DE68923324T2

DE68923324T2 - Vorrichtung zur Bildverarbeitung.

Info

Publication number: DE68923324T2
Application number: DE68923324T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hasegawa; Yashushi Okada
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2009-05-10
Also published as: US5379353A; EP0341985A2; DE68923324D1; EP0341985B1; EP0341985A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildbearbeitungsvorrichtung zur Verwendung bei der Steuerung unbemannt fahrender Fahrzeuge oder Bewegungserkennung zu beobachtender Gegenstände in Echtzeit.
Bei der Steuerung beispielsweise eines unbemannt beweglichen Roboters oder eines automatisch beweglichen Fahrzeugs markieren Bilder von Linien eine Fahrbahn, und diejenigen der Mittellinie und der Seitenlinie in einer Straße müssen von einer Kamera aufgenommen werden, um sie der Bildverarbeitung zu unterziehen. Figur 1 ist eine Ansicht, die die Erkennung einer Straße mittels eines Bilds erläutert. Figur 1(a) zeigt ein Bild einer von einer Kamera aufgenommenen Straße. Figur 1(b) ist eine Ansicht, in der die Bildelemente in Figur 1(a) mit stärkerer Helligkeit (oder stärkeren Helligkeitsänderungsverhältnissen) mit schwarzen Punkten gezeigt sind.
Wie in Figur 1(a) gezeigt, erstreckt sich in einem Kamerabild 1 eine Straße 3 unendlich zu einer Horizontallinie 2. Seitenlinien 4 befinden sich an beiden Seiten der Straße 3. Eine Mittellinie 5 befindet sich in der Mitte der Straße 3. Die Seitenlinien 4 und die Mittellinie 5 der Straße 3 haben stärkere Helligkeiten als die anderen Teile der Straße 3 und sind in Figur 1(b) mit aufeinanderfolgenden Punkten 4', 5' gezeigt. Auf Basis dieses Kamerabilds 1 werden zur Erkennung der Richtung und Kurven der Straße 3 angenäherte gerade Linien L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, die die Punkte 4' in Figur 1(b) miteinander verbinden, erkannt.
Als ein Verfahren zum Angeben der angenäherten geraden Linien L ist herkömmlich das sogenannte Hough-Transformationsverfahren bekannt (z.B. Beschreibung des US-Patents Nr. 3,069,654, auf dem der Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche beruhte. Dieses Verfahren wird anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert. Angenommen, daß ein zu bearbeitender Punkt P (xp, yp) auf einem Originalbild vorhanden ist, das auf dem in Figur 2(a) gezeigten x-y-Koordinatensystem abgebildet ist, so können eine unendliche Anzahl gerader Linien l (la, lb, ...) abgebildet werden. Gerade Linien, die durch den Ursprung O (0,0) und orthogonal zu den jeweiligen geraden Linien la, 1b, ... verlaufen, können ebenfalls abgebildet werden. Wenn eine Länge der durch den Ursprung O (0,0) zu den geraden Linien l (la, lb, ...) laufenden geraden Linien mit p bezeichnet ist, und ein diese geraden Linien mit der x-Achse bildender Winkel mit θ (θa, θb, ...) bezeichnet ist, sind p und θ der durch Ursprung O (0,0) laufenden geraden Linien in der Sinuskurve von Figur 2 (b) angegeben, d.h. der Hough-Kurve. Die Länge Pmax zwischen dem Ursprung O (0,0) und dem zu bearbeitenden Punkt P (xp, yp) ist die längste der durch den zu bearbeitenden Punkt P (xp, yp) laufenden geraden Linien. Die Länge ist durch
pmax = (xp² + yp²)½
gegeben
und wenn θ = 0, p&sub0; = xp.
Dann wird, wie in Figur 3(a) gezeigt, die Hough-Transformation von Figur 2 an drei Punkten P&sub1; P&sub3; auf einer geraden Linie L angewendet. Die Sinuskurve (Hough-Kurve) in der Punktlinie in Figur 3(b) ist bezüglich des Punkts P&sub1; angegeben. Die Sinuskurve bezüglich des Punkts P&sub2; liegt auf der Einpunktlinie in Figur 3(b), und diejenige bezüglich des Punkts P&sub3; liegt auf der Zweipunktlinie in Figur 3 (b) . Die Spitzen (p&sub1;, θ&sub1;) , (p&sub2;, θ&sub2;) und (p&sub3;, θ&sub3;) der jeweiligen Sinuskurven von Figur 3(b) entsprechen den Längen p&sub1;, p&sub2;, p&sub3; zwischen dem Ursprung O (0,0) und den jeweiligen Punkten P&sub1;, P&sub2; und P&sub3; in Figur 3(a), und den Winkeln θ&sub1;, θ&sub2;, θ&sub3;, die die jeweiligen durch den Ursprung 0 laufenden geraden Linien mit der x-Achse bilden.
In Figur 3(b) hat der Schnittpunkt der drei Hough-Kurven (Sinuskurven) Koordinaten (pt, θt) , die gleich pt, θt einer geraden Linie sind, die durch den Ursprung O (0,0) und orthogonal zu der geraden Linie L verlaufen. Durch Erhalt eines Schnittpunkts dieser Sinuskurven kann man somit eine angenäherte gerade Linie der Kurven erhalten, die die Punkte (dunklen Punkte) in dem rechtwinkligen x-y-Koordinatensystem eines Originalbilds verbinden (jedoch stimmen in Figur 3 die Kurven und die angenäherte gerade Linie überein).
Dies wird anhand Figur 4 erläutert. Es wird angenommen, daß eine Anzahl von Punkten (zu bearbeitende Punkte) zur Hough- Transformation auf einer Kurve in der x-y-Koordinatenebene (Originalbildebene) in Figur 4(a) liegen. In Figur 4(a) können drei angenäherte gerade Linien L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, die Punkte verbinden, abgebildet werden. Wenn alle Punkte der Hough-Transformation wie in Figur 2 unterzogen werden, erhält man drei Schnittpunkte der Sinuskurven. Die drei Schnittpunkte haben Koordinaten (pt1, θt1), (pt2, θt2), (pt3, θt3) in Figur 4(a). Wenn das Auftreten des Schnittpunkts H durch ein p-θ-H-Koordinatensystem ausgedrückt wird, ergibt sich Figur 4 (b). Demzufolge können die angenäherten geraden Linien L&sub1; L&sub3; von Figur 1(b), die den Seitenlinien 4 der Straße 3 entsprechen, in den Werten von p und θ an der Spitze von H angegeben werden (das Auftreten des Schnittpunkts)
Jedoch ist es nicht einfach, die oben beschriebene Hough- Transformation in Echt zeit bei einer Hochgeschwindigkeitsbildbearbeitung anzuwenden. Das heißt, wenn eine Hough-Kurve (Sinuskurve) auf Basis von Koordinanten (xp, yp) des zu bearbeitenden Punkts P auf dem Originalbild von Figur 2 als Daten gegeben ist, muß
p = xp sindθ + yp cosθ .....(1)
erfüllt sein. Wenn beispielsweise p in 512 Abschnitte unterteilt wird, muß eine trigonometrische Funktionsberechnung 1024-mal, die Multiplikation 1024-mal und die Addition 512-mal durchgeführt werden. Nebenbei, wenn das der Berechnung zu unterziehende Originalbild 512 x 512 Bildelemente aufweist, werden die Gesamtberechnungszeiten derart hoch, daß die Bearbeitungszeit mit einem gewöhnlichen Prozessor extrem lang wird.
Natürlich ist es möglich, die Berechnungszeit durch Speichern der Werte von sinθ und cosθ zur Verwendung in der oben beschriebenen Formel 1 in einem ROM oder anderen Speichern zu verkürzen (z.B. Hanahara et al., A realtime Processor for Hough Transform, 1985 National Conference of Information System Group, The Institute of Electronics Information and Communication engineers, Nr. 92 oder Onda et al., A Hardware Implementation of Hough Transform with ROM, The 70th Anniversary General National Conference of the Institute of Electronics Information and Communication Engineers, Nr. 1587). Jedoch ist in Hanahara et al, in dem die Daten der trigonometrischen Berechnung in einem ROM gespeichert sind, die Multiplikationszeit für die Formel 1 noch immer die gleiche, und in Anbetracht dessen, daß die Berechnungszeit im Vergleich mit der Additionszeit beträchtlich länger ist, kann dieses Verfahren keine grundlegende Lösung aufzeigen. Onda et al. wird aus einem anderen Gesichtspunkt näher diskutiert. In diesem Verfahren werden die Berechnungseinheiten zur Berechnung der oben beschriebenen Formel 1 parallel angeordnet, um die gesamte Signalbearbeitung zu beschleunigen. Diese Parallelität erfordert jedoch die gleiche Anzahl von Speichertabellen (ROMS) zum Erhalt von xp sinθ, yp cosθ als den parallelen Berechnungseinheiten. Demzufolge wird dieses System als Hardware ausgedrückt sehr groß.
Dieses Verfahren ist für LSI nicht geeignet. Die Daten können anstelle eines ROMS in einem RAM gespeichert werden, aber dies bringt Probleme mit der Integration.
Wie oben beschrieben, war es fast unmöglich, in Echtzeit eine Fahrzeugfahrt mit hoher Geschwindigkeit auf Basis der Bilddaten zu steuern und in Echtzeit einen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden zu beobachtenden Gegenstand auf Basis der Bildaten zu erkennen. Das Beschleunigen der Signalbearbeitung mittels parallel angeordneter Berechnungseinheiten hat unvermeidlicherweise große Abmessungen der Hardware zur Folge.
