierung), sind schon seit längerer Zeit bekannt. Es gibt ver
schiedene Verfahren, die sich in bezug auf die zu erzielende Bildqualität und die
erforderlichen Rechenleistung stark unterscheiden (s. Artikel "Digitale Videoska
lierung und -kompression", Design & Elektronik 20 v. 04.10.1995).
Ebenso gibt es zahlreiche Softwarelösungen, die in Verbindung mit einem sog.
Frame Grabber auf PCs eine Bildskalierung ermöglichen. Dies hat jedoch im
allgemeinen den Nachteil, daß trotz des Einsatzes von Hochleistungsprozessoren
mit Hilfe der Softwarelösung eine Skalierung in Echtzeit nicht möglich ist. Einige
Halbleiterhersteller sind aus diesem Grund dazu übergegangen, spezielle in Hard
ware ausgeführte Prozessoren anzubieten, die eine Skalierung in Echtzeit er
möglichen. Die eigentliche Skalierung ist somit nicht Gegenstand dieser Erfindung
und kann als Stand der Technik betrachtet werden.
DE-A-1 241 869 beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Verbesserung der
Detailerkennbarkeit eines Fernsehbildes, mit der der Kontrast eines Bildteiles auf
elektronischem Wege durch Verstärkungsanhebung verbessert werden kann.
Hierzu werden aus dem Videosignal bestimmte Teile herausgefiltert, die einer
genau festgelegten Fläche, d. h. dem Meßfenster, entsprechen und dazu benutzt
werden, die Detailerkennbarkeit in Bildteilen innerhalb dieser Fläche durch Kon
trastanhebung zu verbessern. Wenn, was theoretisch möglich wäre, die Fläche auf
den gesamten Bildbereich, d. h. die gesamte nicht schwarze Fläche des Bildschirms,
ausgedehnt würde, könnte keine Verbesserung der Detailerkennbarkeit eines
bestimmten Bildteiles erreicht werden.
In der DE-C-39 28 052 ist eine automatische Lichtregelung für ein Endoskop
beschrieben, bei der das Beleuchtungslicht für ein Endoskop so geregelt wird, daß
unabhängig vom Objektabstand und vom Bildkreisdurchmesser des Endoskopes
eine für Videoaufnahmen optimale Ausleuchtung des Beobachtungsobjektes erzielt
wird. Durch Verwendung eines Integrators zur Gewinnung des Mittelwertes der
Helligkeit des endoskopischen Bildes innerhalb eines erzeugten Meßfensters
werden Verfälschungen durch Bildstörungen und Überstrahlen durch sehr helle
Bildteile, z. B. Schleimhautreflexe, vermieden.
Die US-4 891 696, von der die Erfindung ausgeht, beschreibt keine Maßnahmen,
auch die Form eines auf einem Monitor eines Endoskopsystems angezeigten Bildes
zu erfassen und ein angepaßtes Meßfenster so zu erzeugen, daß es vollständig
innerhalb des angezeigten Bildes liegt, jedoch einen möglichst großen Bildteil
erfaßt.
Es soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die die in einem bildgebenden,
insbesondere endoskopischen System auftretenden Schwankungen der Bildgröße,
-form und -lage erfassen kann. Diese Vorrichtung soll so gestaltet sein, daß eine
Bildverbesserungsvorrichtung nachgeschaltet und diese so gesteuert werden kann,
daß optimale Verbesserungsergebnisse erzielt werden können. Die Vorrichtung
soll auch in der Lage sein, einem Histogrammer Informationen für das Meßfenster,
in welchem die Histogrammessung durchgeführt werden soll, einzugeben.
Die Erfassung von Bildgröße, Form und der Bildlage und die Steuerung der
nachgeschalteten Subsysteme (Histogrammer, Skalierung) sollten möglichst
automatisch ablaufen, damit sich das Operationsteam auf die Operation konzen
trieren kann und sich nicht mit technischen Details beschäftigen muß.
Demnach ist es primäre Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben und eine
Vorrichtung so zu schaffen, daß bei Einsatz einer Bildverbesserungseinheit, d. h.
einem Histogrammer, das diesem zuzuführende Meßfenster der Größe und Form
des endoskopischen Bildes automatisch angepaßt werden kann.
Bei einer Kombination eines solchen Histogrammers mit einer Bildskaliereinheit
sollen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung gleichermaßen
geeignet sein, ein solches kombiniertes System so anzusteuern, daß das Meßfenster
für die Bildverbesserungseinheit dann einer vorwählbaren, auf dem Monitor
konstant darstellbaren Bildgröße entspricht.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur automatischen
Erfassung der Größe, Form und Lage eines Bildes auf einem Monitor folgende mit
einer automatischen Verarbeitungseinheit ausgeführte Schritte auf:
- A: Vergleichen eines pixelweise zugeführten, digitalen Videoeingangssignals mit einem Referenzwert für aufeinanderfolgende Zeilen und Erzeugung eines Aktiviersignals, wenn der Pegel des Videoeingangssignalpixels den Referenzwert überschreitet;
- B: Ermittlung der Adresse der ersten Zeile mit Bildinhalt auf der Grundlage des durch den Vergleichsschritt erzeugten Aktiviersignals;
- C: Ermittlung der Adresse der letzten Zeile mit Bildinhalt auf der Grundlage des Aktiviersignals;
- D: Ermittlung der Adresse der mittleren Bildzeile aus den jeweiligen Adressen der ersten Bildzeile und der letzten Bildzeile;
- E: Ermittlung eines ersten, einen horizontalen Bildanfang angebenden Werts bei der Adresse der mittleren Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals von Schritt A;
- F: Ermittlung eines zweiten, ein horizontales Bildende angebenden Werts bei der Adresse der mittleren Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals von Schritt A;
- G: Berechnung der horizontalen Bildgröße und -lage auf der Grundlage der in den Schritten E und F ermittelten ersten und zweiten Werte; und
- H: Berechnung der Bildgröße und -lage in Vertikalrichtung auf der Grundlage der in den Schritten B und C ermittelten Adressen, gekennzeichnet durch folgende Schritte;
- I: Ermittlung eines dritten, einen horizontalen Bildanfang angebenden Werts bei der letzten Zeile mit Bildinhalt auf der Basis des Aktiviersignals von Schritt A; jeweils speichern der in den Schritten B bis I ermittelten Werte und Adressen;
- K: Vergleichen dieses dritten Werts mit dem in Schritt E ermittelten ersten Wert; und
- L: Entscheiden anhand des Vergleichsergebnisses des Schritts K, ob ein rechteckiges Bild vorliegt oder nicht.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt weist eine Vorrichtung zur
Festlegung einer Meßfenstergröße für Bildauswertevorrichtungen, die Informatio
