DE3732435C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Feststellen einander entsprechender Bereiche in einer
Vielzahl von Bildern
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2 sowie
eine Einrichtung zum Feststellen einander entsprechender Bereiche in einer
Vielzahl von Bildern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 12.
Bildinformationen, die die verschiedensten Informationen in
großer Menge enthalten können, finden immer häufigere
Anwendung in den vielfältigsten Bereichen.
Bei einer mehrdimensionalen Abbildung, bestehend aus
mehreren monochromen zweidimensionalen Bildern, die
dargestellt werden durch entferntes Abtasten von Bildern
und Farbbildern, soll der Fall der Korrelation der
Formverteilung in dem aktuellen Feld aller Bilder mit
variierender Dichte betrachtet werden. Wenn Bereiche
innerhalb dieser Bilder oder etwa der drei Primärfarben-
Teilbilder für unterschiedliche Bilder festzustellen
sind, wurde bisher beispielsweise ein Korrelationsvorgang
durchgeführt, um den Bereich mit einem Maximalwert
herauszufinden. Ein Beispiel dafür ist ein bekanntes
Phasenkorrelationsverfahren, das in Proceeding ICASSP 86,
Band 3, S. 1785-1788 (1986), beschrieben ist. Sind bei
Anwendung dieses Phasenkorrelationsverfahrens auf einem durch
die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau geformten Bild die
Positionen entsprechender Bildelemente der entsprechenden
Primärfarbenteilbilder zueinander versetzt, dann wird der
jeweils entsprechende Bereich festgestellt, um die
Versetzung der Positionen zu korrigieren.
Gemäß diesem Phasenkorrelationsverfahren ist es möglich,
den entsprechenden Bereich mit hoher Genauigkeit
festzustellen. Allerdings müssen bei diesem
Phasenkorrelationsverfahren für jeden Objektbereich die
Fourier-Transformation und -Rücktransformation durchgeführt
werden, so daß sich ein hoher Rechenaufwand ergibt, der bei
Reduzierung der Verarbeitungszeit eine eigene besonders
große Schaltung erfordert. Dies ist in der Praxis ein
erhebliches Problem.
Wird eine Korrelierung in dem aktuellen Feld ohne Fourier-
Transformation oder -Umwandlung durchgeführt, ergeben sich
Abweichungen in der Schärfe und Lichtstärke, wie
Lichtstärkeschwankungen und Schattenbildungen, die
unerwünscht sind.
Aus der DE 26 20 767 C2 ist ein Verfahren zur Prüfung der
Druckqualität von Druckbildern bekannt, mit dessen Hilfe
einander entsprechende Bereiche in einer Vielzahl von Bildern
mittels Korrelation festgestellt werden können. Hierbei kann
manuell eine einmalige Normierung der Bildabtastsignale für
deren weitere Verarbeitung vorgenommen werden.
Aus der US 46 54 795 ist ferner eine Gamma-Kamera bekannt, die
Strahlungsdetektoren zur Bestimmung einer in einem Körper
vorhandenen radioaktiven Substanz aufweist. Diese Kamera
wandelt durch die Gammastrahlung erzeugte Bilder in sichtbare
Bilder um. Die von der Kamera erhaltenen Daten weisen jedoch
in hohem Maße statistisches Rauschen auf. Zur Reduzierung
dieses statistischen Rauschens wird eine
Bildoptimierungstechnik verwendet, die eine Normierung der
Bildwerte vorsieht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Einrichtung zum Feststellen einander
entsprechender Bereiche in einer Vielzahl von Bildern anzugeben, bei
denen diese Bereiche für eine Vielzahl von Bildern einfach
sowie mit hoher Genauigkeit
festgestellt werden können, so daß die Schärfe und
Helligkeit zwischen der Vielzahl von Bildern nicht
beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird in bezug auf das Verfahren durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 bzw. 2 und in bezug auf die Einrichtung
durch die Merkmale des Patentanspruches 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von
Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß werden die Dichte- bzw. Konzentrationswerte entsprechender
Bildsignale in den Arbeitsobjektbereichen normiert
oder standardisiert, so daß der Einfluß einer Streuung der
Konzentration und Helligkeit korrigiert werden kann. Die
Korrelation in dem aktuellen Feld wird dann unter
Zugrundelegung dieser normierten Konzentrationswerte durchgeführt,
und es wird eine Gruppe von Bereichen festgestellt, in
denen der verarbeitete Korrelationswert maximal ist, um die sich
entsprechenden Bereiche festzustellen.
Die Konzentrationswerte der entsprechenden Bildsignale in den
Arbeitsobjektbereichen einer Vielzahl von Bildern
werden derart normiert, daß Streuungen in der Konzentration
und der Leuchtstärke korrigiert werden können, und der
Korrelationsvorgang wird dann derart durchgeführt, daß der
Einfluß der Konzentrations- und Leuchtstärkestreuung,
der die Genauigkeit des Korrelationsvorgangs in den aktuellen
Feldern beeinträchtigen, reduziert wird, und die
entsprechenden Bereiche können auf einfache Weise durch den
Korrelationsvorgang in dem aktuellen Feld exakt festgestellt
werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der
Schaltung eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung
der Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels
nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Aufbaus
einer im Zusammenhang mit dem ersten
Ausführungsbeispiel verwendeten Steuereinheit,
Fig. 4 eine schematische Darstellung
einer Schaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung
der Normierung des Dichte- bzw. Konzentrationswertes,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der
Schaltung eines dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung
der Normierung der Primärfarbwerte,
Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung
der Arbeitsweise des dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines
Endoskops, bei dem ein viertes Ausführungsbeispiel
verwendet wird,
Fig. 10 eine Draufsicht auf ein
Rotationsfilter,
Fig. 11(a) eine Darstellung eines Grün-
Bildes und eines Blau-Bildes,
Fig. 11(b) eine Darstellung eines Rot-
Bildes und
Fig. 12 eine schematische Darstellung
einer Schaltung zur Realisierung des fünften
Ausführungsbeispiels.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel.
Gemäß Fig. 1 befinden sich (Teil-)Bilder unterschiedlich
starker und schwacher Abbildungen A und B in entsprechenden
Bildspeichern 1a und 1b. Mittels einer Steuereinheit 13
werden Arbeitsobjektbereiche X und Y entsprechend
innerhalb dieser starken und schwachen Abbildungen A und B
derart eingestellt, daß mittels der Standardabweichungs-
Rechner 2a und 2b für die Bildsignale der entsprechend
eingestellten Arbeitsobjektbereiche X und Y die
Standardabweichungen σf und σg von Dichte- bzw. Konzentrationswerten f und g
berechnet werden können, wobei unter σ die Quadratwurzel der
Varianz zu verstehen ist.
Die Dichtewerte f und g der Bildsignale der eingestellten
Bereiche X und Y werden für die entsprechenden Bildelemente
extrahiert und durch die vorgenannten Standardabweichungen
σf und σg mittels Teilern 3a und 3b dividiert, so daß
sie auf Werte f′=f/σf und g′=g/σg normiert werden, bei
denen die Differenz der Streuung der vorgenannten
Dichtewerte f und g korrigiert ist.
Die Ausgangssignale f′ und g′ der Teiler 3a und 3b werden
an entsprechende Mittelwertbildungsschaltungen 4a und 4b
angelegt, die die Mittelwerte <f′< und <g′< der normierten
Dichtewerte f′ und g′ innerhalb der vorgenannten
eingestellten Bereiche X und Y berechnen. Die Mittelwerte
<f′< und <g′< werden mittels des Multiplizierers 5
multipliziert.
Die Ausgangssignale f′ und g′ der Teiler 3a und 3b werden
durch einen Multiplizierer 6 multipliziert, während ferner
der Mittelwert <f′g′< des Produktes der normierten
Dichtewerte
f′ und g′ innerhalb der eingestellten Bereiche X und Y in
einer Mittelwertbildungsschaltung 7 berechnet wird.