Ein erstes Ziel dieser Erfindung ist es, eine Bildbearbeitungsvorrichtung anzugeben, mit der nicht nur Bilddaten mit hoher Geschwindigkeit und in Echtzeit bearbeitet werden können, sondern bei der auch die Hardware miniaturisiert ist.
Ein zweites Ziel dieser Erfindung ist es, ein Bildbearbeitungssystem anzugeben, das die Bilddatenbearbeitung unter Verwendung der Hough-Transformation mit hoher Geschwindigkeit und in Echtzeit durchführen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Diskriminations-Bildbearbeitungsvorrichtung angegeben, um aus einer Mehrzahl zu bearbeitender Punkte auf einem von einem durch Abbildungsmittel aufgenommenen Originalbild charakteristische Punkte des Originalbilds zu extrahieren, gekennzeichnet durch ein Digitaldifferentialanalyse-Berechnungsmittel mit einer Mehrzahl seriell verbundener DDA-Berechnungsvorrichtungen gleicher Struktur; ein Speichermittel zum Speichern der Berechnungsergebnisse des DDA-Berechnungsmittels entsprechend den DDA-Berechnungsvorrichtungen und ein Extraktionsmittel zur Extraktion charakteristischer Punkte des Originalbilds auf Basis der Speicherinhalte des Speichermittels.
Die Bildbearbeitungsvorrichtung dient ferner zum Ableiten einer angenäherten geraden Linie, die eine Mehrzahl von zu bearbeitenden Punkten auf einem durch ein Abbildungsmittel aufgenommenen Originalbild verbindet. Die Bildbearbeitungsvorrichtung umfaßt bevorzugt ein DDA-Berechnungsmittel zur Berechnung einer Drehbewegungsrekursionsformel nach jeder Drehung um einen bestimmten Drehwinkel in einem Pipelinessystem, wobei die Drehrekursionsformel ist
αi+1 = fα(αi,βi,&epsi;)
βi+1 = fβ(αi,βi,&epsi;)
wobei ein Punkt auf dem Umfang eines auf einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem abgebildeten angenäherten Kreises Koordinaten (αi, βi) hat und ein Drehwinkel von den Koordinaten zu nächsten Koordinaten (αi+1, βi+1) auf dem Umfang mit &epsi; bezeichnet ist (jedoch ist i eine positive ganze Zahl); wobei das Speichermittel Werte wenigstens von βi der von dem DDA-Berechnungsmittel sequentiell ausgegebenen Berechnungsergebnisse speichert; und ein Ableitungsmittel angenäherter gerader Linie zum Ableiten der angenäherten geraden Linie von Schnittpunkten von Hough-Kurven, die sich an den jeweiligen auf Basis der Speicherinhalte des Speichermittels zu bearbeitenden Punkten ergeben.
Die Bildbearbeitungsvorrichtung dient ferner zum Diskriminieren zur Extraktion von Kurven, die eine Mehrzahl zu bearbeitender Punkte auf einem durch ein Abbildungsmittel aufgenommenem Originalbild verbinden, auf Basis einer Verteilungscharakteristik der zu bearbeitenden Punkte. Die Bildbearbeitungsvorrichtung kann ferner aufweisen: ein Anfangswertberechnungsmittel zur Berechnung eines Anfangswerts auf Basis der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild; DDA-Berechnungsmittel mit einer Mehrzahl seriell verbundener DDA-Berechnungsvorrichtungen gleicher Struktur zur sequentiellen Durchführung von Berechnungsvorgängen, die mit dem Anfangswert beginnen; ein Speichermittel zum Speichern von Berechnungsergebnissen des DDA-Berechnungsmittels entsprechend den DDA-Berechnungsvorrichtungen; und ein Mittel zum Diskriminieren zur Extraktion der die zu bearbeitenden Punkte verbindenden Kurven auf Basis der von den Speichermitteln gespeicherten Inhalte.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung dient ferner zum Ableiten einer angenäherten geraden Linie aus Kurven, die eine Mehrzahl von zu bearbeitenden Punkten auf einem von einem Abbildungsmittel aufgenommenen Originalbild verbinden. Die Bildbearbeitungsvorrichtung kann umfassen: ein Anfangswertberechnungsmittel zur Berechnung von Koordinaten (αi, βi) eines Anfangswerts in einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem auf Basis der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild; ein DDA-Berechnungsmittel zur Berechnung einer Drehbewegungsrekursionsformel nach jeder Drehung um einen bestimmten Drehwinkel aus den Koordinaten (αi, βi) des Anfangswerts in dem Pipelinessystem, wobei die Drehrekursionsformel ist
αi+1 =fα(αi,βi,&epsi;)
βi+1 =fß(αi,βi,&epsi;)
wobei ein Punkt auf dem Umfang eines auf einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem abgebildeten angenäherten Kreises Koordinaten (αi, βi) hat und ein Drehwinkel von den Koordinaten zu nächsten Koordinaten (αi+1, βi+1) auf dem Umfang mit &epsi; bezeichnet ist (jedoch ist i eine positive ganze Zahl); ein Speichermittel zum Speichern von Werten wenigstens des β- der von dem DDA- Berechnungsmittel sequentiell ausgegebenen Berechnungsergebnissen; und ein Ableitungsmittel angenäherter gerader Linie zum Ableiten der angenäherten geraden Linie von Schnittpunkten der Hough-Kurven, die an den jeweiligen zu bearbeitenden Punkten vorliegen, auf Basis der von den Speichermitteln gespeicherten Inhalte.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Diskriminations-Bearbeitungsverfahren angegeben, um Kurven, die eine Mehrzahl zu bearbeitender Punkte auf einem durch ein Abbildungsmittel aufgenommenen Originalbild verbinden, auf Basis einer Verteilungscharakteristik der zu bearbeitender Punkte auf diesem zu extrahieren, gekennzeichnet durch: einen ersten Schritt der Berechnung einer Drehbewegungsrekursionsformel
αi+1 = fα(αi,βi,&epsi;)
βi+1 =fβ(αi,βi,&epsi;),
wobei ein Punkt auf dem Umfang eines auf einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem abgebildeten angenäherten Kreises Koordinaten (αi, βi) hat und ein Drehwinkel von den Koordinaten zu nächsten Koordinaten (αi+1, βi+1) auf dem Umfang sequentiell jede Drehung um den Drehwinkel oder jede Mehrfachdrehung eines den Drehwinkel entlang dem Gesamtumfang des angenäherten Kreises oder einem Teil dessen Umfangs mit &epsi; bezeichnet ist (jedoch ist i eine positive ganze Zahl), um hierdurch die Hough-Kurven bezüglich den jeweiligen zu bearbeitenden Punkten auf dem Originalbild anzugeben; und einen zweiten Schritt der Ableitung angenäherter gerader Linien der die zu bearbeitenden Punkte verbindenden Kurven, auf Basis der Schnittpunkte zwischen wenigstens zwei der in dem ersten Schritt erhaltenen Hough-Kurven.
Das Verfahren Bildbearbeitung dient ferner zur Diskriminierung, um Kurven, die eine Mehrzahl zu bearbeitender Punkte auf einem von einem Abbildungsmittel aufgenommenen Originalbild verbinden, auf Basis einer Verteilungscharakteristik der darauf zu bearbeitenden Punkte zu extrahieren. Das Verfahren kann ferner umfassen einen ersten Schritt zum Angeben von Koordinaten (α&sub0;, β&sub0;) eines Anfangswerts in einem α-β-Koordinatensystem auf Basis der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild; und einen zweiten Schritt der Berechnung einer Rekursionsformel
αi+1 = fα(αi,βi,&epsi;)
βi+1 =fβ(αi,βi,&epsi;),
wobei ein Punkt auf dem Umfang eines auf einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem abgebildeten angenäherten Kreises Koordinaten (αi, βi) hat und ein Drehwinkel von den Koordinaten zu nächsten Koordinaten (αi+1, βi+1) auf dem Umfang sequentiell jede Drehung um den Drehwinkel von einem in dem ersten Schritt angegebenen Anfangswert mit &epsi; bezeichnet ist (jedoch ist i eine positive ganze Zahl), einen dritten Schritt der Angabe von die zu bearbeitenden Punkte betreffender Hough-Kurven auf Basis der in dem zweiten Schritt berechneten Ergebnisse; und einen vierten Schritt der Ableitung einer angenäherten geraden Linie einer Kurve, die die zu bearbeitenden Punkte verbindet, auf Basis der Schnittpunkte zwischen wenigstens zwei der Hough- Kurven, die durch Wiederholen der Schritte 1 bis 3 an den jeweiligen zu bearbeitenden Punkten erhalten sind.
Die vorliegende Erfindung wird weiter aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die nur zur Illustration dienen und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figuren 1(a) und (b) sind Ansichten zur Erläuterung der Erkennung der Kontur einer Straße durch die Bildbearbeitungsvorrichtung;
Figuren 2(a) und (b), Figuren 3(a) und (b) und Figuren 4(a) und (b) sind Ansichten zur Erläuterung des Prinzips der Hough-Transformation;
Figur 5 ist ein Blockdiagramm der gesamten Bildbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführung dieser Erfindung;
Figur 6 ist ein Blockdiagramm eines Hauptteils der Vorrichtung von Figur 5;
Figuren 7(a) und (b) sind Flußdiagramme des Betriebs der Vorrichtung;