nen eines auf einem Monitor gezeigten Videobildes aus einem pixelweise zu
geführten digitalisierten Videosignal auswerten, auf:
- - eine Bildsignalerfassungseinrichtung, die aus dem pixelweise zugeführten Videosignal Pixel mit Bildinhalt erfaßt und daraus ein Aktiviersignal erzeugt,
- - einen Zeilenadressenzähler, der fortlaufend die Zeilen eines Anzeigerah mens zählt,
- - einen Pixelzähler, der die Pixel jeder Zeile zählt, und
- - eine Ermittlungseinrichtung, die
- - auf der Basis des Aktiviersignals und der vom Zeilenadressenzähler gezähl ten Zeilenadresse eine Adresse der ersten Zeile mit Bildinhalt ermittelt,
- - auf der Basis des Aktiviersignals und der vom Zeilenadressenzähler gezähl ten Zeilenadresse eine Adresse der letzten Zeile mit Bildinhalt ermittelt,
- - aus den Adressen der ersten und der letzten Zeile mit Bildinhalt eine Adresse der mittleren Bildzeile ermittelt,
- - bei der so ermittelten Adresse der mittleren Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals und des Zählerstandes des Pixelzählers einen einen horizontalen Bildanfang angebenden ersten Wert ermittelt, und
- - bei der Adresse der mittleren Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals und des Zählerstandes des Pixelzählers einen ein horizontales Bildende angeben den zweiten Wert ermittelt,
- - eine mit der Ermittlungseinrichtung verbundene Speichereinrichtung zum Speichern der ermittelten Adressen und Werte und
- - einen Mikrocomputer, der die Adresse der mittleren Bildzeile berechnet,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer weiterhin einen einen
horizontalen Bildanfang angebenden dritten Wert bei der ermittelten Adresse der
letzten Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals und des Zählstandes des Pixel
zählers berechnet, den ersten Wert mit dem dritten Wert vergleicht, aus dem
Vergleichsergebnis die vorliegende Bildform (kreis- oder rechteckförmig) ermittelt
und aus der ermittelten Bildform sowie den gespeicherten Daten der ermittelten
Adressen und Werte ein Meßfenster so berechnet, daß es immer innerhalb des
angezeigten Videobildes liegt und daß es einen möglichst großen Bildteil erfaßt.
Eine in der Ermittlungseinrichtung vorgesehene Speichereinrichtung dient zum
Zwischenspeichern der ermittelten Werte und Adressen, und eine Mikrocomputer
einheit ist dazu eingerichtet, die Adresse der mittleren Bildzeile sowie die Bild
größe und -lage aus den gespeicherten Adressen und Werten zu berechnen. Dabei
bildet die Mikrocomputereinheit die Adresse der mittleren Bildzeile in Form des
arithmetischen Mittelwerts der zwischengespeicherten Adressen der ersten und
letzten Bildzeile. Die gesamte Ermittlung und Berechnung der Adressen und Werte
erfolgt halbbildweise, gesteuert durch einen Vertikalsynchronimpuls. Während der
Periode des Vertikalsynchronimpulses bleiben die ermittelten Werte und Adressen
in der Speichereinrichtung zwischengespeichert.
Um festzustellen, wann in einer Zeile ein Bildsignal vorliegt, weist die Bildsignal
erfassungseinrichtung einen Vergleicher und einen Referenzspannungsgenerator
zur Erzeugung einer Referenzsspannung Uref auf, und der Vergleicher vergleicht
das Videosignal pixelweise mit dieser Referenzspannung. Der Referenzspannungs
generator kann eine konstante Referenzspannung erzeugen oder alternativ eine von
einem Benutzer veränderbare Referenzspannung. Mit Hilfe der Veränderung der
Referenzspannung kann ein Benutzer selbst das gesamte System an, z. B. durch
unterschiedliche Belichtungsquellen bewirkte, verschiedene Bildhelligkeiten des
Videogliedes anpassen.
Wenn auch zweckmäßigerweise bei der letzten Zeile mit Bildinhalt ein dritter
Wert, bei dem ein bilderzeugender Pixel vorliegt, auf der Basis des von der
Bildsignalerfassungseinrichtung erzeugten Aktiviersignals und auf der Basis des
Zählstandes des Pixelzählers ermittelt wird, kann die Mikrocomputereinheit dazu
programmiert sein, den horizontalen (linken) Bildabstand, der durch den ersten
ermittelten Wert bei der mittleren Bildzeile angegeben wird, mit dem horizontalen
(linken) Bildabstand bei der letzten bildgebenden Zeile, der durch den dritten Wert
angegeben wird, zu vergleichen und aus dem Vergleichsergebnis die vorliegende
Bildform (kreis- oder rechteckförmig) zu unterscheiden.
Eine nachgeschaltete Bildverbesserungseinheit kann somit die Komponenten
signale einer vom Bildsignal abhängigen Verbesserungsfunktion innerhalb eines
von der Bildgröße, -form und -lage abhängigen Meßfensters unterwerfen, das von
der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt und an eine sich ändernde Bildgröße,
-form und -lage so angepaßt wird, daß es immer innerhalb des Bildes liegt, jedoch
einen möglichst großen Bereich des Bildes erfaßt.
Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen werden nachfolgend anhand
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Es
zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Bildvergrößerungsschaltung gemäß einer
ersten Ausführungsform, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung der
Bildgröße und -lage beinhaltet;
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bildver
besserung, die von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Bild
größe und -lage eines Videobildes derart angesteuert wird, daß unabhängig von der
Bildgröße am Eingang der Bildverbesserungseinheit immer ein optimales Bildver
besserungsergebnis erreicht wird;
Fig. 3 schematisch ein endoskopisches Bild auf einem Monitor mit Para
metern zur Bestimmung der Bildgröße und -lage;
Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform eines wesentlichen Schaltungsteils
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Bildgröße und -lage;
Fig. 5 schematisch ein weiteres endoskopisches Bild auf einem Monitor mit
Parametern zur Festlegung eines Meßfensters;
Fig. 6 schematisch ein anderes endoskopisches Bild auf einem Monitor zur
Erläuterung, wie die Form des abgebildeten Videobildes erfaßt werden kann; und
Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktion der
Speichersteuerung und der Vorrichtung zur Erfassung der Bildgröße
und -lage gemäß Fig. 4.
In Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer eine Ausführung der Erfindung
verkörpernden Bildvergrößerungsschaltung dargestellt, welche die
Bildgröße des auf dem Monitor dargestellten Bildes konstant und auf
einer vorwählbaren Größe hält.
Der Decoder 1 decodiert und digitalisiert das am Eingang pixelweise
ankommende Videosignal in das von der für die Bildskalierung zu
ständigen Baugruppe benötigte Format (YUV, RGB). Er stellt eben
falls die für die Multiplexer 3a, 3b, den Bildspeicher 2 und die
Einheit 4 zur Bildskalierung benötigten Steuersignale zur Verfügung.
Die Bilddaten werden über den Multiplexer 3a in einen aus zwei
Speicherbänken bestehenden Bildspeicher 2, 2 zwischengespeichert
und werden von dort über einen Multiplexer 3b an die Einheit zur
Bildskalierung 4 weitergeleitet.
Es werden zwei Bildspeicherbänke 2, 2 benötigt, da die Einheit 4
während eines Halbbildes je nach eingestelltem Vergrößerungsfaktor
mehrmals zu einer Zeile zugreifen muß. Zwischen den beiden Zugrif
fen darf der Inhalt der Zeile nicht verändert werden. Daher ist es
nötig, während das erste Halbbild von der Einheit 4 zur Bildver
größerung bearbeitet wird, das zweite Halbbild in einen zweiten
Speicher zu schreiben. Im nächsten Halbbild wird dann dieser Spei
cher von der Baugruppe zur Bildvergrößerung bearbeitet und der
erste Speicher durch den Decoder 1 neu beschrieben. Die Multiplexer
3a und 3b dienen zum Umschalten der beiden Speicherbänke 2, 2 des
Bildspeichers.
Die Baugruppe zur Bildskalierung wird von einem Mikrocomputer 8
gesteuert, der funktionell ein Teil der weiter unten anhand Fig. 4
beschriebenen Vorrichtung zur Erfassung der Bildgröße und -lage ist,
d. h. mit Hilfe des Computers 8 wird die Bildgröße und -lage erfaßt
und der Vergrößerungsfaktor eingestellt. Der Computer 8 erhält
seinerseits wieder Steuersignale über eine Bedieneinheit 30, womit
die Bildgröße verändert werden kann. Die Vorrichtung 7 zur Größe-
und Lageerfassung stellt dem Computer 8 die von diesem zur Berech
nung des Vergrößerungsfaktors benötigten Daten zur Verfügung.
Diese Daten werden von dem Computer 8 ausgewertet und bestimmen
zusammen mit den an der Bedieneinheit 30 eingestellten Werten den
Vergrößerungsfaktor. Am Eingang der Vorrichtung 7 zur Erfassung
der Bildgröße und -lage stehen die vom Decoder 1 erzeugten Steuer
signale und die digitalisierten Videosignale an. Da die Vorrichtung 7
zur Erfassung der Bildgröße und -lage und ihre Funktion zentraler
Bestandteil dieser Erfindung ist, wird diese Vorrichtung im Detail
weiter unten anhand der Fig. 4 und 7 beschrieben.
Vom Ausgang der Einheit zur Bildskalierung 4 gelangen die noch
digitalen Bilddaten zum Encoder 6 und werden dort in der Fernseh
norm entsprechende Analogsignale umgewandelt, so daß am Ausgang
des Encoders 6 ein normgerechtes Videosignal an steht, welches in
der an der Bedieneinheit wählbaren Größe von einem Monitor ange
zeigt oder von einem Videorecorder aufgenommen werden kann.
Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, die eine Vorrichtung zur verbesserten Bilddarstellung
verkörpert. Ziel dieser Ausführungsform ist es, eine Bildverbesse
rungseinheit 5 (z. B. Philips TDA 9170) derart zu steuern, daß un
abhängig von der Bildgröße am Eingang der Bildverbesserungseinheit
5 immer ein optimales Bildverbesserungsergebnis erreicht wird. Der
Decoder 1 wandelt das am Eingang pixelweise anstehende Videosig
nal in ein Komponentensignal um, welches von der Bildverbesse
rungseinheit 5 weiterverarbeitet werden kann (z. B. YUV). Dieses
Komponentensignal steht am Eingang der Bildverbesserungseinheit 5
an. Zusätzlich liefert der Decoder 1 Steuersignale für die Bildverbes
serungseinheit 5 und den Encoder 6.
Auf die einzelnen Komponenten wird nun eine vom Bildsignal ab
hängige Funktion ausgeübt (s. Philips Datenblatt TDA 9170). Das
Bildsignal wird hierzu von der Bildverbesserungseinheit 5 in einem
durch den Mikrocomputer 8 einstellbaren Meßfenster analysiert, d. h.
bei sich ändernder Bildgröße und -lage muß das Meßfenster dyna
misch angepaßt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Computer 8 in
Verbindung mit der Vorrichtung 7 zur Erfassung der Bildgröße und
-lage, auf die noch im Detail eingegangen wird. Durch die Bedien
einheit 30 kann über den Computer 8 die Bildverbesserungscharak
teristik wählbar eingestellt werden. Die am Ausgang der Bildverbes
serungseinheit anstehenden Komponentensignale gelangen zum Enco
der und werden dort in normgerechte, auf einem Monitor darstellbare
analoge Videosignale umgewandelt.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß auch eine Kombination der
Schaltungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 (Bildvergrößerung auf eine
vorbestimmbare Größe mit anschließender Bildverbesserung) möglich
ist. Das Meßfenster für die Bildverbesserungseinheit entspricht dann
der an der Bedieneinheit vorgewählten, auf dem Monitor konstant
dargestellten Bildgröße.
Fig. 3 zeigt schematisch und beispielhaft ein endoskopisches Bild 9
auf einem Monitor 36. Um die Lage und Größe des Bildes bestimmen
zu können, ist es vorteilhaft, folgende Größen zwischenzuspeichern:
Adresse 10 der ersten Zeile mit Bildinhalt
Adresse 13 der letzten Zeile mit Bildinhalt
Zeilenadresse 16 der mittleren Bildzeile
Pixelanzahl 11 vor Bildanfang bei Zeilenadresse 16 der mitt leren Bildzeile
Pixelanzahl 12 bis Bildende bei Zeilenadresse 16 der mittleren Bildzeile.
