DE19628188C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung auf einem Monitor - Google Patents

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 U_ref 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.

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

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.

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 f_PIX 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 U_ref. 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 U_ref 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).

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

Hieraus ergibt sich für den Offset folgende Beziehung:

Offset = [Pixeldifferenz/2]×[1-cos 45°] = [Pixeldifferenz/2]×0,2929
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

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

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

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

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.

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.

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 (U_ref) für aufeinanderfolgende Zeilen und Erzeugung eines Aktiviersignals (AKTIV), wenn der Pegel des Videoeingangssignalpixels den Referenzwert (U_ref) 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,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer weiterhin einen einen horizontalen Bildanfang angebenden dritten Wert (35) bei der ermittelten Adresse (13) der letzten Bildzeile auf der Basis des Aktiviersignals (AKTIV) und des Zählstandes des Pixelzählers (22) berechnet, den ersten Wert (11) mit dem dritten Wert (35) vergleicht, aus dem Vergleichsergebnis die vorliegende Bildform (kreis- oder rechteckförmig) ermittelt und aus der ermittelten Bildform sowie den gespei­ cherten Daten der ermittelten Adressen und Werte ein Meßfenster so berechnet, daß es immer innerhalb des angezeigten Videobildes liegt und daß es einen mög­ lichst großen Bildteil erfaßt.

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 (U_ref) aufweist und der Vergleicher das Videosignal pixelweise mit der Referenzspannung (U_ref) zur Erzeugung des Aktiviersignals (AKTIV) vergleicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz­ spannungsgenerator eine konstante Referenzspannung (U_ref) erzeugt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz­ spannungsgenerator die Referenzspannung (U_ref) 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.