Figuren 8(a) bis (d) sind Ansichten zur Erläuterung der Grenzerfassung für die eingegebene Bildelementsignale als ein Beispiel von Originalbildern;
Figur 9 ist ein Flußdiagramm der Vorbearbeitung der Grenzdaten;
Figuren 10(a) und (b) sind Ansichten zur Erläuterung der Nachschlagetabelle;
Figuren 11(a) bis (c) sind Ansichten mit Erläuterung der Hough-Transformation der Ausführung;
Figur 12 ist ein Flußdiagramm eines Berechnungsvorgangs der Drehbewegungsrekursionsformel der Ausführung;
Figur 13 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Prozeßzyklus;
Figur 14 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Konzepts des Histogrammspeichers;
Figuren 15(a) bis (e) sind Ansichten zur Erläuterung des Pipelineprozesses der Ausführung;
Figuren 16(a) und (b) sind Ansichten der Erläuterung der 8 Nachbarfilterung (Spitzenfilterung);
Figuren 17(a) und (b) sind Flußdiagramme zur Erläuterung des Sortierprozesses;
Figuren 18(a) bis (d) sind Ansichten zur besonderen Erläuterung des Sortierprozesses;
Figuren 19(a) und (b) sind Blockdiagramme der Sortiereinheit;
Figur 20 ist ein Blockdiagramm des Hauptteils der Bildbearbeitungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung dieser Erfindung;
Figur 21(a) bis (c) sind Ansichten zur Erläuterung der Hough-Transformation in dieser anderen Ausführung; und
Figur 22 ist ein Blockdiagramm des Berechnungskreises für die Drehbewegungsrekursionsformel.
Wie in dem Blockdiagramm von Figur 5 gezeigt, nimmt eine Kamera 11 ein Bild eines zu bearbeitenden Gegenstands (einer Straße, eines sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Gegenstands o.dgl.) als ein Originalbild auf. Die Bildsignale werden durch eine Signaleingabeeinheit 12 digitalisiert, um diese einer Grenzerfassungseinheit 13 zuzuführen. Wie später beschrieben wird, extrahiert die Grenzerfassungseinheit 13 die Grenzen der Bildsignale zum Erzeugen von Grenzdaten unterschiedlicher Helligkeiten, z.B. 512 x 512 Bildelementsignale (Bildelementgrenzsignale) und führt diese einem Mehrwertespeicher 14 zu. Der Mehrwertespeicher 14 speichert die Grenzdaten für die jeweiligen Bildelemente. Jedesmal, wenn ein Anzeigeschirm abgetastet wurde, werden die Grenzdaten einer D/A-Wandlereinheit 15 zugeführt, um diese als Analogsignal einer Kathodenstrahlanzeige 16 zuzuführen. Somit werden die Grenzdaten auf der Kathodenstrahlanzeige 16 dargestellt.
Andererseits werden die Bildelementgrenzsignale einer Vorbearbeitungseinheit 17 zur später beschriebenen Bearbeitung zugeführt. Die vorbearbeiteten Bildelementgrenzsignale werden einer DDA (Digitaldifferentialanalyse)-Berechnungseinheit 18 zugeführt. Die DDA-Berechnungseinheit 18 umfaßt DDA-Berechnungskreise 18&sub0; 18n-1, die seriell verbunden sind. Ein Spitzenfilter 19 und eine Sortiereinheit 20 sind an die DDA-Berechnungseinheit 18 an deren Ausgangsseite zur Bearbeitung durch den Spitzenfilter durch die Sortiereinheit (die später beschrieben wird) angeschlossen. Die oben beschriebenen Schaltkreiselemente sind mit einer CPU 22 durch ein VME (Versa Module European standard) Bus 21 zur Steuerung des Signalbearbeitungsvorgangs und Synchronisation der Bearbeitungszeit angeschlossen. Die Vorbearbeitungseinheit 17, die DDA-Berechnungseinheit 18 und der Spitzenfilter 19 sind durch einen VME- Bus 23 miteinander verbunden, um die Steuerung des Transfers des Berechnungsergebnisses der DDA-Berechnungseinheit und des der Helligkeitswertdaten zu synchronisieren.
Figur 6 ist ein Blockdiagramm des Hauptteils, der der Vorbearbeitungseinheit 17, der DDA-Berechnungseinheit 18 und dem Spitzenfilter 19 in Figur 5 entspricht. Die Vorbearbeitungseinheit 17 ist mit einer FIFO (first in first out) Tafel 17' versehen. Die FIFO 17' gibt als ein Adreßsignal Koordinatenwerte (Xp, Xp) in der X-Y-Ebene eines zu bearbeitenden Punkts und die Helligkeitswertgrenzdaten DI als ein Datensignal ein. Wie später beschrieben wird, transformiert die FIFO 17' X-Y-Koordinaten in x-y-Koordinaten, setzt ein Fenster und bearbeitet einen Schwellenwert zur sequentiellen Ausgabe aus der FIFO.
Jede DDA-Berechnungseinheit 18&sub0; 18n-1 in Figur 5 umfaßt drei Flip Flops (F/Fs) 31, 32, 33. Die jeweiligen F/Fs 31 speichern vorübergehend Adreßsignale α&sub0; αn-1, β&sub0; βn-1. Die jeweiligen F/Fs 32 speichern Helligkeitswertdaten D&sub1;. Die F/Fs 33 speichern vorübergehend Histogrammdaten DMO - DM(n-1), die aus jeweiligen RAMS 34 (RAM&sub0; RAMn-1) gelesen sind. Jeweilige DDA's 37 (DDA&sub0; DDAn-1) berechnen eine später zu beschreibende Drehbewegungsrekursionsformel bei jeder Drehung um einen Drehwinkel. Die jeweiligen DDAS 37 werden mit Adreßsignal αi, βi gespeist, um Adreßsignal αi+1, βi+1 auszugeben. Jeweilige ADDs 35 (ADD&sub0; ADDn-1), Addierer, addieren die Helligkeitswertdaten DI aus der FIFO 17' zu den Histogrammdaten DMO DM(n-1). Die Ausgaben aus den jeweiligen ADDs werden vorübergehend in einem Puffer 36 gespeichert und dann den jeweiligen RAM&sub0; RAMn-1 zugeführt. Eine Zeitsteuereinrichtung 25 gibt Zeitimpulse φa φe aus, um das Timing der Signalbearbeitung unter diesen Schaltkreiselementen zu steuern, und ist an eine nicht gezeigte Befehl/Statusschnittstelle angeschlossen.
Der Gesamtbetrieb der Bildbearbeitungsvorrichtung der Figuren 5 und 6 ist in dem Flußdiagramm von Figur 7 gezeigt. Bildsignale jeweiliger zu bearbeitender Punkte auf dem von der Kamera 11 aufgenommenem Originalbild werden durch die Signaleingabeeinheit 12 eingegeben (Schritt 102). Die Grenzerfassungseinheit 13 erfaßt die Grenzen der Bildsignale (Schritt 104) und führt die Grenzdaten der Vorbearbeitungseinheit 17 zu (Schritt 106). Diese Schritten 102 bis 106 werden jedesmal wiederholt, wenn Bildsignale eingegeben werden. Die Ergebnisse (Grenzdaten) werden als Digitaldaten sequentiell der Vorbearbeitungseinheit 17 zugeführt.
Die Vorbearbeitungseinheit 17 führt eine bestimmte Vorbearbeitung durch (die später beschrieben wird) (Schritt 108) und führt bearbeitete Daten der DDA-Berechnungseinheit 18 zu (Schritt 110). Diese Vorbearbeitung wird sequentiell wiederholt jedesmal durchgeführt, wenn der Vorbearbeitungseinheit 17 die abgegrenzten Daten zugeführt werden.
Danach wird die Drehbewegungsrekursionformel zum Erhalt der Hough-Kurven (Sinuskurve) durch die DDA durchgeführt, was später beschrieben wird (Schritt 112). Ein Berechnungsvorgang dauert an, bis alle zu bearbeitenden Bildsignale einer Anzeige (Originalbildanzeige) außer denjenigen außerhalb eines Fensters oder unter einem Schwellenwert bearbeitet wurden (Schritt 114). Dann werden ein Filtervorgang (Schritt 116) und ein Sortiervorgang (Schritt 118), die beide später erläutert werden, bezüglich den Schnittpunkten der resultierenden Hough- Kurven durch den Näherungsfilter 19 und die Sortiereinheit 20 durchgeführt. Das Endergebnis ist eine angenäherte gerade Linie von Kurven, die die zu bearbeitenden Schnittpunkte auf dem Originalbild verbinden.
Dann wird durch die Grenzerfassungseinheit 13 die Grenzerfassung durchgeführt, und die abgegrenzten Daten sind in Figur 8 gezeigt.
Angenommen wird, daß das von der Kamera aufgenommene Originalbild so ist, wie in Figur 8(a) gezeigt. Wenn die mit dem Bezugszeichen 8 in Figur 8(a) bezeichnete Linie als die x'-Achse gesetzt wird, wird die Helligkeit S in Analogform wie in Figur 8(b) ausgedrückt. Das heißt, die Helligkeit ist an den Außenseiten der Straße, der Straße 3 selbst und der Bankette geringer, aber an den Seitenlinien 4 viel höher. Die Helligkeitsverteilung von Figur 8(b) wird als Digitaldaten von z.B. 256 Stufen in dieser Ausführung, erkannt, aber nur diese Helligkeitsverteilung reicht zur genauen Erkennung des Verlaufs der Straße nicht aus.
Hier werden die Helligkeiten S der von der Signaleingabeeinheit 12 zugeführten Bildsignale auf der Achse x' differenziert nach dS/dx', um Anderungsverhältnisse der Helligkeiten zu erhalten. Dann erhält man die definierten Grenzen wie in Figur 8(c) gezeigt. Die Grenzen sind, wie in Figur 8(d) gezeigt, als Absolutwertbetrag dS/dx' angegeben. Die Grenzerfassungseinheit 13 gibt die Grenzdaten (Digitaldaten) zur genauen Erkennung der Grenzen der Seitenlinien 4 aus. Die Grenzdaten von der Grenzerfassungseinheit 13 werden im nächsten Schritt der Vorbearbeitung durch die Vorbearbeitungseinheit 17 unterzogen.
Die Vorbearbeitung durch die Vorbearbeitungseinheit 17 (FIFO 17') ist in dem Flußdiagramm von Figur 9 gezeigt.