Adresse 10 der ersten Zeile mit Bildinhalt
Adresse 13 der letzten Zeile mit Bildinhalt
Zeilenadresse 16 der mittleren Bildzeile
Pixelanzahl 11 vor Bildanfang bei Zeilenadresse 16 der mitt leren Bildzeile
Pixelanzahl 12 bis Bildende bei Zeilenadresse 16 der mittleren Bildzeile.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung 7 zur Ermittlung der oben aufgeführ
ten Werte dargestellt, deren Funktionen durch den bereits erwähnten
Mikrocomputer 8 ergänzt werden. Warum gerade diese Werte zur
Erfassung der Lage und Größe herangezogen werden, wird anschlie
ßend noch anhand der Fig. 5 erläutert.
Die Signale auf der linken Seite von Fig. 4 kommen vom Decoder 1
gemäß Fig. 1 und Fig. 2. Die Signale auf der rechten Seite kommen
vom bzw. gehen zum Computer 8, der die Zeilenadresse der mitt
leren Bildzeile 16 aus der ersten Bildzeile 10 und der letzten Bildzei
le 13 wie folgt berechnet:
Zeilenadresse 16 der mittleren Bildzeile =
= (Adresse 10 der ersten Zeile + Adresse 13 der letzten Zeile)/2
= (Adresse 10 der ersten Zeile + Adresse 13 der letzten Zeile)/2
Der Computer 8 ist optimal für die Ausführung von arithmetischen
Funktionen ausgelegt. Die restlichen Werte werden direkt in der in
Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ermittelt.
Prinzipiell ist der Ablauf folgendermaßen: Während des Vertikalsyn
chronimpulses V_Sync werden die von der Vorrichtung 7 in Fig. 4
ermittelten Werte und Adressen an den Computer 8 mit Hilfe der
Steuer- und Datenleitungen, welche die in Fig. 4 dargestellte Vor
richtung 7 mit dem Computer 8 verbinden, übertragen. Die Vor
richtung erhält vom Computer 8 die Adresse 16 der berechneten
mittleren Bildzeile vom letzten Halbbild, welche dann der Zeile
entspricht, bei der die Vorrichtung 7 in Fig. 4 die Pixelanzahl 11
vor Bildanfang und die Pixelanzahl 12 bis Bildende ermittelt. Die
berechnete mittlere Bildzeile entspricht zwar der mittleren Bildzeile
des letzten Halbbildes, diese zeitliche Verschiebung um ein Halbbild
(20 ms) hat jedoch im praktischen Betrieb keinerlei Auswirkung, da
die zeitliche Verschiebung wesentlich geringer ist als die Verände
rung der Größe und Lage des Bildes. Der Datenaustausch zwischen
der Vorrichtung 7 zur Erfassung der Bildgröße und -lage und dem
Computer 8 läuft nach folgendem Schema ab:
Ist ein Halbbild beendet, so wird das V_Sync-Signal am Eingang der Speichersteuerung 28 aktiv. Die Speichersteuerung 28 löst mit Hilfe des /INT Signals einen Interrupt beim Computer 8 (Fig. 1, 2) aus. Dieser wird hierdurch veranlaßt, die im Speicher 24 gespeicherten Werte einzulesen. Dieser Lesevorgang wird der Speichersteuerung 28 durch das Aktivieren des vom Computer 8 kommenden /RD Signals in Verbindung mit den Adressleitungen A0. . .A2 signalisiert. Bei Aktivierung des /RD Signals wertet die Speichersteuerung 28 die Adreßleitungen A0. . .A2 aus. Je nach Zustand der Adreßleitungen (acht Möglichkeiten) adressiert die Speichersteuerung 28 die entspre chende Speicherstelle bzw. wird das entsprechende Register über den Multiplexer 26 auf die Datenleitungen des Computers 8 geschaltet und von diesem gelesen.
Ist ein Halbbild beendet, so wird das V_Sync-Signal am Eingang der Speichersteuerung 28 aktiv. Die Speichersteuerung 28 löst mit Hilfe des /INT Signals einen Interrupt beim Computer 8 (Fig. 1, 2) aus. Dieser wird hierdurch veranlaßt, die im Speicher 24 gespeicherten Werte einzulesen. Dieser Lesevorgang wird der Speichersteuerung 28 durch das Aktivieren des vom Computer 8 kommenden /RD Signals in Verbindung mit den Adressleitungen A0. . .A2 signalisiert. Bei Aktivierung des /RD Signals wertet die Speichersteuerung 28 die Adreßleitungen A0. . .A2 aus. Je nach Zustand der Adreßleitungen (acht Möglichkeiten) adressiert die Speichersteuerung 28 die entspre chende Speicherstelle bzw. wird das entsprechende Register über den Multiplexer 26 auf die Datenleitungen des Computers 8 geschaltet und von diesem gelesen.
Sind nun alle vom Computer 8 zu lesenden Werte gelesen, so
schreibt dieser den zuletzt berechneten Wert der mittleren Bildzeile
in den dafür vorgesehenen Speicher 27. Hierzu aktiviert der Compu
ter 8 das /WR-Signal und legt die dem Register entsprechende Adres
se den Adreßleitungen A0. . .A2 an. Das /MEM-IO Signal verdeut
licht der Speichersteuerung 28, daß es sich um einen IO Zugriff des
Computer 8 handelt. Dies verhindert, daß, falls der Computer 8 auf
seinen Arbeitsspeicher zugreift (d. h., A0. . .A2, /RD, /WR können
aktiv sein), versehentlich von Seiten der Vorrichtung 7 zur Erfassung
der Bildgröße und -lage dieser Zugriff als Schreib- oder Lesebefehl
für den Speicher 24, 27 erkannt wird.
Der Datenaustausch mit dem Computer 8 ist jetzt beendet. Dieser
wertet nun die gelesenen Daten aus, berechnet den Wert der mittleren
Bildzeile und das resultierende Meßfenster oder den entsprechenden
Zoomfaktor und Bildmittelpunkt und initialisiert die angeschlossene
Einheit 4 zur Bildskalierung (Fig. 1) oder die Bildverbesserungsein
heit 5 (Fig. 2). Auf die Berechnung der einzelnen Werte bzw. die
Berechnung des Meßfensters wird in den Fig. 5 und 6 noch näher
eingegangen.