Das Ausgangssignal <f′< <g′< des Multiplizierers 5 und das
Ausgangssignal <f′g′< der Mittelwertbildungsschaltung 7
werden in einem Subtrahierer 8 subtrahiert und dessen
Ausgangssignal <f′g′<-<f′< <g′< wird in einem Speicher
9 abgespeichert.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird somit eine
Normierungsvorrichtung 11 verwendet, die die entsprechenden
Dichtewerte f und g in den Arbeitsobjektbereichen X
und Y der Vielzahl von Abbildungen A und B mittels der
genannten Standardabweichungsrechner 2a und 2b und der
Teiler 3a und 3b zu Werten f′ (=f/σf) und g′ (=g/σg)
normiert, bei denen die Differenz zwischen den Streuungen
der Dichtewerte f und g korrigiert ist. Ferner wird eine
Korrelationsvorrichtung 12 verwendet, die die Korrelation
in dem aktuellen Feld aus den normierten Dichtewerten f′ und
g′ mittels der Mittelwertbildungsschaltungen 4a und 4b, der
Multiplizierer 5 und 6, der Mittelwertbildungsschaltung 7
und des Subtrahierers 8 berechnet.
Die Korrelation zwischen f′ und g′ ist der Ausgangswert
C = <f′g′< - < f′< · <g′<,
der vom Subtrahierer 8 an den Speicher 9 abgegeben wird.
Diese Korrelation C wird bezüglich ihrer Größe mit der
Korrelation einer unterschiedlichen Einstellung der
eingestellten Bereiche X und Y in den Bildspeichern 1a und
1b mit Hilfe der Steuereinheit 13 verglichen, die eine
entsprechende Bereichsdetektorvorrichtung darstellt.
Diejenige Einstellung der Bereiche X und Y, bei der
sich eine maximale Korrelation C ergibt, wird als Anzeichen
dafür verwendet, daß sich die Bereiche entsprechen.
Die genannte Steuereinheit 13 ist im einzelnen in Fig. 3
gezeigt.
Im einzelnen umfaßt die Steuereinheit 13 eine
Bereicheinstellvorrichtung 101 zum Einstellen der
Arbeitsobjektbereiche X und Y für die Bildspeicher 1a
und 1b, eine Vergleichsvorrichtung 102 zum Vergleichen der
von der Korrelationsvorrichtung 12 bestimmten Korrelation C
mit einem Bezugswert Cmax, einen Speicher 103 zum
Speichern des genannten Bezugswertes Cmax und der Adresse
beispielsweise des Verarbeitungsobjektbereichs Y, eine
Speichersteuervorrichtung 104 zum Eingeben des
Ausgangssignals der Vergleichsvorrichtung 102 und zum
Steuern des Speichers 103 derart, daß nur dann, wenn die
genannte Korrelation C größer als der Bezugswert Cmax ist,
der vorgenannte Korrelationswert C als neuer Bezugswert
Cmax und die Adresse des Arbeitsobjektbereichs Y
als neue Adresse in dem Speicher 103 ab
gespeichert werden kann, und eine Steuervorrichtung 105 zum
Steuern der vorgenannten Bereichseinstellvorrichtung 101
derart, daß für die Bestimmung des Korrelationswertes C in
den Arbeitsobjektbereichen X und Y einer weiteren
Korrelation nach Vergleichen der vorgenannten Korrelation C
mit dem Bezugswert Cmax in der vorgenannten
Vergleichsvorrichtung 102 nur der
Arbeitsobjektbereich Y geändert wird.
Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel sei nachstehend unter Bezugnahme auf
Fig. 2 näher erläutert.
Beim Schritt S1 der Fig. 2 wird zuerst als Bezugswert Cmax,
in dem
Speicher 103 der Steuereinheit 13 der Wert Null
eingestellt.
Beim Schritt S2 wird der speziell eingestellte Bereich X aus
einer Vielzahl derartiger Bilder A und B herausgezogen, die
in den Bildspeichern 1a und 1b gespeichert sind. Beim Schritt
S3 wird der eingestellte Bereich Y herausgezogen, um
denjenigen Bereich festzustellen, der dem vorgenannten
speziell eingestellten Bereich X in einem anderen der
Bilder, nämlich Bild B entspricht.
Nur werden beim Schritt S4 die Standardabweichungen σf und
σg der Dichtewerte f und g für die entsprechenden
Bildsignale der vorgenannten Bereiche X und Y durch die
Standardabweichungsrechner 2a und 2b berechnet. Die
Dichtewerte f und g der Bildsignale der vorgenannten
Bereiche X und Y werden für die entsprechenden Bildelemente
herausgezogen und durch die vorgenannten
Standardabweichungen σf und σg mittels der Teiler 3a bzw.
3b dividiert, so daß sich normierte Werte f′=f/σf und g′
=g/σg ergeben.
Beim Schritt S5 wird nun mittels der Korrelationsvorrichtung 12,
bestehend aus Mittelwertbildungsschaltungen 4a und 4b, dem
Multiplizierer 5, dem Multiplizierer 6, der
Mittelwertbildungsschalter 7 und dem Subtrahierer 8 aus
diesen normierten Dichtewerten f′ und g′ die Korrelation
C=<f′g′<-<f′< <g′< bestimmt. Die Korrelation C wird im
Speicher 9 gespeichert.
Beim Schritt S6 wird mittels der Vergleichsvorrichtung 102
die Korrelation C und der in dem Speicher 103 gespeicherte
Bezugswert Cmax bezüglich ihrer Größe verglichen. Nur wenn
die Korrelation C größer als der Bezugswert Cmax ist, wird
beim Schritt S7 mittels der Speichersteuervorrichtung 104 die
vorgenannte Korrelation C als neuer Bezugswert Cmax und
die Adresse Y des Arbeitsobjektbereichs als neue Adresse
Ymax in der Speichervorrichtung 103 gespeichert.
Beim Schritt S8 wird geprüft, ob der Vorgang fortzusetzen ist
oder nicht. Wenn ja, dann wird beim Schritt S3 mittels der
Steuervorrichtung 105 der Bereich X des Bildes A
unverändert gehalten und der Bereich Y des Bildes B
verändert. Es folgt dann der Ablauf gemäß dem Schritt S3
und den folgenden Schritten.
Durch Wiederholen des Vorgangs beim und nach dem Schritt S3
unter Invariabelmachen des Bereichs X des Bildes A und
Ändern des Bereichs Y des Bildes B wird schließlich in dem
vorgenannten Speicher 103 der Maximalwert der Korrelation C
als ein Bezugswert Cmax und die Adresse des Bereichs Y, in
dem die Korrelation C maximal ist, als eine Adresse Ymax
gespeichert.
Somit werden mittels der Steuereinheit 13 unter Beibehalten
des Bereichs X des Bildes A und Ändern des Bereichs Y des
Bildes B die Korrelation C entsprechender Paare von
Bereichen X und Y miteinander verglichen und derjenige
Bereich Y festgestellt, für den die Korrelation C maximal
ist. Durch diesen Vorgang kann der Bereich X des Bildes A
aus dem Bereich des Bildes B festgestellt werden.
Somit werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Differenzen der Streuungen der Dichtewerte zu korrigierten
Werten f und g der entsprechenden Bildelemente der
eingestellten Bereiche X und Y eine Vielzahl starker und
schwacher Bilder A und B aufgrund der Standardabweichungen
σf und σg der Dichtewerte f und g der vorgenannten
eingestellten Bereiche X und Y normiert und dann die
Korrelation vorgenommen. Falls somit der
Korrelationsvorgang in einem aktuellen Feld beispielsweise
dazu führt, daß ein Bild undeutlich ist, dann kann die
eine Reduzierung der Genauigkeit verursachende Differenz
der Streuungen der Dichtewerte f und g der beiden Bilder A
und B in einfacher Weise durch Korrelation in dem aktuellen
Feld exakt festgestellt werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel.