Die nach in Figur 8 erzeugten Grenzdaten werden von der Grenzerfassungseinheit 13 der Vorbearbeitungseinheit 17 (Schritt 122) zur Bewertung zugeführt, ob die Grenzdaten innerhalb eines vorbestimmten Fensters liegen oder nicht (Schritt 124) Das Fenster ist beispielsweise so, wie in Figur 8(a) mit dem Bezugszeichen 9 gezeigt. Ob die Grenzdaten innerhalb des Fensters liegen oder nicht, wird auf Basis der Koordinatenwerte der Grenzdaten in der x-y-Koordinatenebene bewertet. Der nächste Schritt 126 wird nur für diejenigen Grenzdaten durchgeführt, die sich innerhalb des Fensters 9 befinden.
In Schritt 126 werden die Grenzdaten innerhalb des Fensters 9 digital bewertet dahingehend, ob die Grenzdaten innerhalb des Fensters über einem erforderlichen Schwellenwert liegen, der z.B. auf einer der FIFO 17' zugeordneten Nachschlagetabelle (LUT) beruht. Das heißt, wie in Figur 10 gezeigt, ohne die LUT entsprechen die der FIFO 17' eingegebenen und von dieser ausgegebenen Daten einander in einem Verhältnis von 1:1 (Figur 10(a)).
Falls jedoch unter Verwendung der LUT ein Schwellenwert bei Ith gesetzt ist, sind die Ausgabedaten 0, wenn die Eingabedaten unter Ith liegen. Falls die Grenzdaten in 256 Stufen erzeugt werden, kann der Schwellenwert Ith willkürlich in einen Bereich von 0 255 gesetzt werden. Wenn dieser Schwellenwert in Analogform ausgedrückt ist, wird er so gesetzt, wie er in Figur 8(d) mit der Punktlinie dargestellt ist. Demzufolge sind die die Bearbeitung von Schritt 126 überlebenden Daten hauptsächlich diejenigen (Digitaldaten), die den Seitenlinien 4 und der Mittellinie 5 in dem Originalbild entsprechen. Das heißt, nur Hauptdaten (von z.B. den Seitenlinien und der Mittellinie der Straße) verbleiben als in den folgenden Schritten zu bearbeitendes Signal. Demzufolge besteht kein Einfluß von Störkomponenten, und die gesamte Bearbeitungsgeschwindigkeit kann verbessert werden.
Dann wird in Schritt 128 die Koordinatentransformation durchgeführt. Das heißt, wie in Figur 8(a) gezeigt, die Koordinatentransformation wird von dem X-Y-Koordinatensystem zu dem x- y-Koordinatensystem durchgeführt. Demzufolge werden die Koordinaten (Xp, Yp) des zu bearbeitenden Punkts in die Koordinaten (xp, yp) transformiert. Somit endet eine Vorbearbeitung für die Hough-Transformation.
In Figur 9 kann man die Sequenz der Schritte 124 128 ändern. Beispielsweise kann Schritt 128 der Durchführung der Koordinatentransformation zuerst durchgeführt werden. Nimmt man die Datenbearbeitungszeit in Betracht, ist die Sequenz von Figur 9 am meisten bevorzugt.
Die Anwendung der Hough-Transformation bei dieser Ausführung ist in den Figuren 11 und 12 gezeigt.
Wenn man eine Hough-Kurve (Sinuskurve) bezüglich des Punkts P(xp,yp)in Figur 11(a) erhält, erhält man die in Figur 11(c) gezeigte Kurve, wie oben beschrieben. Aus dem Theorem trigonometrischer Funktion ist ersichtlich, daß die Trajektorie einer solchen Sinuskurve durch die einer Kreisbewegung von Figur 11(b) ersetzt wird. Anders gesagt, ist es gleichbedeutend, eine Trajektorie des Umfangs der Kreisbewegung von Figur 11(b), die die Hough-Transformation bezüglich des Punkts P(xp,yp) in Figur 11(a) durchführt, zu erhalten, um die Hough- Kurve von Figur 11(c) zu erhalten. Hier hat der Kreis von Figur 11(b) einen Radius
R = pmax = (xp² + yp²)½ .....(2)
Wenn die Kreisbewegung an einem Punkt Q (α&sub0;, β&sub0;) in Figur 11(b) beginnt, die θ = 0º an dem Punkt p(xp,yp) entspricht, ergibt sich der Anfangswert θd durch die Formel
θd = π/2-θmax
wobei tanθmax = xp/yp .....(3)
Aus diesem Gesichtspunkt haben die Erfinder die Drehbewegungsrekursionsformel bei Abbildung des Kreises von Figur 11(b) angewendet und ein einfaches Verfahren zur Transformation des Punkts P (xp,yp) von Figur 11(a) in die Hough-Kurve von Figur 11(c) gefunden. Auf Basis der Drehbewegungsrekursionsformel ergeben sich die Koordinaten (αi+1, βi+1) jenseits eines Punkts (αi, βi) um den Winkel &epsi; in einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem durch
αi+1 = fα(αi,βi,&epsi;)
βi+1 =fβ(αi,βi,&epsi;) ..... (4)
wobei i eine ganze Zahl ist.
Die obige Formel 4 ergibt sich beispielsweise angenähert durch die folgenden Gleichungen, wenn der Drehwinkel &epsi; = 2-m(rad) (m=0, 1, 2, ..., )
αi+1 = αi-2-m βi
βi+1 = 2-m αi+1 + βi ..... (5).
αi+1 = αi(1-2-2m-1)-2-mβi
βi+1 = 2-mαi + βi (1-2-2m-1) ..... (7)
oder
αi+1 = αi(1-2-2m-1) + βi(-2-m + &epsi;-3m/6)
βi+1 = αi(2-m + &epsi;-3m/6) + βi(1-2-2m-1) ..... (8)
Vor besonderer Erläuterung des Betriebs des Schaltkreises von Figur 5 wird dieses Berechnungsverfahren im nähere Detail erläutert.
Figur 12 ist ein Flußdiagramm des Berechnungsprozesses. Die Daten, die durch die FIFO 17' gemäß der Sequenz der Bearbeitungsschritte in Figur 9 vorbearbeitet wurden, werden der DDA- Berechnungseinheit 18 zugeführt (Schritt 132), und die Drehbewegung beginnt an einer Position Q (α&sub0;, β&sub0;), die einem Winkel θ = 0º (d.h. einem Winkel, bei dem p = xp) an dem zu bearbeitenden Punkt P(xp,yp) in Figur 11 entspricht. (α&sub0;, β&sub0;) aus der FIFO 17' ist hierbei
α&sub0; = Yp,β&sub0; = xp ..... (9).
Die Anfangsposition der Drehbewegung wird durch das oben beschriebene Verfahren bestimmt, und ein Anfangswert ist für die Rekursionsformelberechnung im wesentlichen unnötig.
Dann wird der Wert von β&sub0; in dem RAM&sub0; als eine Adresse gespeichert, und dann erhält man α&sub1;, β&sub1; durch die Rekursionsformel 7. Diese Berechnung kann man durchführen, indem man die Formel 7 mit durch Formel 9 gegebene α&sub0;, β&sub0; ersetzt (Schritt 134). Jedesmal, wenn die jeweiligen DDA&sub1;, DDA&sub2;, DDA&sub3; .... ihre Berechnung beenden, werden die Ergebnisse (β&sub1;, β&sub2;, β&sub3; ) nachfolgend im RAM&sub1;, RAM&sub2;, RAM&sub3;, ... als Adressen gespeichert (Schritt 138). Andererseits werden zwischen den Schritten 134 und 138 die Helligkeitsdaten akkumuliert. Das heißt, die aus dem RAM 34 (RAM&sub1;) an der Adresse = θi ausgelesenen Histrogrammdaten DMi und die Helligkeitsdaten aus der FIFO 17' werden zur erneuten Speicherung in dem RAMi addiert (Schritt 136).
Diese Berechnung wird jede Drehung um den Winkel &epsi; wiederholt, bis eine Runde entlang einem Kreis beendet wurde (Schritt 140). Wenn die eine Runde gemacht wurde, erhält man bezüglich dem einen Punkt zur Bearbeitung an dem Originalbild eine Hough-Kurve auf Basis der somit gespeicherten Werte β&sub0;, β&sub1;, β&sub2;, β&sub3;, ... und Werte (Drehwinkel &epsi;) von θ&sub0;, θ&sub1;, θ&sub2;, ..., und man erhält auch die mit den Helligkeitsdaten (DMO, DM1, ... DM(n-1)) gewichteten Ergebnisse. Wenn die Bearbeitung von Figur 12 auf allen auf dem Originalbild zu bearbeitenden Punkten durchgeführt wird, erhält man eine Mehrzahl von mit Helligkeitsdaten gewichteten Hough-Kurven in einem p-θ-Koordinatensystem, und diese Hough-Kurven haben Schnittpunkte in Figur 3 (b).
Der dem Flußdiagramm von Figur 13 folgende Betrieb wird im näheren Detail anhand Figur 6 erläutert.
Schritt 132 der Dateneingabe in Figur 12 wird durchgeführt durch Zufuhr eines Bereitsignals von der FIFO 17' in Figur 6 zu der Zeitsteuervorrichtung 25 und Zufuhr eines Leseimpulssignals von der Zeitsteuereinrichtung 25 zu der FIFO 17', dann Zuführen eines Adreßsignals α&sub0;, β&sub0;, das dem Koordinatenwert (xp, yp) des zu bearbeitenden Punkts P entspicht, von der FIFO 17' zu dem F/F 31, und dann Zufuhr der Helligkeitsdaten DI des zu bearbeitenden Punkts P zu den F/Fs 32. Die Eingabe einer Adresse und von Daten in die F/Fs 31, 32 wird synchron mit einem Zeitimpuls φa von der Zeitsteuervorrichtung 25 durchgeführt. Synchron mit diesem Zeitimpuls φa werden Adreßsignale α&sub0;, β&sub0; aus dem F/F 31 in eine erste DDA&sub0; 37 eingegeben.
Die DDA&sub0; führt die Bearbeitung von Schritt 134 in Figur 12 durch. Das heißt, es wird die Berechnung der Rekursionsformel 7 durchgeführt, und das Berechnungsergebnis (Adreßsignale α&sub1;, β&sub1;) wird einer nächsten DDA&sub1; (nicht gezeigt) zugeführt. Die Rekursionsformel 7 beinhaltet grundsätzlich weder die Berechnung der trigonometrischen Funktion noch eine Multiplikation, und daher ist eine Bezugnahme zu einer Speichertabelle (ROM) ebenfalls nicht erforderlich. Die Berechnung kann daher leicht und schnell durchgeführt werden. Diese Berechnung hat eine ausreichende Genauigkeit (kleiner Fehler) für die Drehbewegung.