Wird das V_Sync-Signal wieder inaktiv, so erkennt die Speicher
steuerung 28, daß ein neues Halbbild beginnt. Der Zeilenzähler 23
beginnt nun, die Bildzeilen zu zählen, d. h., der Zählerstand wird bei
jedem Zeilensynchronismus H_Sync um 1 erhöht. Ebenfalls beginnt
der Pixelzähler 22 die Anzahl der Pixel innerhalb einer Zeile zu
zählen. Hierzu liegt an dessen Eingang die Pixelfrequenz fPIX als
Takt an. Bei jeder neuen Zeile wird der Pixelzähler mit Hilfe des
Zeilensynchronimpulses zurückgesetzt. Der Pixelzähler 22 liefert
somit zu einem beliebigen Zeitpunkt die aktuelle Pixelposition in
nerhalb einer Zeile, und der Zeilenzähler 23 liefert die aktuelle
Zeilenzahl im entsprechenden Halbbild. Die Speichersteuerung 28
erkennt über die Eingangssignale V_Sync und H_Sync, wenn ein
neues Halbbild und eine neue Zeile beginnt.
Die vom Decoder 1 kommenden Videodaten stehen am Vergleicher 29
an. Dieser vergleicht das Videosignal mit einem am Vergleicher 29
anstehenden Referenzsignal Uref. Ist der Pegel des Videosignals
größer als das Referenzsignal, wird der Ausgang des Vergleichers
aktiv. Die Speichersteuerung 28 zeigt an, daß zu diesem Zeitpunkt
ein Videosignal anliegt. Das Referenzsignal Uref kann konstant oder
auch einstellbar sein.
Mit Hilfe des in Fig. 7 dargestellten Flußdiagramms soll die Funk
tion der Speichersteuerung 28 erklärt werden. Beim Start nach dem
Einschalten befindet sich die Speichersteuerung 28 in einem definier
ten Zustand (Schritt S1). Als Takt für die Speichersteuerung 28 wird
die Pixelfrequenz verwendet, d. h., bei jedem Pixel wird eine Opera
tion ausgeführt. Es wird das vom Vergleicher 29 gelieferte Signal
abgefragt (Schritt S2). Beim ersten aktiven Pixel des Halbbildes wird
der Zeilenzähler 23 von der Speichersteuerung 28 ausgelesen und die
Adresse der ersten Zeile 10 im Speicher 24 abgespeichert (Schritt
S3). Nun vergleicht die Speichersteuerung 28 den Inhalt des Zeilen
zählers 23 mit der im Speicher 27 gespeicherten, vom Computer 8
berechneten Adresse der mittleren Bildzeile 16 (Schritt S4). Ist die
mittlere Bildzeile 16 im Halbbild erreicht, so fragt die Speichersteue
rung 28 das vom Vergleicher 29 gelieferte Signal ab (Schritt S5).
Beim ersten aktiven Pixel der mittleren Bildzeile liest die Speicher
steuerung 28 den Pixelzähler 22 aus und speichert diesen ersten Wert
im Speicher 24 in Form der Pixelanzahl 11 vor Bildanfang ab
(Schritt S6). Beim nächsten Pixel wird wieder der Pixelzähler ausge
lesen und als zweiter Wert für die Pixelanzahl 12 bis Bildende im
Speicher 24 abgespeichert (Schritt S7). Dieser abgespeicherte Wert
wird bei jedem aktiven Pixel der mittleren Bildzeile überschrieben
(Schritt S7), bis die Abfrage (Schritt S8) ergibt, daß das Bild inaktiv
ist.
Ist das Bild nicht mehr aktiv, so kann es sich um das Bildende der
mittleren Zeile oder um ein schwarzes Objekt inmitten des Bildes
handeln. Daher wird nach dem ersten inaktiven Pixel die Adresse der
Zeile abgefragt, d. h., es wird der Zeilenzähler 23 mit dem im Spei
cher 27 abgespeicherten Wert der mittleren Bildzeile verglichen
(Schritt S9). Solange noch nicht die nächste Zeile erreicht ist, wird
das Signal des Vergleichers 29 erneut abgefragt (Schritt S8). Ist ein
Pixel aktiv, so wird der zuletzt im Speicher 24 abgelegte Wert für
die Pixelanzahl 12 bis Bildende überschrieben (Schritt S7). Dieser
Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Abfrage der Bildzeile
(Schritt S9) ergibt, daß die nächste Bildzeile erreicht ist. Dies stellt
also sicher, daß am Ende der mittleren Bildzeile der zweite Wert für
die Pixelanzahl 12 bis Bildende dem letzten aktiven Pixel entspricht.
Wird die nächste Zeile erreicht, so wird wieder das Signal des Ver
gleichers 29 von der Speichersteuerung 28 ausgewertet (Schritt S10).
Bei jedem aktiven Pixel wird nun der Zählwert des Zeilenzählers 23
als Adresse 13 für die letzte Bildzeile im Speicher 24 abgelegt
(Schritt S11). Wird bei inaktivem Bild ein Vertikalsynchronimpuls
V_Sync erkannt (Schritt S12), so wird von der Speichersteuerung 28
ein Interruptsignal ausgegeben (Schritt S13), was den Computer 8
dazu veranlaßt, die im Speicher 24 abgelegten Werte auszulesen und
die neu berechnete Adresse für die mittlere Bildzeile im Speicher 27
abzuspeichern. Beim nächsten Halbbild, genauer gesagt beim näch
sten aktiven Pixel, ermittelt die Speichersteuerung 28 erneut wie
oben beschrieben die Werte.
Wird bei inaktivem Bild kein Vertikalsynchronimpuls erkannt (Schritt
S12), so wird wieder abgefragt, ob ein aktives Pixel vorliegt (Schritt
S10), und der Wert für die letzte Bildzeile 13 überschrieben (Schritt
S11). Somit ist sichergestellt, daß, sobald ein Vertikalsynchronimpuls
erkannt (Schritt S12) und ein Interrupt (Schritt S13) ausgelöst wird,
der Zählerstand der letzten Bildzeile 13 im Speicher 24 abgespeichert
ist (Schritt S11).
Anhand der Fig. 5 soll veranschaulicht werden, wie aus den von der
Vorrichtung 7 zur Erfassung der Bildgröße und -lage ermittelten
Werten das Meßfenster bzw. der Zoomfaktor, berechnet werden
kann.
Für den Fall, daß eine Bildverbesserungseinheit 5, wie sie Fig. 2
zeigt, zum Einsatz kommt, muß dieser Bildverbesserungseinheit 5 das
Meßfenster 32 mitgeteilt werden. Auf die Berechnung der Adresse
der mittleren Bildzeile 16 wurde vorher bereits eingegangen. Das
Meßfenster 32 wird durch folgende Größen gekennzeichnet:
Startzeile (18-19)
Stopzeile (20-21)
Startpixel (18-20)
Stoppixel (19-21).