Gemäß dieser Fig. 4 werden die Dichtewerte f und g der
Bildsignale der entsprechend eingestellten Bereiche X und Y
der starken und schwachen Bilder A und B in den
Bildspeichern 1a und 1b gespeichert und für die
entsprechenden Bildelemente einem Addierer 14 zugeführt,
der die von ihm gebildete Summe f + g der Dichtewerte an
Teiler 15a und 15b anlegt. Die Dichtewerte f und g der
Bildsignale der vorgenannten eingestellten Bereiche X und Y
werden auch direkt an die Teiler 15a bzw. 15b angelegt und dort
durch die Summe von f+g dividiert, so daß sich normierte
Werte f′′=f/(f+g) und g′′=g/(f+g) ergeben.
Aus diesen normierten Dichtewerten f′′ und g′′ wird in dem
gleichen Arbeitsablauf wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel der Korrelationswert C = <f′′g′′<-
<f′′< <g′′< in dem aktuellen Feld der genannten Bereiche X und
Y bestimmt.
Der übrige Aufbau ist der gleiche wie beim ersten
Ausführungsbeispiel.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden somit die
Dichte- bzw. Konzentrationswerte f und g der entsprechenden Bildelemente der
eingestellten Bereiche X und Y einer Vielzahl starker und
schwacher Bilder A und B durch die Summe f+g dieser
Dichtewerte für eine Normierung dividiert und dann die
Korrelation durchgeführt. Das Teilen der Dichtewerte f und g
durch die Summe f+g der Dichtewerte bedeutet, daß gemäß
Fig. 5 in der Ebene, in der die Dichtewerte f und g auf den
sich rechtwinklig schneidenden Achsen abgenommen werden,
der Punkt der Koordinaten f, g umgewandelt wird in einen
Punkt (f′′, g′′) der in Richtung des Ursprungs (0, 0) auf eine
gerade Linie Z projiziert wird, die einen Punkt (0, 1) mit
einem Punkt (1,0) verbindet. Durch eine derartige
Umwandlung kann die Differenz der Dichtewerte f und g und
die Differenz der Dichteschwankungsraten der beiden Bilder
A und B korrigiert werden, welche Differenzen die
Genauigkeit der Korrelation in dem aktuellen Feld
beeinträchtigen, und der entsprechende Bereich kann durch
einfache Korrelation in dem aktuellen Feld exakt
festgestellt werden.
Die Fig. 6 bis 8 veranschaulichen ein drittes
Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung angewandt
auf den Fall, bei dem die Vielzahl der Bilder drei
Primärfarben-Teilbilder eines Farbbildes sind.
Gemäß Fig. 6 werden drei Primärfarben-Teilbilder Ro, Go und
Bo von Farbbildern in Bildspeichern 21a, 21b bzw. 21c
gespeichert. Innerhalb dieser drei Primärfarben-Teilbilder
werden Arbeitsobjektbereiche X, Y und Z entsprechend
eingestellt, die Dichtewerte R, G und B der Bildsignale der
entsprechenden eingestellten Bereiche X, Y und Z werden
einem Addierer 22 für die entsprechenden Bildelemente
zugeführt und die von dem Addierer 22 gebildete Summe R+G+B
der Dichtewerte wird an zwei Teiler 23a und 23b angelegt.
Die Dichtewerte R und G der Bildsignale der vorgenannten
eingestellten Bereiche X und Y werden ebenfalls
entsprechend an die Teiler 23a und 23b angelegt und dort
durch Summe R+G+B der genannten Dichtewerte geteilt und
damit zu Werten R′=R/(R+G+B) und G′=G/(R+G+B) normiert,
so daß der Einfluß der Leuchtstärke korrigiert wird.
Die Ausgangssignale R′ und G′ der Teiler 23a und 23b werden
Mittelwertsbildungsschaltungen 4a bzw. 4b zugeführt und die
Mittelwerte <R′< und <G′< der normierten Dichtewerte R′ und
G′ für die eingestellten Bereiche X und Y werden berechnet.
Ferner werden diese Mittelwerte <R′< und <G′< im
Multiplizierer 5 multipliziert.
Die Ausgangssignale R′ und G′ der Teiler 3a und 3b werden
in einem Multiplizierer 6 multipliziert; ferner wird der
Mittelwert <R′G′< des Produkts der normierten Dichtewerte
R′ und G′ in den eingestellten Bereichen X und Y in einer
Mittelwertbildungsschaltung 7 bestimmt.
Die Ausgangssignale <R′< und <G′< des Multiplizierers 5 und
das Ausgangssignal <R′G′< der Mittelwertbildungsschaltung 7
werden im Subtrahierer 8 subtrahiert und dessen
Ausgangssignal <R′G′< - <R′< <G′< im Speicher 9 gespeichert.
Wenn das im Speicher 9 gespeicherte Ausgangssignal des
Subtrahierers 8 mit C bezeichnet wird, dann ergibt sich für
C der Wert
C = <R′G′< - <R′< <G′<,
der der Korrelation von R′ und G′ entspricht.
Diese Korrelation C wird in ihrer Größe mit der Korrelation
C eines anderen Satzes bzw. Paares von eingestellten
Bereichen X und Y der Bildspeicher 21a und 21b mittels der
Steuereinheit 13 als Bereichsübereinstimmungs-
Feststellvorrichtung verglichen. Dasjenige Paar von Bereichen
X und Y, für die die Korrelation C maximal wird, wird als
übereinstimmend festgestellt.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird
nachstehend anhand der Fig. 8 erläutert.
Beim Schritt S1 gemäß Fig. 8 wird zuerst in dem Speicher 103
der Steuereinheit 13 als Bezugswert Cmax der Wert 0
eingestellt.
Dann wird beim Schritt S2 der gewünschte eingestellte Bereich
X aus einer der in den entsprechenden Bildspeichern 21a,
21b bzw. 21c gespeicherten drei Primärfarben-Teilbilder Ro,
Go bzw. Bo, beispielsweise Ro extrahiert und ein Bereich Z
wird an der gleichen Stelle wie der vorgenannte Bereich X
von einem anderen der drei Primärfarben-Teilbilder,
beispielsweise Bo extrahiert. Beim Schritt S13 wird der
eingestellte Bereich Y aus der restlichen der drei
Primärfarben-Teilbilder, also in diesem Beispiel Go
extrahiert, um denjenigen Bereich festzustellen, der mit
dem Bereich X übereinstimmt. Hierbei wird so getan, als ob
die drei Primärfarben-Teilbilder der Farbbilder aus den genannten
Bereichen X, Y und Z gebildet würden.
Beim Schritt S14 wird die Summe R+G+B der Dichtewerte aus den
Dichtewerten R, G und B der entsprechenden Bildsignale der
genannten Bereiche X, Y und Z im Addierer 62 berechnet. Die
Dichtewerte R und G der Bildsignale der Bereiche X und Y
werden für die entsprechenden Bildelemente extrahiert,
durch die Summe R + G + B der Dichtewerte durch die Teiler 23a
bzw. 23b dividiert und damit zu Werten R′=R/(R+G+B) und
G′=G/(R+G+B) normiert, wodurch die Leuchtstärke bzw. Helligkeit korrigiert
wird.
Beim Schritt S15 wird in der Korrelationsvorrichtung 12,
bestehend aus den Mittelwertbildungsschaltungen 4a und 4b
dem Multiplizierer 5, den Multiplizierer 6, der
Mittelwertbildungsschaltung 7 und dem Subtrahierer 8 die
Korrelation C=<R′G′<-<R′< <G′< in dem aktuellen Feld der
Bereiche X und Y aus den normierten Dichtewerten R′ und G′
bestimmt.