Das Adreßsignal β&sub0; wird ebenfalls dem RAM&sub0; 34 zugeführt. In Antwort auf dieses Adreßsignal werden die in dem RAM&sub0; gespeicherten Histogrammdaten DMO ausgelesen. Das heißt, das RAM&sub0; hat an der Adresse von β&sub0; die Histogrammdaten DMO bezüglich den anderen Punkten gespeichert, die jede Drehung um den Winkel θ&sub0; (θ'=0) zuvor zu bearbeiten sind (auf Basis der vorhergehenden Berechnung der ADD&sub0;). Demzufolge werden synchron mit dem von dem F/F 31 dem RAM&sub0; zugeführten Adreßsignal β&sub0; die Histogrammdaten DMO von dem RAM&sub0; dem F/F 33 zugeführt.
Danach werden synchron mit einem Zeitimpuls φc von der Zeitsteuereinrichtung 25 die Histogrammdaten DMO von dem F/F 33 der ADD&sub0; zugeführt. Die ADD&sub0; wurde von der F/F 32 mit Helligkeitsdaten DI des zu bearbeitenden Punkts (xp,yp) versorgt. Demzufolge werden in der ADD&sub0; der in dem RAM&sub0; gespeicherte Drehwinkel θ&sub0;, die der Adresse β&sub0; entsprechenden Histogrammdaten DMO, der Drehwinkel θ&sub0; des bearbeiteten Punkts (xp,yp) und die der Adresse β&sub0; entsprechenden Helligkeitswertdaten DI addiert (Schritt 136 in Figur 12). Das Additionsergebnis (DMO' = DMO + DI) wird vorübergehend von dem Puffer 36 gehalten und dann dem RAM&sub0; synchron mit einem Zeitimpuls φd zur Speicherung an einer θ&sub0; entsprechenden Adresse β&sub0; des RAM&sub0; zugeführt (Schritt 138 in Figur 12).
Der oben beschriebene eine Bearbeitungszyklus wird nachfolgend als Ausdruck des DDA-Berechnungskreises 18i (i = 1, 2, ... n-1) anhand Figur 13 erläutert.
Nachdem Adreßsignale αi,βi, die ein Berechnungsergebnis eines Adreßsignals (Anfangswerte α&sub0;, β&sub0;) sind, das Koordinatenwerten (xp,yp) eines zu bearbeitenden Punkts als α&sub1;, β&sub1;, als α&sub2;, β&sub2;, als ...., und als αi, β entspricht, die Helligkeitswertdaten D&sub1; des zu bearbeitenden Punkts (xp,yp) jeweils von den F/Fs 31 und 32 zum Halten zugeführt sind (Schritt 202), und Adreßsignale αi, βi von der F/F 31 der DDAi zugeführt sind, wird die Berechnung der Rekursionsformel auf Basis der Adreßsignal αi, βi in Schritt 204 durchgeführt. Adreßsignale αi+1, βi+1, ein Ergebnis der Berechnung, werden der vor der DDAi+1 angeordneten F/F 31 synchron mit dem Ende des einen Bearbeitungszyklus dem nächsten DDA-Berechnungskreis 18i+1 zugeführt.
Andererseits wird in Antwort auf das Adreßsignal βi in Schritt 206 das Lesen der Histogrammdaten DMi durchgeführt. Durchgeführt wird dieses Lesen durch Zufuhr des Adreßsignals βi von dem F/F 31 zu dem RAMi zum Speichern der Histogrammdaten DMi an der Adresse βi in dem F/F 33 in Figur 6. In Schritt 208 werden die Helligkeitsdaten DI der Histogrammdaten DMi addiert. Schritt 208 wird durch die ADD&sub1; in Figur 6 durchgeführt. Dann werden die Histogrammdaten DMi' = DMi + DI in das RAMi an der Adresse β&sub0; in Schritt 210 geschrieben.
Das Speichern der Histogrammdaten wird im näheren Detail anhand Figur 14 erläutert.
Figur 14 zeigt das Konzept des Histogrammspeichers des RAM 34 in Figur 6. Wie gezeigt, hat der Speicher Bereiche RAM&sub0; RAMn-1, die jeweils den Drehwinkeln θ&sub0; θn-1 entsprechen. Jeder RAM- Bereich hat Adressen β (= p) +511 0 -512. Jede Adresse kann 16 bit Histogrammdaten speichern. Wenn demzufolge die DDAi αi+1, βi+1 entsprechend dem Drehwinkel θi+1 auf Basis des Adreßsignals αi, βi unter Verwendung der Rekursionsformel 7 berechnet, wird das Adreßsignal βi dem RAMi zugeführt, und die Histogrammdaten DM(i) werden gelesen und mit den Helligkeitsdaten DI eines zu bearbeitenden Punkts kombiniert. Dann werden die Histogrammdaten (DM(i) + DI) an der Adresse βi eingeschrieben.
Wie oben beschrieben, wird die Berechnung der Rekursionsformel 7 in dem Pipelinesystem durchgeführt, indem die Adreßsignal αi, βi sequentiell transferiert werden. Während der Berechnung der Adreßsignale αi, βi in die Adreßsignale αi+1, βi+1, speichern die Helligkeitsdaten DI die Histogrammdaten DMi, was die für einen Bearbeitungszyklus erforderliche Zeit verkürzt.
Dieser eine Bearbeitungszyklus wird von den DDA-Berechnungsschaltkreisen 18&sub0; 18n-1 gleichzeitig und parallel durchgeführt. Das heißt, wie in Figur 15(a), werden von der FIFO 17' die Daten 1, keine, 2, keine, keine, 3, 4, keine eingegeben. In dem ersten Zyklus sind die Daten wie in Figur 15(b) gezeigt. In dem zweiten Zyklus sind die Daten wie in Figur 15(c) gezeigt. In dem dritten Zyklus sind die Daten wie in Figur 15(d) gezeigt. Derselbe Prozeß folgt. In dem achten Zyklus sind die Daten wie in Figur 15(e) gezeigt. In Figur 15(a) sind (α&sub0;&sub1;, β&sub0;&sub1;) (α&sub0;&sub4;, β&sub0;&sub4;) Adreßsignale, die jeweils den Koordinatenwerten (xp1,yp1) (xp4,yp4) der zu bearbeitenden Punkte P&sub1; P&sub4; entsprechen, und DI DI sind Helligkeiten der jeweiligen zu bearbeitenden Punkte, P&sub1; P&sub4;, θ&sub0; θn-1 sind Drehwinkel von den zu bearbeitenden Punkten (θ&sub0; sind die selbst zu bearbeitenden Punkte) und entsprechen jeweils dem RAM&sub0; bis RAMn-1 in Figur 6.
Nachfolgend wird die der Hough-Transformation folgende Spitzenfilterung erläutert.
Hier wird angenommen, daß, wenn die Schnittpunkte der Hough- Kurven in der p θ Ebene ausgedrückt sind, man Figur 16(a) erhält. Figur 16(a) stimmt nicht immer mit den durch diese Erfindung erhaltenen Histogrammen überein, weil in Figur 16(a) Histogramme H, die mit Helligkeitswertdaten (Helligkeitsänderungsverhältnissen) der Bildelemente des Originalbilds bezuglich der Schnittpunkte gewichtet sind, die in jeder Einheit der p-θ-Ebene erscheinen, zum leichteren Verständnis als Kontur ausgedrückt sind.
Hier wird angenommen, daß das Histogramm an dem Punkt P&sub1; in Figur 16(a) hoch und auch an den Punkten P&sub2; und P&sub3; hoch ist. Wenn man die Nachbarn des Punkts P&sub1; in Betracht zieht, nehmen hohe Histogramme an den Punkten P&sub4; und P&sub5; Platz. Jedoch ist es besonders wichtig, die voneinander beabstandeten Punkte P&sub1;-P&sub3; zu finden. Beispielsweise entspricht der Punkt P&sub1; den Randlinien der Straße, der Punkt P&sub2; deren Mittellinie und der Punkt P&sub3; den Randlinien des vorausliegenden gekrümmten Abschnitts der Straße. Jedoch entsprechen in vielen Fällen die Punkte P&sub4; und P&sub5; Teilkurven der Randlinien, die in vielen Fällen Rauschkomponenten bei der Bildbearbeitung sind.
Eine Acht-Nachbar-Spitzenfilterung mindert beispielsweise diese Rauschkomponenten. Das heißt, unter Verwendung eines 8- Nachtbar-Filters (Spitzenfilters) werden die Histogramme an den Schnittpunkten der Hough-Kurven zwischen Flächen F&sub1; F&sub9; verglichen. Wenn die Formel
F&sub5; > F&sub1; F&sub4;, F&sub6; F&sub9;
erfüllt ist, sind die Daten in der Fläche F&sub5; zu erfassen. Insbesondere falls beispielsweise eine Einheit (Flächenelement) von Bildelementen in der p θ Ebene jeder Fläche F&sub1; - F&sub9; benachbart ist, ist die Formel F&sub5; > F&sub1; F&sub4;, F&sub6; F&sub9; erfüllt, wenn die Histogrammzahlen der Schnittpunkte sind
F&sub1; = 6, F&sub2; = 8, F&sub3; = 4,
F&sub4; = 2, F&sub5; = 14, F&sub6; = 10,
F&sub7; = 7, F&sub8; = 9, F&sub9; = 8.
Dann ist der Schnittpunkt F&sub5; zu erfassen. Im Gegensatz hierzu, wenn
F&sub1; = 8, F&sub2; = 4, F&sub3; = 3,
F&sub4; = 14, F&sub5; = 10, F&sub6; = 7,
F&sub7; = 9, F&sub8; = 8, F&sub9; = 2,
erhält man F&sub5; < F&sub4;, und somit ist die Fläche F&sub5; keine zu erfassenden Daten.
Das oben beschriebene Filtern wird mittels gut bekannter Software-Techniken durchgeführt.
Die oben beschriebene Filterung ermöglicht es, daß die Punkte P&sub2; und P&sub3;, wo die Histogramme hoch sind, ohne Beeinflussung durch die Punkte P&sub4; und P&sub5; in Figur 16(a) erfaßt werden können. Ohne die Filterung sind Punkte des zweithöchsten Histogramms nächst dem Punkt P&sub1; des ersthöchsten Histogramms P&sub4; und P&sub5;, und die Punkte P&sub2; und P&sub3;, die als Punkte der zweit- und dritthöchsten Histogramme zu erfassen sind, sind die viert- und fünfthöchsten Histogramme. Dies macht die nachfolgende Signalbearbeitung sehr schwierig.
Der Sortierprozeß in Schritt 118 in Figur 7 wird nachfolgend anhand des Flußdiagramms von Figur 17 erläutert.