Startzeile (18-19)
Stopzeile (20-21)
Startpixel (18-20)
Stoppixel (19-21).
Das Meßfenster 32 sollte sich vollständig im Bildbereich befinden,
damit keine Verfälschung der Messung geschieht. Die Berechnung
geschieht vorteilhafterweise nach folgendem Algorithmus, kann aber
auch auf andere Art und Weise durchgeführt werden. Der hier ver
wendete Algorithmus eignet sich besonders zur Implementierung
durch ein in einem Mikrocomputer gespeichertes Programm und
benötigt keinen besonderen Prozessor mit erhöhter Rechenleistung. Es
wird beispielhaft zunächst von einem endoskopischen, kreisrunden
Bild 9 ausgegangen. Ebenfalls wird von quadratischen Pixeln ausge
gangen, da dies in der Fernsehtechnik so festgelegt ist (gleiche
Ortsauflösung in horizontaler und vertikaler Richtung).
Bei einem kreisrunden Bild 9 wird bevorzugt ein quadratisches Meß
fenster 32 festgelegt. Die Diagonale 18-21 schneidet die mittlere
Bildzeile im Mittelpunkt 14 unter einem Winkel von 45°. Für die
Berechnung der obigen Werte ergibt sich nun ein Offset 31, den es
zu ermitteln gilt. Um diesen Offset 31 zu berechnen, benötigt man
die Pixeldifferenz 34, die dann dem Durchmesser des kreisrunden
endoskopischen Bildes 9 und somit auch der Länge der Diagonalen
18-21 entspricht. Es gilt:
Pixeldifferenz (34) =
= Pixelanzahl 12 bis Bildende - Pixelanzahl 11 vor Bildanfang
= Pixelanzahl 12 bis Bildende - Pixelanzahl 11 vor Bildanfang
Hieraus ergibt sich für den Offset folgende Beziehung:
Offset = [Pixeldifferenz/2]×[1-cos 45°] = [Pixeldifferenz/2]×0,2929
Offset = Pixeldifferenz × 0,14645
Offset = Pixeldifferenz × 0,14645
Die charakteristischen Größen des Meßfensters werden wie folgt
berechnet:
Startzeile = Erste Zeile 10 mit Bildinhalt + Offset
Stopzeile = Letzte Zeile 13 mit Bildinhalt - Offset
Startpixel = Pixelanzahl 11 vor Bildanfang + Offset
Stoppixel = Pixelanzahl 12 bis Bildende - Offset
Stopzeile = Letzte Zeile 13 mit Bildinhalt - Offset
Startpixel = Pixelanzahl 11 vor Bildanfang + Offset
Stoppixel = Pixelanzahl 12 bis Bildende - Offset
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Lage- und Größenerkennung wird
anhand der Fig. 6 veranschaulicht. Liegt als Eingangssignal kein
kreisrundes, sondern ein rechteckiges Bild vor, so kann dies automa
tisch erkannt werden, indem bei der letzten Zeile 13 mit Bildinhalt
die Pixelanzahl als dritter Wert 35 vor Bildanfang auf bekannte Art
und Weise ermittelt und mit der Pixelanzahl 11 vor Bildanfang bei
der mittleren Zeile 16 verglichen wird. Weicht dieser dritte Wert 35
nur geringfügig von dem ersten Wert 11 der mittleren Bildzeile 16
ab, so kann davon ausgegangen werden, daß es sich um ein recht
eckiges Eingangsbild handelt. In diesem Fall wird der Offset = 0,
das heißt, es gilt
Startzeile = Erste Zeile 10 mit Bildinhalt
Stopzeile = Letzte Zeile 13 mit Bildinhalt
Startpixel = Pixelanzahl 11 vor Bildanfang
Stoppixel = Pixelanzahl 12 bis Bildende
Stopzeile = Letzte Zeile 13 mit Bildinhalt
Startpixel = Pixelanzahl 11 vor Bildanfang
Stoppixel = Pixelanzahl 12 bis Bildende
Der Bildverbesserungseinheit 5 wird somit das dem Eingangsbild
entsprechende Meßfenster übermittelt. Durch diese bildformatabhängi
ge Meßfensteranpassung wird die Meßgenauigkeit auf ein Maximum
erhöht.
Für den Fall, daß eine wie in Fig. 1 dargestellte Bildskalierung
durchgeführt werden muß, ist es notwendig, der Vorrichtung zur
Bildskalierung folgende Werte mitzuteilen:
Zoomfaktor
Verschiebung des Mittelpunktes 14 in X-Richtung
Verschiebung des Mittelpunktes 14 in Y-Richtung
Verschiebung des Mittelpunktes 14 in X-Richtung
Verschiebung des Mittelpunktes 14 in Y-Richtung
Auch hier gelten dieselben Randbedingungen wie bei der obigen
Berechnung. Zusätzlich werden noch die Zeilenzahl und hieraus die
sich bei quadratischen Pixeln und einem Seitenverhältnis von 4 : 3 er
gebende Pixelanzahl je Zeile benötigt. Da die beiden Fernsehsysteme
verschiedene Bildwiederholfrequenzen aufweisen (PAL/SECAM =
50 Hz, NTSC = 60 Hz), jedoch nur eine einheitliche maximale
Übertragungsbandbreite zur Verfügung steht, ergeben sich hieraus
verschiedene Auflösungen:
PAL/SECAM Zeilenzahl = 625 (575 aktiv)
Pixelzahl = 768
NTSC Zeilenzahl = 525 (475 aktiv)
Pixelzahl = 640
Pixelzahl = 768
NTSC Zeilenzahl = 525 (475 aktiv)
Pixelzahl = 640
Die Verschiebung des Mittelpunktes wird wie folgt berechnet:
Verschiebung in X-Richtung = [Pixelanzahl - Pixelanzahl 12 bis
Bildende - Pixelanzahl 11 bis Bildanfang]/2
Ergebnis mit positivem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Zeilenende durchführen.
Ergebnis mit negativem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Zeilenanfang durchführen.
Ergebnis mit positivem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Zeilenende durchführen.
Ergebnis mit negativem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Zeilenanfang durchführen.
Verschiebung in Y-Richtung = [Zeilenzahl - letzte Zeile 13 mit Bild
inhalt - erste Zeile 10 mit Bildinhalt]/2
Ergebnis mit positivem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Bildende durchführen.