Beim Schritt S16 wird der so bestimmte Korrelationswert C mit
dem im Speicher 103 gespeicherten Bezugswert Cmax in der
Vergleichsvorrichtung 102 verglichen. Nur wenn der
Korrelationswert C größer als der Bezugswert Cmax
ist, wird beim Schritt S17 der bestimmte Korrelationswert C
als neuer Bezugswert Cmax und die Adresse Y des
Arbeitsobjektbereichs als neue Adresse Ymax in der
Speichervorrichtung 103 mittels der Speichersteuervorrichtung 104
gespeichert.
Dann wird beim Schritt S18 geprüft, ob der Vorgang
fortgesetzt werden soll oder nicht. Bejahendenfalls werden
beim Schritt S13 durch die Steuervorrichtung 105 die Bereiche
X und Z der Abbildungen Ro und Bo invariabel gemacht, d. h.
beibehalten, und der Bereich Y der Abbildung Go wird
geändert. Es folgt der Ablauf beim und nach dem Schritt S13.
Durch Wiederholen des Ablaufs beim und nach dem Schritt S13
und unter Beibehalten der Bereiche X und Z der Abbildungen
Ro und Bo und Ändern des Bereiches Y der Abbildung Go wird
schließlich in dem Speicher 103 der Maximalwert der
Korrelation C als Bezugswert Cmax und die Adresse des
Bereichs Y, in dem die Korrelation maximal ist, als Adresse
Ymax gespeichert.
Somit wird der zuvor beschriebene Ablauf wiederholt,
während der Bereich X der Abbildung Ro invariabel gehalten
und der Bereich Y der Abbildung Go geändert wird. Die
Korrelationen C der entsprechenden Sätze oder Paare der
Bereiche X und Y werden miteinander durch die Steuereinheit
13 verglichen und der Bereich Y, in dem die Korrelation C
maximal ist, wird festgestellt. Bei dem vorstehend
beschriebenen Verfahren kann derjenige Bereich Y, der dem
Bereich X der Abbildung Ro entspricht, aus der Abbildung Go
festgestellt werden.
Ferner kann mit dem gleichen Verfahren derjenige Bereich Z
aus der Abbildung Bo festgestellt werden, der dem Bereich X
in der Abbildung Ro entspricht, so daß sich der Satz der
sich einander entsprechenden Bereiche X, Y und Z ergibt.
Bei diesem Beispiel wird also die Summe R+G+B der
Dichtewerte der entsprechenden Bildelemente der
eingestellten Bereiche X, Y und Z der drei Primärfarben-
Teilbilder Ro, Bo und Go der Farbbilder bezeichnet, die
Dichtewerte R und G werden durch diese Summe R+G der
Dichtewerte dividiert und damit zu Werten R′ und
G′ normiert, bei denen die Helligkeit oder Leuchtstärke korrigiert
ist, woraufhin die Korrelation durchgeführt wird.
Die Bedeutung der Division der Dichtewerte R und G durch
die Summe R+G+B der Dichtewerte soll anhand der Fig. 7
erläutert werden. In Fig. 7 sind die entsprechenden
Dichtewerte R, G und B in den drei Bereichen der
Bildelemente in den gleichen Positionen in den Bereichen
X, Y und Z, die innerhalb der drei Primärfarbenabbildungen
Ro, Go und Bo eingestellt sind, als Koordinatenpunkte
(R, G, B) in einem Raum gezeichnet, der als Farbraum
bezeichnet sei, in dem die Dichtewerte R, G und B von den
drei Achsen abgenommen werden, die sich rechtwinklig
schneiden. Durch Teilen der Punktkoordinaten (R, G, B) in
dem Farbraum durch die Summe R+G+B der Dichtewerte kann die
Verteilung des Punktes (R, G, B) innerhalb des Farbraumes in
eine Verteilung eines Punktes (R′, G′, B′) umgewandelt
werden, der in Richtung des Ursprungs (0, 0, 0) auf eine
Ebene projiziert wird, die Farbgradebene genannt sei und
durch die drei Punkte (1, 0, 0), (0, 1, 0) und (0, 0, 1)
verläuft. Es ist bekannt, daß in einem Farbbild die Summe
R+G+B Dichtewerte die Leuchtstärke oder Helligkeit
darstellt. Es kann angenommen werden, daß die Werte R′, G′
und B′ des auf die genannte Farbgradebene projizierten
Punktes keine Information bezüglich der Helligkeit enthält,
sondern Tönungen und Färbungsgrade darstellt. Werden somit
die Konzentrationswerte R, G und B der drei
Primärfarbenabbildungen Ro, Go und Bo auf die Farbgradebene
projiziert und in die Werte R′, G′ und B′ umgewandelt und
wird dann die Korrelation durchgeführt, dann können
Beeinträchtigungen der Helligkeit, wie
Leuchtstärkeschwankungen und Schattenbildung, die die
Exaktheit der Korrelation reduzieren, ausgeschlossen werden
und die sich einander entsprechenden Bereiche in den
Primärfarbenabbildungen der Farbbilder können auf einfache
Weise durch Korrelation in dem aktuellen Feld exakt
festgestellt werden.
Die Fig. 9 bis 11 zeigen das vierte Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Einrichtung zum
Feststellen übereinstimmender Bereiche in Farbbildern gemäß
einem der drei vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele auf eine Einrichtung zum Korrigieren
der Farbversetzung in elektronischen Endoskopbildern eines
Teilbildfolgesystems angewandt.
Fig. 9 zeigt den Aufbau dieses Ausführungsbeispiels und
insbesondere eine elektronische Endoskopeinrichtung 43, die
im wesentlichen aus einem Endoskop 44, einer
Bildaufnahmevorrichtung 46, einer Farbversetzungskorrektureinrichtung
47 und einer Bilddarstellungseinrichtung 48 besteht.
Eine monochrome Festkörperbildaufnahmevorrichtung 49, etwa
eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD), ist an der Spitze
des Endoskops 44 angeordnet, so daß mittels einer
Objektivlinse 51 in deren Bildebene ein Abbild erzeugt
wird. Eine Quelle 53 für weißes Licht, etwa eine Xenonlampe
ist in der Bildaufnahmevorrichtung 46 angeordnet und
sendet Beleuchtungslicht durch ein Rotationsfilter 52, das
an der Spitze des Einführteils des Endoskops 44 durch einen
Lichtleiter 54 in Form eines optischen Faserbündels
ausgestrahlt wird, das in dem Endoskop 44 eingesetzt ist.
Wie Fig. 10 zeigt, ist das Rotationsfilter 52
scheibenförmig und weist Farbdurchlaßfilter 54R, 54G und
54B auf, die entsprechende Spektren von rotem (R), grünem
(G) und blauem (B) Licht durchlassen und in Umfangsrichtung
angeordnet sind. Wird das Rotationsfilter 52 mit einer
Drehzahl von 1/30 s-1 durch einen Motor 55 in der
Bildaufnahmevorrichtung 46 angetrieben, dann wird das weiße
Licht in farbiges Licht R, G und B in zeitlicher
Reihenfolge umgewandelt und die
Festkörperbildaufnahmevorrichtung 49 kann ein monochromes
Bild eines mit den farbigen Lichtbündeln R, G und B
bestrahlten Gegenstandes aufnehmen.
Das Bildsignal der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 49
wird mittels eines in der Bildaufnahmevorrichtung 46 ange
ordneten A/D-Wandlers 56 in ein Digitalsignal umgewandelt
und in einem vorbestimmten Farbbereich innerhalb eines Teil
bildspeichers 58 über einen Selektor 57 gespeichert.
In der Bildaufnahmevorrichtung 46 ist auch eine Bildaufnahme
steuereinheit 59 angeordnet, die mit dem A/D-Wandler
56, dem Selektor 57, dem Teilbildspeicher 58 und dem Motor 55
verbunden ist und das Bildsignal des mit den Farblichtbündeln
R, G und B bestrahlten Gegenstandes derart steuert, daß
die drei Farbteilbilder in den entsprechenden Teilbildspei
chern 58 gespeichert werden.