Für den Sortierprozeß werden eine Mehrzahl von Eingabespeichern (Transferspeichern) MI1 MMI4 (der Einfachheit halber 4) und ein Vergleichsspeicher (Ergebnisspeicher) MM1 MM4 (der Einfachheit halber 4) initialisiert (Schritt 152). Dann werden die Daten in den Eingabespeicher MI1 eingegeben (Schritt 154). Wenn in Schritt 156 gewertet wird, daß diese Eingabedaten vorhanden sind, folgen Schritte 158 184, und wenn gewertet wird, daß diese Eingabedaten fehlen, folgen Schritte 190 199. Schritte 190, 196 und 199 führen jeweils die gleichen Prozesse durch wie Schritte 158 und 160. Schritte 192 und 198 führen jeweils die gleichen Prozesse durch wie Schritte 162 168. Schritt 194 führt den gleichen Prozeß wie Schritte 170 176 durch.
Schritte 158, 162, 170 und 178 vergleichen jeweils die Größen des Inhalts des entsprechenden Eingabespeichers MI mit dem des Vergleichsspeichers MM, und falls MI ≤ MM, wird der Inhalt des Eingabespeichers MI zu den nächsten Schritten 164, 172 und 180 übergeben. Wenn im Gegensatz hierzu MI > MM, wird der Inhalt des Vergleichsspeichers MM zu dem nächsten Eingabespeicher MI überführt (Schritte 168, 176, 184). Schließlich halten die Speicher MMI MM4 4 Eingabedaten in der aufeinanderfolgenden Ordnung der Größe.
Dies ist insbesondere in den Figuren 18 und 19 gezeigt. Vier Speicher MI1 - MI4 als die Eingabespeicher und vier Speicher MM1 MM&sub4; als Vergleichsspeicher sind vorgesehen. Die Eingabespeicher und Vergleichsspeicher passen jeweils in vier Schaltkreisstufen zusammen. Jede Schaltkreisstufe umfaßt, wie in Figur 19 gezeigt, ein Paar von Eingabespeicher MI und Vergleichsspeicher MM, Schalterkreise 81, 82 und einen Komparator 83. Wenn die in den Eingabespeicher M&sub1; eingegebenen Daten größer als die in dem Vergleichsspeicher MM gespeicherten Daten sind, gibt der Komparator 83 ein Ausgangssignal aus, das die Schalterkreise 81 betätigt, wie in Figur 19 mit durchgehender Linie gezeigt, und die Eingabedaten werden von dem Vergleichsspeicher MM gespeichert. Weil sich gleichzeitig der Schalterkreis 82 in seinem mit durchgehender Linie gezeigten Zustand befindet, werden die von dem Vergleichsspeicher MM gespeicherten Daten zu einer nächsten Stufe überführt. Wenn im Gegensatz hierzu die Eingabedaten (in den Eingangsspeicher MI) kleiner als die in dem Vergleichsspeicher MM gespeicherten Daten sind, steuert der Komparator 83 die Schalterkreise 81, 82 in die mit Punktlinien bezeichneten Zustände. Die Eingabedaten werden direkt zu einer nächsten Stufe überführt. Der Inhalt des Vergleichsspeichers MM ändert sich nicht.
Angenommen, daß in dieser Sortiereinheit, die Eingabedaten 10, das sind 5, 7, 2, 8, 4, 9, 3, 1, 6, 8 so wie in Figur 18(a) gezeigt sind. Der Initialisierung nach Figur 18(b) folgende Vorgänge ändern die in den Vergleichsspeichern MI MM4 gespeicherten Daten in der in Figur 18(c) mit dem Pfeil bezeichneten Folge, und schließlich werden die Inhalte
Vergleichsspeicher MM1=9
dito MM2=8
dito MM3=8
dito MM4=7
gespeichert. Dieser Sortierprozeß kann durch Software ausgeführt werden. Im Verlauf einer Serie der oben beschriebenen Prozesse beendet die erf indungsgemäße Bildbearbeitungsvorrichtung alle Schritte seiner Signalbearbeitung. Dann erhält man eine angenäherte gerade Linie, die die auf dem Originalbild zu bearbeitenden Punkte miteinander verbindet, in Werten der oben beschriebenen p, θ.
Die Bildbearbeitungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anfangswertberechnungseinheit zwischen die Prozessoreinheit und DDA- Berechnungseinheit eingesetzt ist. Wie in Figur 20 entsprechend Figur 6 gezeigt, umfaßt die Anfangswertberechnungseinheit zwei Flip-Flops (F/F) 41, 42, einen Anfangswertberechnungskreis 43. Das F/F 41 speichert vorübergehend Koordinatenwerte (xp,yp) des zu bearbeitenden Punkts in dem x-y-Koordinatensystem. Das F/F 42 speichert vorübergehend Helligkeitswertdaten D&sub1; des zu bearbeitenden Punkts P. Der Anfangswertberechnungskreis 43 berechnet Koordinaten eines Anfangswert in dem rechteckigen α-β-Koordinatensystem auf Basis der Koordinatenwerte (xp,yp), um die Berechnung der Drehbewegungsrekursionsformel zu ermöglichen.
In dieser Ausführung wird bei der Berechnung der Drehbewegungrekursionsformel zuerst die Berechnung eines Anfangswerts durchgeführt. Der Anfangswertberechnungseinheit werden von der FIFO 17' vorbearbeitete Daten zugeführt, um einen Anfangswert (α&sub0;, β&sub0;) zur Berechnung der Drehbewegungsrekursionsformel zu erhalten. Wenn in Figur 21 entsprechend Figur 11 eine Drehbewegung an dem zu bearbeitenden Punkt P (xp,yp) an einer willkürlichen Position (Winkel) θ' (= θ&sub0;) (rad) begonnen wird,
α&sub0; = xpsinθ' + ypcosθ'
β&sub0; = xpcosθ' + ypsinθ' .....(9).
Der Anfangswert (α&sub0;, β&sub0;) wird durch die Anfangswertberechnungseinheit 43 zur Zufuhr zu der DDA-Berechnungseinheit 18 als ein Adreßsignal berechnet. Die Anfangswertberechnungseinheit 43 speichert die Werte von sinθ', cosθ' zuvor in einem ROM (nicht gezeigt) und berechnet unter Bezug auf diese Daten Formel 9 unter Verwendung von Addierern und Multipliziern (beide nicht gezeigt). Im Vergleich mit der Berechnung der Rekursionsformel fordert die der Formel 9 mehr Berechnungszeit und ist komplizierter, führt jedoch die Berechnung einmal an einem zu bearbeitenden Punkt (xp,yp) durch. Demzufolge erhöht sich weder die Gesamtberechnungszeit besonders noch ist die Hardware stark vergrößert. Die Anfangswertberechnung geschieht sehr leicht durch Beginn einer Drehbewegung bei θ = 0º, 90º, 180º und 270º an dem zu bearbeitenden PunktP (xp,yp).
Dies wird unten anhand Figur 20 erläutert. Der Anfangswertberechnungseinheit werden Daten zugeführt, wenn ein Bereitsignal von der FIFO 17' in Figur 20 der Zeitsbeuereinrichtung 25 zugeführt wird, dann wird ein Impulssignal von der Zeitsteuereinrichtung 25 der FIFO 17' zugeführt und dann werden die Koordinaten (xp,yp) des zu bearbeitenden Punkts P in dem F/F 41 gespeichert, während Helligkeitswertdaten DI an dem zu bearbeitenden Punkt P von dem F/F 42 gespeichert werden. Synchron mit einem Zeitimpuls θs von der Zeitsteuereinrichtung 25 gibt dann das F/F 41 die Koordinaten (xp,yp) aus, und die Anfangswertberechnungseinheit 43 gibt den Anf angswert (α&sub0;, β&sub0;) durch die Rekursionsformel aus, und zwar auf Basis der Koordinatenwerte (xp,yp) des zu bearbeitenden Punkts P. Die folgende Berechnung der Rekursionsformel ist die gleiche wie in der ersten Ausführung.
Diese Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt und deckt verschiedene Modifikationen.
Zum Beispiel können in Schritt 124 in Figur 9 mehrere Fenster gesetzt werden, und wenn die Fenster überlappen, kann eines der überlappenden Fenster die Priorität zur Bearbeitung haben. Das Setzen eines Fensters ist nicht wesentlich, und statt dessen kann das gesamte Originalbild bearbeitet und der Hough- Transformation unterzogen werden. Jedoch enthält in diesem Fall der in Figur 8(a) mit der Punktlinie Q bezeichnete Umfangsbereich des Originalbilds soviele Rauschkomponenten, daß man diesen Umfangsbereich zuvor entfernen muß, um das Bild mit hoher Präzision zu bearbeiten.
Beim Erhalt der Histogramme an den Schnittpunkten der Hough- Kurven können statt der Helligkeitswertdaten auf Basis der Helligkeitsänderungsverhältnisse (Wert der differenzierten Grenzdaten) zweiwertige Daten multiplexed werden, so daß das Histogramm auf der Dichte der Schnittpunkte beruht. Statt der Vorbereitung der Grenzdaten durch Differenzieren, kann man der Helligkeit entsprechende Daten digital als Helligkeitsdaten bearbeiten, und dann kann man Histogramme an den Schnittpunkten der Hough-Kurven erhalten.
Es ist nicht wesentlich, daß die Drehbewegungsrekursionsformel entlang dem Gesamtumfang (eine Runde) eines angenäherten Kreises durchgeführt wird, sondern die Berechnung kann entlang ½, ¼ oder 1/8 des Umfangs durchgeführt werden. Beispielsweise sind DDAs seriell in einer Anzahl angeordnet, die zur Berechnung entlang ¼ des Umfangs für 0 ≤ θ < π/2 und π ≤ θ < 37r/2 erforderlich ist. Die Werte entlang dem anderen Abschnitt eines Umfangs (π/2 ≤ θ < π, 3π/2 ≤ θ < 2π) kann man unmittelbar durch die DDAS erhalten. Es ist ferner nicht wesentlich, daß der Drehwinkel immer derselbe ist. Er kann partiell geändert werden.
Es ist möglich, daß die Hough-Transformation entlang eines halben Umfangs durchgeführt wird.
Zur Berechnung der Drehbewegungsrekursionsformel kann man den Schaltkreis von Figur 22 verwenden.
In dem Schaltkreis von Figur 22, stellen die Bezugszeichen 51, 52 Addierer und 61 einen Inverter dar. Dieser Schaltkreis kann die Berechnung von Formel 5 durchführen