Ergebnis mit negativem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Bildanfang durchführen.
Ergebnis mit positivem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Bildende durchführen.
Ergebnis mit negativem Vorzeichen = < Verschiebung in Richtung Bildanfang durchführen.
Der Zoomfaktor kann entweder durch den Anwender über die in den
Fig. 1 und 2 dargestellte Bedieneinheit 30 manuell oder wahlweise
auf ein durch die Bedieneinheit 30 vorgebbares konstant zu haltendes
Maß (es wird im folgenden als BILD_SOLL bezeichnet) eingestellt
werden. Zusätzlich kann durch die Bedieneinheit 30 auch eingestellt
werden, ob die Bildgröße ständig nachgeregelt wird oder ob nur bei
Tastendruck (z. B. auf einem am Kamerakopf untergebrachten Taster)
die Bildgröße auf das konstant zu haltende Maß nachgeregelt wird.
BILD_SOLL = 1: Das Bild wird in vertikaler Richtung formatfül
lend auf dem Monitor 36 angezeigt. Formatfül
lend heißt in diesem Zusammenhang, daß das
Bild so groß wie möglich auf dem Monitor ange
zeigt wird. Es darf jedoch keine Bildinformation
verloren gehen. Dies heißt, daß die erste Zeile
10 mit Bildinhalt der ersten Monitorzeile ent
spricht. Die letzte Zeile 13 mit Bildinhalt ent
spricht der letzten Monitorzeile. Bedingt durch
das Seitenverhältnis von 4 : 3 und das kreisrunde
Bild, ist der Monitor 36 nicht vollständig ausge
füllt.
BILD_SOLL = 1,66: Das Bild wird formatfüllend auf dem Monitor
angezeigt. Formatfüllend heißt in diesem Zu
sammenhang, daß das Bild so groß dargestellt
wird, daß der ganze Monitor 36 mit Bildinfor
mation ausgefüllt ist, d. h., die Diagonale des
Monitors entspricht dem Durchmesser des Bil
des. In diesem Fall geht sowohl in horizontaler
als auch in vertikaler Richtung Information ver
loren.
BILD_SOLL < 1: Das Bild wird kleiner als bei BILD_SOLL = 1
auf dem Monitor dargestellt. Der Monitor 36
wird noch weniger ausgefüllt.
BILD_SOLL < 1: Das Bild wird größer als bei BILD_SOLL = 1
auf dem Monitor dargestellt. Es geht Bildinfor
mation verloren, da oben und unten das kreis
runde Bild beschnitten wird. Der Monitor 36
wird mehr ausgefüllt.
Der von der vorgewählten Bildgröße und der echten Größe des
endoskopischen Bildes abhängige Zoomfaktor wird nach folgender
Beziehung berechnet:
Zoomfaktor = [Zeilenzahl/Pixeldifferenz] × BILD_SOLL
Ein Zoomfaktor von 1 bedeutet keine Vergrößerung, und ein Zoom
faktor von 2 bedeutet einen Vergrößerungsfaktor 2 sowohl in X- als
auch in Y-Richtung.
Es kann auch vorgesehen sein bei bestimmten Anwendungen, das wie
vorstehend erfaßte innenliegende Meßfenster um einen bestimmten
Faktor zu vergrößern oder zu verkleinern.
Selbstverständlich können die ermittelten Parameter der Bildgröße
und -lage, z. B. das in der zuvor geschilderten Weise ermittelte
Meßfenster, auch an angeschlossene weitere Subsysteme gesendet
werden. Ein solches Subsystem ist z. B. eine Kamera mit möglicher
weise schon vorhandener interner Bildverbesserung oder eine Licht
quelle, die eine Vorrichtung zur Farbtonkorrektur enthalten kann.
Diese beiden beispielhaft angeführten Subsysteme können also das
ihnen zugesendete, erfindungsgemäß ermittelte Meßfenster auswerten
und zur Anpassung der internen Bildverbesserung bzw. für die Farb
tonkorrektur auswerten.
Bildlage und Bildgröße können auch einer Texteinblendungsvorrich
tung übermittelt werden, so daß der einzublendende Text außerhalb
des endoskopischen Bildes eingeblendet wird.
Claims (8)
1. Verfahren zur automatischen Erfassung der Größe, Form und Lage eines
Bildes auf einem Monitor, das folgende mit einer automatischen Verarbeitungsein
heit ausgeführte Schritte aufweist:
A: Vergleichen eines pixelweise zugeführten, digitalen Videoeingangssignals mit einem Referenzwert (Uref) für aufeinanderfolgende Zeilen und Erzeugung eines Aktiviersignals (AKTIV), wenn der Pegel des Videoeingangssignalpixels den Referenzwert (Uref) überschreitet;
B: Ermittlung der Adresse der ersten Zeile (10) mit Bildinhalt auf der Grund lage des durch den Vergleichsschritt erzeugten Aktiviersignals (AKTIV);
C: Ermittlung der Adresse der letzten Zeile (13) mit Bildinhalt auf der Grund lage des Aktiviersignals (AKTIV);
D: Ermittlung der Adresse der mittleren Bildzeile (16) aus den jeweiligen Adressen der ersten Bildzeile (10) und der letzten Bildzeile (13);
E: Ermittlung eines ersten, einen horizontalen Bildanfang angebenden Werts (11) bei der Adresse der mittleren Bildzeile (16) auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) von Schritt A;
F: Ermittlung eines zweiten, ein horizontales Bildende angebenden Werts (12) bei der Adresse der mittleren Bildzeile (16) auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) von Schritt A; G: Berechnung der horizontalen Bildgröße und -lage auf der Grundlage der in den Schritten E und F ermittelten ersten und zweiten Werte; und
H: Berechnung der Bildgröße und -lage in Vertikalrichtung auf der Grundlage der in den Schritten B und C ermittelten Adressen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
I: Ermittlung eines dritten, einen horizontalen Bildanfang angebenden Werts (35) bei der letzten Zeile (13) mit Bildinhalt auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) von Schritt A;
jeweils speichern der in den Schritten B bis I ermittelten Werte und Adressen;
K: Vergleichen dieses dritten Werts (35) mit dem in Schritt E ermittelten ersten Wert; und
L: Entscheiden anhand des Vergleichsergebnisses des Schritts K, ob ein rechteckiges Bild vorliegt oder nicht.