Die sich so schrittweise in den Teilbildspeichern 58 auf
bauenden Primärfarbenabbildungen werden einer Bereichsüber
einstimmungsfeststellvorrichtung 62 für die Primärfarben
abbildung zugeführt. Die Bereichsübereinstimmungsfeststell
vorrichtung 62 entspricht denjenigen des ersten bis
dritten Ausführungsbeispiels und die Ver
setzung der R-Abbildung oder B-Abbildung 72 bezüglich der
G-Abbildung 71 wird für die entsprechenden Bildelemente
festgestellt und als eine Verschiebung 76 (Fig. 11(b))
in einem mehrdimensionalen Schiebespeicher 63 aufgezeich
net.
Die vorgenannte Farbversetzungsfeststellung wird durch eine
Farbversetzungskorrektur-Steuereinheit 64 gesteuert, die
in der Farbversetzungskorrekturvorrichtung 47 ange
ordnet ist.
In einem Adressengenerator 66 wird auf der Basis der Ver
schiebung 76, die in dem mehrdimensionalen Schiebe
speicher 63 (in Form eines Landkartenverschiebespeichers)
aufgezeichnet ist, eine Korrekturadresse erzeugt, die die
R- und B-Abbildungen korrigiert, und zu dem vorgenannten
Teilbildspeicher 58 gesandt.
Der Teilbildspeicher 58 gibt das auf der Korrekturadresse
basierende R- oder B-Bildsignal an den Teilbildspeicher
67, der in der Bilddarstellungsvorrichtung 48 angeordnet
ist, und zwar aufgrund eines Befehls der Farbversetzungs
korrektur-Steuereinheit 64. Das G-Signal in dem Teilbild
speicher 58 und die R- und B-Signale in dem Teilbild
speicher 67 werden in einem D/A-Wandler 68 in Analogsig
nale umgewandelt und als Farbbilder mittels eines TV-Moni
tors 69 dargestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Farbversetzung
der R-Abbildung und die Farbversetzung der B-Abbildung
nacheinander durch eine Gruppe von Farbversetzungs
korrekturvorrichtungen 47 korrigiert. Es können jedoch
auch zwei Gruppen von Farbversetzungskorrekturvor
richtungen für die R-Abbildung und die B-Abbildung vorge
sehen sein, so daß sich durch Parallelverarbeitung eine
Reduzierung der Verarbeitungszeit ergibt.
Allgemein gesprochen werden bei einem elektronischen Endos
kop mit Teilbildfolgesystem gemäß den vorstehenden Er
läuterungen unter Wechsel des Beleuchtungslichts von Rot,
Grün und Blau innerhalb 1/30 s die monochromen Teilbilder
der entsprechenden Farben nacheinander einge
geben und die drei Primärfarben-Teilbilder werden gleich
zeitig ausgegeben und es wird eine Darstellung eines Farb
bildes erzeugt. Erfolgt bei einem derartigen System jedoch
eine rasche Bewegung des Objekts oder des Endoskops selbst,
dann ändert sich die relative Position des Endoskops zum
Objekt, so daß bei der Darstellung entsprechender Primär
farben-Teilbilder das erzeugte Bild verschwommen sein wird
oder einen farbigen Rand aufweist, d. h., daß eine sogenannte
Farbversetzung auftreten wird. Zur Korrektur einer derartigen
Farbversetzung wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
zur Feststellung übereinstimmender Bereiche in unter
schiedlichen Teilfarbbildern eine Bereichsübereinstimmungs-Feststelleinrichtung 62 gemäß dem
ersten bis dritten Ausführungsbeispiel verwendet.
Gemäß den Fig. 11(a) und 11(b) wird die Farbversetzung
der in dem Teilbildspeicher 58 gespeicherten Digitalbilder
durch die vorstehend beschriebene Eingabemethode korrigiert.
Insbesondere wird zum Feststellen übereinstimmender Bereiche
in den Primärfarben-Teilbildern in der vorgenannten Einrich
tung 62 ein kleiner Bereich 73 eingestellt, wobei jedes
Bildelement 70 der G-Abbildung 71 der drei Primärfarben-
Teilbilder R, G und B als Mittelpunkt dient. Ein kleiner
Bereich 74 der gleichen Größe wird innerhalb der R-Abbildung
oder der B-Abbildung 72 eingestellt, die Korrelation C wird
wie vorstehend erläutert berechnet,
während die Position des einen Bereichs 74 inner
halb eines bestimmten Bereichs 75 bewegt wird. Die Ein
stellung des kleinen Bereichs 73 der G-Abbildung 71 und der
kleine Bereich 74 der R-Abbildung oder der G-Abbildung 72,
in der die Korrelation C maximal ist, wird bestimmt und das
Verschiebungsausmaß 76 wird dann in den mehrdimensionalen
Schiebespeicher 63 eingegeben.
Es sei bemerkt, daß bei Einsatz der Einrichtung gemäß
dem dritten Ausführungsbeispiel bei der Bestimmung der
Verschiebung die Korrelation auf die kleinen Bereiche an
gewandt wird, die derart eingestellt sind, daß die ent
sprechenden Bildelemente, die in den gleichen Positionen
innerhalb der G-Abbildung und der B-Abbildung angeordnet
sind, als Mittelpunkte dienen, und der kleine Bereich
die gleiche Größe in der R-Abbildung besitzt wie für die
anderen Einstellungen.
Die R- und B-Abbildungen 72 werden auf der Basis einer
derart bestimmten Verschiebung 76 in jedem Bildelement
77 der R- oder B-Abbildung 72 umgeformt und das bezüglich der
Farbversetzung korrigierte Farbbild wird ausgegeben und
angezeigt.
Es sei bemerkt, daß das Verschiebungsausmaß 76 in jedem
Bildelement 77 der R- und B-Abbildung 72 für alle Bild
elemente nach dem zuvor beschriebenen Verfahren bestimmt
wird. Der Berechnungsumfang kann jedoch durch ein Verfahren
reduziert werden, bei dem das Verschiebungsausmaß bei re
präsentativen Bildelementen bestimmt wird, die in festen Ab
ständen ausgewählt werden, und das Verschiebungsausmaß wird
unter Verwendung eines Kompensationsverfahrens aus diesen
repräsentativen Bildelementen für die anderen Bildelemente
angenommen bzw. abgeschätzt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Schal
tungsanordnung zum Korrigieren der Farbversetzung in
einem Farbbild eines elektronischen Endoskops in einem
Teilbildfolgesystem innerhalb kürzester Verarbeitungszeit
durch einen verhältnismäßig einfachen Schaltungsaufbau rea
lisiert werden.
Fig. 12 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden durch die Standard
abweichungsrechner 24a, 24b und 24c für die Bildsignale
der entsprechenden eingestellten Bereiche X, Y und Z der
drei Primärfarben-Teilbilder Ro, Go und Ro, die in den
Bildspeichern 21a, 21b bzw. 21c gespeichert sind, die
Standardabweichungen σR, σG und σB der Konzentrations
werte R, G und B berechnet. Auch werden die Konzentrations
werte R, G und B der Bildsignale der vorgenannten ein
gestellten Bereiche X, Y und Z aus den entsprechenden
Bildelementen extrahiert und mittels Teilern 25a, 25b bzw.
25c durch die entsprechenden Standardabweichungen
σR, σG und σB dividiert und damit zu Werten
R′=R/σR, G′=G/σG und B′=B/σB normiert, in denen die
Differenz der Streuungen der Konzentrationswerte R, G und B
korrigiert sind.
Die Ausgangssignale der Teiler 25a, 25b und 25c werden dem
Addierer 22 für die entsprechenden Bildelemente zuge
führt und es wird die Summe der normierten Konzentrations
werte R′+G′+B′ berechnet. Die Ausgangssignale R′ und G′
der Teiler 25a und 25b werden auch an die Teiler 23a bzw.