Claims

1. Diskriminations-Bildbearbeitungsvorrichtung zur Extraktion aus einer Mehrzahl zu bearbeitender Punkte auf einem durch Abbildungsmittel (11) aufgenommenen Originalbild charakteristischer Punkte des Originalbilds, gekennzeichnet durch:

ein Digitaldifferentialanalyse-(DDA)-Berechnungsmittel (18) mit einer Mehrzahl seriell verbundener DDA-Berechnungsvorrichtungen (18&sub0;, ... 18n-1) gleicher Struktur;

ein Speichermittel (34) zum Speichern der Berechnungsergebnisse des DDA-Berechnunqsmittels entsprechend den DDA- Berechnungsvorrichtungen; und

ein Extraktionsmittel (22) zur Extraktion charakteristischer Punkte des Originalbilds auf Basis der gespeicherten Inhalte des Speichermittels.

2. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, in der:

das DDA-Berechnungsmittel (18) eine Drehbewegungsrekursionsformel nach jeder Drehung um einen bestimmten Drehwinkel in dem Pipelinesystem berechnet, wobei die Drehrekursionsformel ist

αi+1 = fα(αi, βi, &epsi;)

βi+1 = fβ(αi, βi, &epsi;)

wobei ein Punkt auf dem Umfang eines auf einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem abgebildeten angenäherten Kreises Koordinaten (αi, βi) hat und ein Drehwinkel von den Koordinaten zu nächsten Koordinaten (αi+1, βi+1) auf dem Umfang mit &epsi; bezeichnet ist (jedoch ist i eine positive ganze Zahl);

wobei das Speichermittel (34) Werte wenigstens von βi der von dem DDA-Berechnungsmittel sequentiell ausgegebenen Berechnungsergebnisse speichert; und wobei die Vorrichtung umfaßt:

ein Ableitungsmittel (22) angenäherter gerader Linie zur Ableitung der angenäherten geraden Linie von Schnittpunkten von Hough-Kurven, die sich an den jeweiligen auf Basis der Speicherinhalte des Speichermittels zu bearbeitenden Punkte ergeben.

3. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, in der das DDA-Berechnungsmittel eine Mehrzahl seriell verbundener Berechnungskreise aufweist, die jede Drehung um den Drehwinkel die Drehbewegungsrekursionsformel jeweils berechnen.

4. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, in der die Drehbewegungsrekursionformel ist

αi+1 = αi(1-2-2m-1)-2-mβi

βi+1 = 2-mαi+βi(1-2-2m-1)

wenn der Drehwinkel &epsi; = 2-m ist.

5. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, in der das Speichermittel jede Drehung um den Drehwinkel einen Wert wenigstens von βi speichert.

6. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, in der das Speichermittel Helligkeitswertdaten speichert, die den Helligkeiten der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild oder Änderungsverhältnissen der Helligkeiten entsprechen.

7. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, in der das Speichermittel entsprechend jeder Drehung um den Drehwinkel die Helligkeitswertdaten der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild speichert.

8. Bildbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, in der das Ableitungsmittel angenäherter gerader Linie einen Spitzenfilter (19) aufweist, um Daten bezüglich der Schnittpunkte der Hough-Kurven Spitzenfilterung zu unterziehen.

9. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 2 bis 8, in der das Ableitungsmittel angenäherter gerader Linie einen Spitzenfilter (19) aufweist, um die Helligkeitswertdaten mit Daten bezüglich der Schnittpunkte der Hough-Kurven zu mulitplexen und die multiplexten Daten Spitzenfilterung zu unterziehen.

10. Bildbearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend:

Anfangswertberechnungsmittel (41, 42, 43) zur Berechnung eines Anfangswerts auf Basis der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild; und wobei:

das DDA-Berechnungsmittel Vorgänge beginnend mit dem Anfangswert sequentiell berechnet.

11. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 und einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend:

ein Anfangswertberechnungsmittel (41, 42, 43) zur Berechnung von Koordinaten (αi, βi) eines Anfangswerts in einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem auf Basis der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild; und wobei:

das DDA-Berechnungsmittel die Drehbewegungsrekursionsformel nach jeder Drehung um einen bestimmten Drehwinkel aus den Koordinaten (αi, βi) des Anfangswerts des Pipelinesystems berechnet.

12. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, in der, wenn Koordinaten der zu bearbeitenden Punkte in einem rechtwinkligen x-y-Koordinatensystem (xp,yp) sind, das Anfangswertberechnungsmittel die Koordinaten des Anfangswerts (α&sub0;, β&sub0;) in dem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem berechnet durch

α&sub0; = -xpsinθ' + ypcosθ'

β&sub0; = xpcosθ' + ypsinθ'.

13. Bildbearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Spitzendatenextraktionsvorrichtung (19) zur Extraktion von Spitzendaten aus den auf den Koordinaten wenigstens eines zweidimensionalen Koordinatensystems vorhandenen Daten, wobei die Extraktionsvorrichtung aufweist:

ein Vergleichsmittel zum Vergleich von Daten, die gegebenen Koordinaten des Koordinatensystems nahen Koordinaten entsprechen, mit Daten, die den gegebenen Koordinaten entsprechen; und

ein Ausgabemittel zur Ausgabe der Werte der gegebenen Koordinaten und der den gegebenen Koordinaten entsprechenden Daten, wenn das Berechnungsmittel die Daten der gegebenen Koordinaten als Spitzendaten wertet.

14. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 13, in der die Spitzendatenextraktionsvorrichtung (19) Spitzendaten aus Daten extrahiert, die Koordinaten wenigstens eines zweidimensionalen Koordinatensystems mit einer ersten Koordinate, die erste bis n-te Koordinatenwerte (n ist eine ganze Zahl über 3) umfaßt, und einer zweiten Koordinate, die erste bis m-te Koordinatenwerte (m ist eine ganze Zahl über 3) umfaßt, entsprechen, wobei die Extraktionsvorrichtung umfaßt:

ein Puffermittel zum vorübergehenden Speichern von Daten, die neun Koordinaten entsprechen, die i-1-te, i-te und i+1-te Koordinaten (i = 0 ≤ i ≤ n-1) in der ersten Koordinate und j-1-te, j-te und j+1-te Koordinaten (j = 0 ≤ j ≤ m-1) in der zweiten Koordinate sind;

ein Vergleichsmittel zum Vergleich der Daten, die den i- ten Koordinaten in der ersten Koordinate und den j-ten Koordinaten in der zweiten Koordinate entsprechen, mit den den anderen acht Koordinaten entsprechenden Daten; und

ein Ausgabemittel zur Ausgabe der Daten, die den i-ten Koordinaten in der ersten Koordinate und dem j-ten Koordinaten in der zweiten Koordinate entsprechen als Spitzendaten, wenn die Daten maximal sind.

15. Bildbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, in der die Spitzenextraktionsvorrichtung ferner umfaßt: eine Sortiereinheit (20), die eine Mehrzahl von Sortierkreisen aufweist, von denen jeder ein Paar eines Eingabespeichers und eines Vergleichsspeichers zum Speichern der Spitzendaten und der entsprechenden Koordinatenwerte umfaßt, und die, wenn Spitzendaten des Eingabespeichers einer gegebenen Stufe der Sortierkreise höher als die des Vergleichsspeichers der Stufe sind, die Inhalte des Eingabespeichers zu dem Vergleichsspeicher der Stufe überführt werden, während die Inhalte des Vergleichsspeichers der Stufe zu dem Sortierkreis einer nachsten Stufe überführt, und wenn Spitzendaten des Eingabespeichers einer gegebenen Stufe der Sortierkreise unter denen des Vergleichsspeichers der Stufe liegen, die Inhalte des Eingabespeichers der gegebenen Stufe zu dem Eingabespeicher einer nächsten Stufe überführt werden.

16. Diskriminations-Bildbearbeitungsverfahren zur Extraktion von Kurven, die eine Mehrzahl zu bearbeitender Punkte auf einem durch ein Abbildungsmittel aufgenommenen Originalbild verbinden, auf Basis einer Verteilungscharakteristik zu bearbeitender Punkte auf diesem, dadurch gekennzeichnet,

daß es umfaßt:

einen ersten Schritt der Berechnung einer Drehbewegungsrekursionsformel

αi+1 = fα(αi, βi, &epsi;)

βi+1 = fβ(αi, βi, &epsi;)

wobei ein Punkt auf dem Umfang eines auf einem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem abgebildeten angenäherten Kreises Koordinaten (αi, βi) hat, und ein Drehwinkel von den Koordinaten zu nächsten Koordinaten (αi+1, βi+1) auf dem Umfang sequentiell jede Drehung um den Drehwinkel oder jede Mehrfachdrehung um den Drehwinkel entlang dem Gesamtumfang des angenäherten Kreises oder einem Teil dessen Umfangs mit &epsi; bezeichnet ist (jedoch ist i eine positive ganze Zahl), um hierdurch Hough-Kurven bezüglich den jeweiligen zu bearbeitenden Punkten auf dem Originalbild anzugeben; und

einen zweiten Schritt der Ableitung angenäherter gerader Linien der die zu bearbeitenden Punkte miteinander verbindenden Kurven auf Basis der Schnittpunkte zwischen wenigstens zwei in dem ersten Schritt erhaltener Hough- Kurven.

17. Verfahren zur Bildbearbeitung nach Anspruch 16, ferner umfassend:

einen ersten Anfangs schritt zum Angeben von Koordinaten (α&sub0;, β&sub0;) eines Anfangswerts in einem α-β-Koordinatensystem auf Basis der zu bearbeitenden Punkte auf dem Originalbild; und wobei der erste Schritt umfaßt: Berechnen der Rekursionsformel sequentiell jede Drehung um den Drehwinkel von dem in dem Anfangsschritt gegebenen Anfangswert und Angeben von Hough-Kurven bezüglich der zu bearbeitenden Punkte auf Basis der berechneten Ergebnisse; und wobei der zweite Schritt umfaßt Ableiten einer angenäherten geraden Linie einer die zu bearbeitenden Punkte verbindenen Kurve auf Basis von Schnittpunkten zwischen wenigstens zwei der Hough-Kurven, die sich durch Wiederholen der Anfangs- und ersten Schritte an den jeweiligen zu bearbeitenden Punkten ergeben.

18. Verfahren zur Bildbearbeitung nach Anspruch 17, in dem, wenn Koordinaten der zu bearbeitenden Punkte in einem rechtwinkligen x-y-Koordinatensystem (xp,yp) sind, der Anfangsschritt das Angeben der Koordinaten des Anfangswerts (α&sub0;, β&sub0;) in dem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem umfaßt durch

α&sub0; = -xpsinθ' + ypcosθ'

β&sub0; = xpcosθ' + ypsinθ'.

19. Verfahren zur Bildbearbeitung nach Anspruch 17, in dem, wenn die Koordinaten der zu bearbeitenden Punkte in dem x-y-Koordinatensystem (xp,yp) sind, der Anfangsschritt das Angeben der Koordinaten (α&sub0;, β&sub0;) des Anfangswerts in dem rechtwinkligen α-β-Koordinatensystem umfaßt.

20. Verfahren zur Bildbearbeitung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, in dem der erste Schritt umfaßt: Berechnen der Rekursionsformel

αi+1 = αi(1-2-2m-1)-2-mβi

βi+1 = 2-mαi+βi(1-2-2m-1)

wobei der Drehwinkel &epsi; = 2-m ist.

21. Bildbearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 20, in dem der erste Schritt das Angeben von Hough-Kurven umfaßt, die durch Helligkeitswertdaten auf Basis der Helligkeiten oder Helligkeitsänderungsverhältnissen des Originalbilds an den zu bearbeitenden Punkten gewichtet sind, und wobei der zweite Schritt das Ableiten der durch die Helligkeitswertdaten gewichteten angenäherten geraden Linie umfaßt.