A: Vergleichen eines pixelweise zugeführten, digitalen Videoeingangssignals mit einem Referenzwert (Uref) für aufeinanderfolgende Zeilen und Erzeugung eines Aktiviersignals (AKTIV), wenn der Pegel des Videoeingangssignalpixels den Referenzwert (Uref) überschreitet;
B: Ermittlung der Adresse der ersten Zeile (10) mit Bildinhalt auf der Grund lage des durch den Vergleichsschritt erzeugten Aktiviersignals (AKTIV);
C: Ermittlung der Adresse der letzten Zeile (13) mit Bildinhalt auf der Grund lage des Aktiviersignals (AKTIV);
D: Ermittlung der Adresse der mittleren Bildzeile (16) aus den jeweiligen Adressen der ersten Bildzeile (10) und der letzten Bildzeile (13);
E: Ermittlung eines ersten, einen horizontalen Bildanfang angebenden Werts (11) bei der Adresse der mittleren Bildzeile (16) auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) von Schritt A;
F: Ermittlung eines zweiten, ein horizontales Bildende angebenden Werts (12) bei der Adresse der mittleren Bildzeile (16) auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) von Schritt A; G: Berechnung der horizontalen Bildgröße und -lage auf der Grundlage der in den Schritten E und F ermittelten ersten und zweiten Werte; und
H: Berechnung der Bildgröße und -lage in Vertikalrichtung auf der Grundlage der in den Schritten B und C ermittelten Adressen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
I: Ermittlung eines dritten, einen horizontalen Bildanfang angebenden Werts (35) bei der letzten Zeile (13) mit Bildinhalt auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) von Schritt A;
jeweils speichern der in den Schritten B bis I ermittelten Werte und Adressen;
K: Vergleichen dieses dritten Werts (35) mit dem in Schritt E ermittelten ersten Wert; und
L: Entscheiden anhand des Vergleichsergebnisses des Schritts K, ob ein rechteckiges Bild vorliegt oder nicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Berech
nungsschritt zur Berechnung eines Meßfensters auf der Basis der ermittelten und
gespeicherten Werte und Adressen vorgesehen ist, so daß letzteres vollständig
innerhalb des Bildes liegt, jedoch einen möglichst großen Bildteil erfaßt.
3. Vorrichtung zur Festlegung einer Meßfenstergröße für Bildauswertevor
richtungen, die Informationen eines auf einem Monitor gezeigten Videobildes aus
einem pixelweise zugeführten digitalisierten Videosignal auswerten, wobei die
Vorrichtung aufweist:
- - eine Bildsignalerfassungseinrichtung (29), die aus dem pixelweise zu geführten Videosignal Pixel mit Bildinhalt erfaßt und daraus ein Aktiviersignal (AKTIV) erzeugt,
- - einen Zeilenadressenzähler (23), der fortlaufend die Zeilen eines An zeigerahmens zählt,
- - einen Pixelzähler (22), der die Pixel jeder Zeile zählt, und
- - eine Ermittlungseinrichtung (8, 24, 28), die
- - auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) und der vom Zeilenadressen zähler (23) gezählten Zeilenadresse eine Adresse (10) der ersten Zeile mit Bild inhalt ermittelt,
- - auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) und der vom Zeilenadressen zähler (23) gezählten Zeilenadresse eine Adresse (13) der letzten Zeile mit Bild inhalt ermittelt,
- - aus den Adressen (10, 13) der ersten und der letzten Zeile mit Bildinhalt eine Adresse (16) der mittleren Bildzeile ermittelt,
- - bei der so ermittelten Adresse (16) der mittleren Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) und des Zählerstandes des Pixelzählers (22) einen einen horizontalen Bildanfang angebenden ersten Wert (11) ermittelt, und
- - bei der Adresse (16) der mittleren Bildzeile auf der Basis des Aktivier signals (AKTIV) und des Zählerstandes des Pixelzählers (22) einen ein horizonta les Bildende angebenden zweiten Wert (12) ermittelt,
- - eine mit der Ermittlungseinrichtung verbundene Speichereinrichtung (24) zum Speichern der ermittelten Adressen und Werte, und
- - einen Mikrocomputer (8), der die Adresse (16) der mittleren Bildzeile berechnet,
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten
und zweiten Bildspeicher (2, 2) zur fortlaufenden Zwischenspeicherung eines
ersten und zweiten Halbbildes aus dem digitalen Videosignal aufweist, der Mikro
computer (8) dazu eingerichtet ist, die Berechnungen halbbildweise während der
Periode des Vertikalsynchronimpulses (V-SYNC) auszuführen, und daß die Werte
und Adressen während dieser Zeitdauer in der Speichereinrichtung (24) gespeichert
bleiben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bildsignalerfassungseinrichtung (29) einen Vergleicher und einen Referenzspan
nungsgenerator zur Erzeugung einer Referenzspannung (Uref) aufweist und der
Vergleicher das Videosignal pixelweise mit der Referenzspannung (Uref) zur
Erzeugung des Aktiviersignals (AKTIV) vergleicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz
spannungsgenerator eine konstante Referenzspannung (Uref) erzeugt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz
spannungsgenerator die Referenzspannung (Uref) abhängig von einer Benutzerein
stellung veränderlich erzeugt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und
zweiter Multiplexer (3a, 3b) jeweils vor dem ersten und zweiten Bildspeicher (2,
2) vorgesehen sind, und zwar zum halbbildweisen Umschalten des ersten und
zweiten Bildspeichers (2) entsprechend einem im ersten und zweiten Bildspeicher
gespeicherten ersten und zweiten Halbbildes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19628188A DE19628188C2 (de) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung auf einem Monitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19628188A DE19628188C2 (de) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung auf einem Monitor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19628188A1 DE19628188A1 (de) | 1998-01-15 |
DE19628188C2 true DE19628188C2 (de) | 1998-05-20 |
Family
ID=7799690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19628188A Expired - Fee Related DE19628188C2 (de) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung auf einem Monitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19628188C2 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4891696A (en) * | 1988-04-07 | 1990-01-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic endoscope apparatus provided with image forming position detecting means |
US4969034A (en) * | 1988-12-30 | 1990-11-06 | Welch Allyn, Inc. | Method of signal enhancement |
DE3442793C2 (de) * | 1983-11-25 | 1991-08-29 | Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
DE19619734A1 (de) * | 1995-05-16 | 1996-11-21 | Asahi Optical Co Ltd | Elektronisches Endoskopsystem |
-
1996
- 1996-07-12 DE DE19628188A patent/DE19628188C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19628188A1 (de) | 1998-01-15 |
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