23b angelegt, dort durch die Summe R′+G′+B′ der genann
ten normierten Konzentrationswerte dividiert und damit zu
Werten R′′=R′/(R′+G′+B′) und G′′=G′/(R′+B′+G′) normiert,
in denen der Einfluß der Helligkeit korrigiert ist.
Die Korrelation C=<R′′G′′<-<R′′< <G′′< in den aktuellen
Feldern der genannten Bereiche X und Y wird aus diesen
normierten Konzentrationswerten R′′, G′′ und B′′ durch die
gleiche Korrelationsvorrichtung 12 bestimmt, wie bei dem
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Dieses Verfahren wird wie bei dem dritten Ausführungs
beispiel wiederholt, während der Bereich X der Abbildung
Ro invariabel gehalten und der Bereich Y der Abbil
dung Go variiert wird. Die Korrelationswerte C entsprechen
der Paare von Bereichen X und Y werden durch die Steuer
einheit 13 verglichen und derjenige Bereich Y wird festge
stellt, bei dem die Korrelation C maximal ist.
Somit werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Konzen
trationswerte R und G der entsprechenden Bildelemente der
eingestellten Bereiche X und Y der Abbildungen Ro und
Go zu Werten R′′ und G′′ normiert, wobei sowohl die Streuung
der Konzentrationswerte als auch der Einfluß der Helligkeit
durch diese Korrelation korrigiert werden. Somit kann gemäß
diesem Ausführungsbeispiel der Einfluß der Differenz in der
Streuung der Konzentrationswerte und der Differenz in der
Helligkeit eliminiert werden, die die Genauigkeit reduzieren,
und die einander entsprechenden Bereiche der Primärfarben
abbildungen von Farbbildern können exakt festgestellt
werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht nur zur
Feststellung von einander entsprechenden Bereichen in mehre
ren Bildern angewandt werden kann, die bezüglich der Formver
teilung in dem aktuellen Feld korrigiert sind, sondern bei
spielsweise auch durch die Feststellung, ob ein spezielles
Objekt in der Abbildung existiert oder zur Feststellung
der Position eines speziellen Objekts in einem Bild.
Wie zuvor beschrieben, werden erfindungsgemäß die ent
sprechenden Konzentrationswerte in den Arbeitsobjektbe
reichen einer Vielzahl von Abbildungen normiert, so daß
Einflüsse, wie die Streuung der Konzentration und die
Helligkeit korrigiert werden können, wobei dann erst die
Korrelation durchgeführt wird, so daß Beeinträchtigungen
der Konzentration und Helligkeit, die die Genauigkeit der
Korrelation in dem aktuellen Feld beeinträchtigen, eliminiert
werden und die Übereinstimmung der Bereiche mit hoher Ge
nauigkeit bestimmt werden kann.
In der vorliegenden Beschreibung wurden die Ausdrücke
"Bild" und "Abbildung" im wesentlichen im gleichen Sinne
verwendet. In jedem Fall handelt es sich um das von der
Bildaufnahmevorrichtung 49 aufgenommene Bild (oder Teil
bild) eines Objekts. Ein typisches Beispiel dafür sind
die drei Primärfarben-Teilbilder, die sich beim Bestrah
len eines Objekts in der Reihenfolge Rot, Grün und Blau
ergeben. Der Ausdruck Konzentrationswert könnte auch
durch "Dichtewert" ersetzt werden.
Claims (24)
1. Verfahren zum Feststellen einander entsprechender Bereiche
in einer Vielzahl von Bildern mittels Korrelation von aus
Bildsignalen der einzelnen Bereiche abgeleiteten Werten
und Bestimmen der Gruppe von Bereichen mit maximaler
Korrelation,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Korrelation die Konzentrationswerte entspre
chender Bildsignale in Arbeitsobjektbereichen der einzel
nen Bilder mittels Division durch die Standardabweichung
der Konzentrationswerte in den entsprechenden Arbeits
objektbereichen zur Korrektur von Störeinflüssen, wie
einer Konzentrations- und/oder Leuchtstärkestreuung, nor
miert werden.
2. Verfahren zum Feststellen einander entsprechender Bereiche
in einer Vielzahl von Bildern mittels Korrelation von aus
Bildsignalen der einzelnen Bereiche abgeleiteten Werten
und Bestimmen der Gruppe von Bereichen mit maximaler
Korrelation,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Korrelation die Konzentrationswerte entspre
chender Bildsignale in Arbeitsobjektbereichen der einzel
nen Bilder mittels Division durch die Summe der Konzentra
tionswerte der entsprechenden Bildelemente in den Arbeits
objektbereichen zur Korrektur von Störeinflüssen, wie
einer Konzentrations- und/oder Leuchtstärkestreuung, nor
miert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Normierungsschritt das Projizieren der Koordinaten
wechselseitiger Konzentrationswerte in Richtung des Ur
sprungs (0, 0) auf eine Gerade einschließt, die die Punkte
(1, 0) und (0, 1) in einem Korrelations-Diagramm verbin
det, wobei die Konzentrationen der Bildelemente in der
gleichen Position in Arbeitsobjektbereichen von zwei Bil
dern entsprechend veränderbar gemacht werden, und
daß der Korrelationsschritt das Korrelieren der auf die
Gerade projizierten Konzentrationswerte einschließt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bilder Primärfarben-Teilbilder eines Farbbildes
sind.
5. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bilder Primärfarben-Teilbilder eines Farbbildes
sind, und
daß der Normierungsschritt das Projizieren der Koordinaten
der Konzentrationswerte der in der gleichen Position der
entsprechenden Arbeitsobjektbereiche liegenden Bildele
mente in Richtung des Ursprungs (0, 0, 0) auf eine Ebene
einschließt, die die Punkte (1, 0, 0), (0, 1, 0) und (0,
0, 1) in einem räumlichen Koordinatensystem verbindet, in
dem die Konzentrationen der in der gleichen Position der
entsprechenden Arbeitsobjektbereiche der drei Primärfarben-
Teilbilder liegenden Bildelemente entsprechend variabel
gemacht werden, und
daß der Korrelationsschritt das Korrelieren der auf die
Ebene projizierten Konzentrationswerte einschließt.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bilder Primärfarben-Teilbilder eines Farbbildes
sind und
daß beim Normierungsschritt eine weitere Division durch
die Summe der durch die Standardabweichung dividierten
Konzentrationswerte erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Korrelationsschritt das Subtrahieren des Produkts
der Mittelwerte der normierten Konzentrationswerte beider
Arbeitsobjektbereiche vom Mittelwert der Produkte der nor
mierten Konzentrationswerte derjenigen Bildelemente ein
schließt, die in den gleichen Positionen der beiden
Arbeitsobjektbereiche liegen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
Speichern der Vielzahl von Bildern in einzelnen Bildspeicher vorrichtungen,
Einstellen entsprechender Arbeitsobjektbereiche für die entsprechenden, gespeicherten Bilder und
Vergleichen der entsprechenden Korrelationswerte einer Vielzahl von Gruppen von Arbeitsobjektbereichen mit maxi maler Korrelation nach dem Normieren und Korrelieren.
Speichern der Vielzahl von Bildern in einzelnen Bildspeicher vorrichtungen,
Einstellen entsprechender Arbeitsobjektbereiche für die entsprechenden, gespeicherten Bilder und
Vergleichen der entsprechenden Korrelationswerte einer Vielzahl von Gruppen von Arbeitsobjektbereichen mit maxi maler Korrelation nach dem Normieren und Korrelieren.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärfarben-Teilbilder Bilder eines elektronischen
Endoskops sind, das mit Teilbildfolge arbeitet, und
daß die Farbversetzung zwischen den Primärfarben-Teilbildern
in den Bereichen mit maximalem Korrelationswert festgestellt
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einstellschritt das Einstellen eines ersten
Arbeitsobjektbereichs mit seinem Bildelement als Mittelpunkt
für jedes Bildelement eines der drei Primärfarben-Teilbilder
und das Einstellen eines zweiten Arbeitsobjektbereichs
zum Feststellen desjenigen Bereichs, der mit dem ersten
Arbeitsobjektbereich für die anderen beiden Bilder der
drei Primärfarben-Teilbilder übereinstimmt, und daß die
Adresse des Bildelements im Mittelpunkt des zweiten
Arbeitsobjektbereichs korrigiert wird, falls der Korrela
tionswert maximal ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einstellschritt das Einstellen eines ersten und
zweiten Arbeitsobjektbereichs mit dem Bildelement als Mit
telpunkt für jedes Bildelement entsprechend für zwei der
drei Primärfarben-Teilbilder und das Einstellen eines
dritten Arbeitsobjektbereichs zum Feststellen derjenigen
Bereiche einschließt, die dem ersten und zweiten Arbeits
objektbereich für das andere der drei Primärfarben-Teilbilder
entsprechen, und daß der Vergleichsschritt das
Vergleichen der entsprechenden Korrelationswerte in einer
Vielzahl von Gruppen von Arbeitsobjektbereichen, die sich
durch Ändern des dritten Arbeitsobjektbereichs ergeben,
einschließt, und daß die Adresse des Bildelements im
Mittelpunkt des dritten Arbeitsobjektbereichs korrigiert
wird, falls der Korrelationswert maximal ist.
12. Einrichtung zum Feststellen einander entsprechender
Bereiche in einer Vielzahl von Bildern mittels Korrelation
von aus Bildsignalen der einzelnen Bereiche abgeleiteten
Werten,
gekennzeichnet durch
eine Normierungsvorrichtung (11) zum Normieren der Konzen trationswerte entsprechender Bildsignale in einer Vielzahl von Bildarbeitsobjektbereichen auf der Basis der Konzen trationswerte in den Arbeitsobjektbereichen zum Korrigie ren von Beeinträchtigung wie der Konzentrations- und/oder Helligkeitsstreuung,
eine Korrelationsvorrichtung (12) zum Korrelieren in den aktuellen Feldern der Arbeitsobjektbereiche mittels der normierten Konzentrationswerte und
eine Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung (13) zum Feststellen derjenigen Gruppe von Bereichen, für die der Korrelationswert maximal ist.
eine Normierungsvorrichtung (11) zum Normieren der Konzen trationswerte entsprechender Bildsignale in einer Vielzahl von Bildarbeitsobjektbereichen auf der Basis der Konzen trationswerte in den Arbeitsobjektbereichen zum Korrigie ren von Beeinträchtigung wie der Konzentrations- und/oder Helligkeitsstreuung,
eine Korrelationsvorrichtung (12) zum Korrelieren in den aktuellen Feldern der Arbeitsobjektbereiche mittels der normierten Konzentrationswerte und
eine Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung (13) zum Feststellen derjenigen Gruppe von Bereichen, für die der Korrelationswert maximal ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12,
gekennzeichnet durch
eine Bildspeichervorrichtung (1a, 1b; 21a, 21b, 21c) zum Speichern einer Vielzahl von Bildern,
eine Bereichseinstellvorrichtung (101) zum Einstellen ent sprechender Arbeitsobjektbereiche für entsprechende, in den Bildspeichervorrichtungen (101) gespeicherten Bilder, eine Vergleichsvorrichtung (112) zum Vergleichen der er rechneten Korrelationswerte mit einem Bezugswert,
eine Speichervorrichtung (103) zum Speichern des Bezugs wertes und der Adressen der Arbeitsobjektbereiche,
eine Speichersteuervorrichtung (104) zum Steuern der Spei chervorrichtung (103) derart, daß ein Korrelationswert als neuer Bezugswert nur dann gespeichert wird, wenn der Aus gangswert der Vergleichsvorrichtung größer als der Bezugs wert ist, und wobei die Adresse des Arbeitsobjektbereichs als neue Adresse gespeichert wird, und
eine Steuervorrichtung (105) zum Steuern der Bereichsein stellvorrichtung (101) zum Ändern eines die Arbeitsobjekt bereiche nach Vergleichen der Korrelationswerte mit dem Bezugswert, um einen Korrelationswert in unterschiedlichen Kombinationen von Arbeitsobjektbereichen zu erhalten.
eine Bildspeichervorrichtung (1a, 1b; 21a, 21b, 21c) zum Speichern einer Vielzahl von Bildern,
eine Bereichseinstellvorrichtung (101) zum Einstellen ent sprechender Arbeitsobjektbereiche für entsprechende, in den Bildspeichervorrichtungen (101) gespeicherten Bilder, eine Vergleichsvorrichtung (112) zum Vergleichen der er rechneten Korrelationswerte mit einem Bezugswert,
eine Speichervorrichtung (103) zum Speichern des Bezugs wertes und der Adressen der Arbeitsobjektbereiche,
eine Speichersteuervorrichtung (104) zum Steuern der Spei chervorrichtung (103) derart, daß ein Korrelationswert als neuer Bezugswert nur dann gespeichert wird, wenn der Aus gangswert der Vergleichsvorrichtung größer als der Bezugs wert ist, und wobei die Adresse des Arbeitsobjektbereichs als neue Adresse gespeichert wird, und
eine Steuervorrichtung (105) zum Steuern der Bereichsein stellvorrichtung (101) zum Ändern eines die Arbeitsobjekt bereiche nach Vergleichen der Korrelationswerte mit dem Bezugswert, um einen Korrelationswert in unterschiedlichen Kombinationen von Arbeitsobjektbereichen zu erhalten.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Normierungsvorrichtung (11) Rechner (2a, 2b, 24a,
24b, 24c) zum Berechnen der Standardabweichungen der Kon
zentrationswerte in den entsprechenden Arbeitsobjektbereichen
und Rechenvorrichtungen (3a, 3b, 25a, 25b, 25c) zum
Normieren der Konzentrationswerte der entsprechenden Bild
elemente der entsprechenden Arbeitsobjektbereiche unter
Dividieren derselben durch die Standardabweichung der Kon
zentrationswerte in den entsprechenden Arbeitsobjektbereichen
aufweist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Korrelationsvorrichtung eine Rechenvorrichtung (6,
7) zum Berechnen des Mittelwerts der Produkte von Konzen
trationswerten nach der Normierung derjenigen Bildele
mente, die in zwei Arbeitsobjektbereichen in der gleichen
Position angeordnet sind, eine Rechenvorrichtung (4a, 4b,
5) zum Berechnen des gemittelten Produkts der Konzentra
tionswerte nach der Normierung in den beiden Arbeitsobjekt
bereichen und eine Rechenvorrichtung (8) zum Subtra
hieren des gemittelten Produkts von dem Mittelwert der
Produkte aufweist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Normierungsvorrichtung (11) eine Rechenvorrichtung
(3a, 3b; 15a, 15b; 23a, 23b, 25a, 25b, 25c) zum Normieren
der entsprechenden Konzentrationswerte der Bildelemente,
die in den entsprechenden Arbeitsobjektbereichen in der
gleichen Position angeordnet sind, und Dividieren dersel
ben durch die Summe der entsprechenden Konzentrationswerte
für diese Bildelemente aufweist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Korrelationsvorrichtung (12) eine Rechenvorrich
tung (6, 7) zum Berechnen des Mittelwerts der Produkte von
Konzentrationswerten nach der Normierung derjenigen Bild
elemente, die in zwei Arbeitsobjektbereichen in der glei
chen Position angeordnet sind, eine Rechenvorrichtung (4a,
4b, 5) zum Berechnen des gemittelten Produkts der Konzen
trationswerte nach der Normierung in beiden Arbeitsobjekt
bereichen und eine Rechenvorrichtung (8) zum Subtrahieren
des gemittelten Produkts von dem Mittelwert der Produkte
aufweist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl von Bildern die drei Primärfarben-Teil
bilder von Farbbildern sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildspeichervorrichtungen (21a, 21b, 21c) die drei
Primärfarben-Teilbilder speichern.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Normierungsvorrichtung (11)
eine Rechenvorrichtung (22; 23a, 23b) zum Normie
ren der durch die Standardabweichung dividierten Konzen
trationswerte unter Dividieren derselben durch die Summe
der durch die Standardabweichung dividierten Konzentra
tionswerte aufweist.
21. Einrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Korrelationsvorrichtung (12) eine Rechenvorrich
tung (7) zum Berechnen des Mittelwerts der Produkte der
normierten Konzentrationswerte der Bildelemente, die in
zwei Arbeitsobjektbereichen in der gleichen Position ange
ordnet sind, eine Rechenvorrichtung (4a, 4b, 5) zum Be
rechnen des gemittelten Produkts der normierten Konzentra
tionswerte beider Arbeitsobjektbereiche und eine Rechen
vorrichtung (8) zum Subtrahieren des gemittelten Produkts
der normierten Konzentrationswerte von dem Mittelwert der
Produkte der normierten Konzentrationswerte aufweist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Korrektur von Farbversetzungen in den drei Primärfarben-Teilbildern eines elektronischen Endoskops mit Teilbildfolge Verwendung findet,
daß die Bereichseinstellvorrichtung (101) einen ersten Arbeitsobjektbereich mit dem Bildelement als Mittelpunkt für jedes Bildelement für eines der drei Primärfarben-Teilbil der und einen zweiten Arbeitsobjektbereich zur Feststel lung desjenigen Bereichs, der dem ersten Arbeitsobjektbereich für die beiden anderen Teilbilder der drei Primärfarben- Teilbilder entspricht, einstellt,
daß die Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung (62) diejenige Bereichseinstellung, in der der Korrelationswert maximal ist, unter Vergleichen der entsprechenden Korrela tionswerte in einer Vielzahl von Einstellungen der Arbeitsobjektbereiche, die sich durch Ändern des zweiten Arbeitsobjektbereichs durch die Bereichseinstellvorrichtung (101) ergeben, feststellt,
daß eine Feststellvorrichtung eine Versetzung zwi schen den Bereichen feststellt, in denen der durch die Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung festgestellte Korrelationswert maximal ist,
daß eine Speichervorrichtung (63) die festgestellte Ver setzung speichert und
daß eine Adressenkorrekturvorrichtung (64) die Adresse des Bildelements im Mittelpunkt des zweiten Arbeitsobjektbereichs auf der Basis der gespeicherten Versetzung bei maximalem Korrelationswert korrigiert.
daß die Einrichtung zur Korrektur von Farbversetzungen in den drei Primärfarben-Teilbildern eines elektronischen Endoskops mit Teilbildfolge Verwendung findet,
daß die Bereichseinstellvorrichtung (101) einen ersten Arbeitsobjektbereich mit dem Bildelement als Mittelpunkt für jedes Bildelement für eines der drei Primärfarben-Teilbil der und einen zweiten Arbeitsobjektbereich zur Feststel lung desjenigen Bereichs, der dem ersten Arbeitsobjektbereich für die beiden anderen Teilbilder der drei Primärfarben- Teilbilder entspricht, einstellt,
daß die Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung (62) diejenige Bereichseinstellung, in der der Korrelationswert maximal ist, unter Vergleichen der entsprechenden Korrela tionswerte in einer Vielzahl von Einstellungen der Arbeitsobjektbereiche, die sich durch Ändern des zweiten Arbeitsobjektbereichs durch die Bereichseinstellvorrichtung (101) ergeben, feststellt,
daß eine Feststellvorrichtung eine Versetzung zwi schen den Bereichen feststellt, in denen der durch die Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung festgestellte Korrelationswert maximal ist,
daß eine Speichervorrichtung (63) die festgestellte Ver setzung speichert und
daß eine Adressenkorrekturvorrichtung (64) die Adresse des Bildelements im Mittelpunkt des zweiten Arbeitsobjektbereichs auf der Basis der gespeicherten Versetzung bei maximalem Korrelationswert korrigiert.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Korrektur von Farbversetzungen in den drei Primärfarben-Teilbildern eines elektronischen En doskops mit Teilbildfolge Verwendung findet,
daß die Bereichseinstellvorrichtung (101) einen ersten und zweiten Arbeitsobjektbereich mit dem Bildelement als Mit telpunkt für jedes Bildelement entsprechend für zwei Teil bilder der drei Primärfarben-Teilbilder und einen dritten Arbeitsobjektbereich zum Feststellen derjenigen Bereiche, die dem ersten und zweiten Arbeitsobjektbereich für das andere Teilbild der drei Primärfarben-Teilbilder entspre chen, einstellt,
daß die Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung (62) die entsprechenden Korrelationswerte in einer Vielzahl von Arbeitsobjektbereichen, die sich durch Ändern des dritten Arbeitsobjektbereichs durch die Bereichseinstellvorrich tung (101) ergeben, vergleicht und diejenige Bereichsein stellung, in der der Korrelationswert maximal ist, fest stellt,
daß eine Feststellvorrichtung die Versetzung zwischen den Bereichen, in denen der festgestellte Korrelationswert maximal ist, feststellt und
daß eine Speichervorrichtung (63) die festgestellte Ver setzung speichert und eine Adressenkorrekturvorrichtung (64) die Adresse des Bildelements im Mittelpunkt des drit ten Arbeitsobjektbereichs auf der Basis der gespeicherten Versetzung korrigiert, falls der Korrelationswert maximal ist.
daß die Einrichtung zur Korrektur von Farbversetzungen in den drei Primärfarben-Teilbildern eines elektronischen En doskops mit Teilbildfolge Verwendung findet,
daß die Bereichseinstellvorrichtung (101) einen ersten und zweiten Arbeitsobjektbereich mit dem Bildelement als Mit telpunkt für jedes Bildelement entsprechend für zwei Teil bilder der drei Primärfarben-Teilbilder und einen dritten Arbeitsobjektbereich zum Feststellen derjenigen Bereiche, die dem ersten und zweiten Arbeitsobjektbereich für das andere Teilbild der drei Primärfarben-Teilbilder entspre chen, einstellt,
daß die Bereichsübereinstimmungs-Feststellvorrichtung (62) die entsprechenden Korrelationswerte in einer Vielzahl von Arbeitsobjektbereichen, die sich durch Ändern des dritten Arbeitsobjektbereichs durch die Bereichseinstellvorrich tung (101) ergeben, vergleicht und diejenige Bereichsein stellung, in der der Korrelationswert maximal ist, fest stellt,
daß eine Feststellvorrichtung die Versetzung zwischen den Bereichen, in denen der festgestellte Korrelationswert maximal ist, feststellt und
daß eine Speichervorrichtung (63) die festgestellte Ver setzung speichert und eine Adressenkorrekturvorrichtung (64) die Adresse des Bildelements im Mittelpunkt des drit ten Arbeitsobjektbereichs auf der Basis der gespeicherten Versetzung korrigiert, falls der Korrelationswert maximal ist.
24. Einrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärfarben-Teilbilder mittels einer Beleuch
tungsvorrichtung zum aufeinanderfolgenden Ausstrahlen von
Licht unterschiedlicher Farbe auf ein darzustellendes Ob
jekt und einer Abbildungsvorrichtung zum Abbilden der Ob
jektbilder entsprechend der Beleuchtung mit unterschied
lichen Farben erzeugt werden und daß ferner vorgesehen sind
eine zweite Speichervorrichtung (67) zum Speichern von
Bildern, deren Adressen durch die Adressenkorrekturvor
richtung (64) korrigiert wurden, und
eine Signalverarbeitungsvorrichtung zum Auslesen der Bil
der, deren Adressen korrigiert wurden, aus der zweiten
Speichervorrichtung (67) und derjenigen Bilder, deren
Adressen nicht geändert wurden, aus der ersten Speicher
vorrichtung (58) und zum Bilden von Videosignalen mit kor
rigierter Farbversetzung.
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