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DE10020311A1 - Acquiring optical characteristics of relatively moving scene, involves performing standard measurement in dwell time with maximum sensitivity, adapting sensitivity by predictive estimate - Google Patents

Acquiring optical characteristics of relatively moving scene, involves performing standard measurement in dwell time with maximum sensitivity, adapting sensitivity by predictive estimate

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DE10020311A1
DE10020311A1 DE2000120311 DE10020311A DE10020311A1 DE 10020311 A1 DE10020311 A1 DE 10020311A1 DE 2000120311 DE2000120311 DE 2000120311 DE 10020311 A DE10020311 A DE 10020311A DE 10020311 A1 DE10020311 A1 DE 10020311A1
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DE
Germany
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measurement
sensitivity
photosensitive sensor
previous
dwell time
Prior art date
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DE2000120311
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German (de)
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DE10020311B4 (en
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Wolfgang Skrbek
Eckehardt Lorenz
Bernd Zender
Michael Neidhardt
Winfried Halle
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B37/00Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

The method involves performing a standard measurement in a dwell time with maximum sensitivity, evaluating the resulting signals to determine whether a pixel is saturated or a threshold below saturation is exceeded, performing a second measurement in the dwell time if a pixel is saturated with sensitivity adapted by a predictive estimate and temporarily storing the signal data or second measurement for the next acquisition depending on the result. The method involves using a flat photosensitive sensor, input optics and a controller for setting the sensitivity of the photosensitive sensor by performing a first standard measurement within a dwell time with maximum sensitivity, evaluating the resulting signals to determine whether a pixel is saturated or a threshold below saturation is exceeded, performing a second measurement in the dwell time if a pixel is saturated with sensitivity adapted by a predictive estimate and temporarily storing the signal data or second measurement for the next acquisition depending on the result. Independent claim is also included for an arrangement for implementing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufnahme optischer Eigenschaften einer relativ bewegten Szene.The invention relates to a method and a device for recording optical properties of a relatively moving scene.

Zur Untersuchung der Erdoberfläche ist es seit langem bekannt, optische Aufnahmesysteme auf einem Satelliten oder einem Flugzeug anzuordnen, wobei je nach Anwendungsgebiet verschiedene optische Eigenschaften bzw. Emissionen einer Szene qualitativ und/oder quantitativ ausgewertet werden. Im Gegensatz zu den meisten Anwendungsgebieten in Produktionsprozessen existieren nur wenige oder gar keine Vorabinformationen über die aufzunehmende Szene.It has long been known to examine the surface of the earth, optical To arrange recording systems on a satellite or an airplane, different optical properties or Emissions of a scene can be evaluated qualitatively and / or quantitatively. in the Contrary to most areas of application in production processes there is little or no preliminary information about the scene to be recorded.

So arbeiten beispielsweise bekannte Fernerkundungssysteme im thermalen Infrarot auf Basis optomechanischer Systeme. Diese mechanischen Systeme tasten die Szenen in sequentieller Form ab. Nachteilig an den bekannten Systemen ist, dass diese nicht ausreichend variabel in bezug auf Abtastung im Subpixelbereich sind. Durch die mechanische Abtastung sind die Kanalparameter nicht in Echtzeit beeinflußbar. Allgemein sind die hierfür verwendeten Infrarot-Sensoren auf maximale Empfindlichkeit eingestellt. Dies führt dazu, daß bei Abtastung einer lokal begrenzten heißen Szene die Sensorik übersteuert wird. Dadurch kann über diese Szene bzw. Szenenausschnitt nur eine qualitative Aussage getroffen werden.For example, well-known remote sensing systems work in thermal Infrared based on optomechanical systems. These mechanical systems scan the scenes in sequential form. A disadvantage of the known Systems is that these are not sufficiently variable with respect to sampling in the Are sub-pixel area. The mechanical scanning means that Channel parameters cannot be influenced in real time. In general, they are for this used infrared sensors set to maximum sensitivity. This leads to the fact that when a locally limited hot scene is scanned, the Sensor technology is overridden. This means that this scene or Scene detail only a qualitative statement can be made.

Aus der DE 198 37 483 A1 ist ein Verfahren zur Aufnahme optischer Eigenschaften einer relativ bewegten Szene bekannt, mittels eines photosensitiven Sensors, eines Speichers, eines Schwellenwertfilters, eines Steuergerätes und eines Korrekturprozessors, wobei eine erste Messung bei maximaler Empfindlichkeit des Sensors erfolgt. Anschließend wird mittels des Schwellenwertfilters überprüft, ob ein Pixel des Sensors bei der Messung übersteuert war. Wird eine derartige Übersteuerung erfaßt, so wird die Messung innerhalb von tdwell mit minimaler Empfindlichkeit des Sensors wiederholt. Anschließend werden die Daten der übersteuerten Pixel der ersten Messung durch die Daten der zweiten Messung überschrieben. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß die Auflösung des Sensors für die zweite Messung nicht optimal ausgenutzt wird.A method for recording optical properties of a relatively moving scene is known from DE 198 37 483 A1, by means of a photosensitive sensor, a memory, a threshold value filter, a control device and a correction processor, a first measurement taking place with maximum sensitivity of the sensor. The threshold value filter is then used to check whether a pixel of the sensor was overloaded during the measurement. If such an overload is detected, the measurement is repeated within t dwell with minimal sensitivity of the sensor. The data of the overdriven pixels of the first measurement are then overwritten by the data of the second measurement. A disadvantage of the known method is that the resolution of the sensor is not optimally used for the second measurement.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufnahme optischer Eigenschaften einer relativ bewegten Szene zu schaffen, mittels derer die Auflösung des photosensitiven Sensors besser ausgenutzt wird.The invention is therefore based on the technical problem, a method and a device for recording optical properties of a relatively moving To create a scene by means of which the resolution of the photosensitive sensor is better exploited.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 3. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the items with the features of claims 1 and 3. Further advantageous Refinements result from the subclaims.

Hierzu erfolgt bei einer gegebenenfalls notwendigen zweiten Messung innerhalb der Dwelltime eine vorausschauende Abschätzung der erwarteten Intensität, die zur Einstellung der optimalen Parameter ausgenutzt wird.For this purpose, a second measurement may be necessary within the dwell time a predictive estimate of the expected Intensity that is used to set the optimal parameters.

Systeme, die eine räumliche und zeitliche Abtastung im Bildbereich einer Optik durchführen, nutzen die begrenzenden Eigenschaften der Optik im Raumfrequenzbereich (Modualtionstransferfunktion), um Aliasingeffekte zu vermeiden. Die begrenzenden Eigenschaften der Optik lassen sich durch die Punkt- Verwaschungs- Funktion (PSF) darstellen. Bildet man beispielsweise ein heißes (helles) Gebiet einer Szene als einen Punkt in der Bildebene eines Push Broom Scanners ab, so erscheint je nach Breite der PSF und der Intensität des Gebietes in der Umgebung des Punktes ein durch die Optik verursachter Hof. Bei einem Push Broom Scanner werden also benachbarte Pixel bzw. zeitlich vor und nach der Abtastung liegende Szenenanteile von diesem Gebiet beeinflußt.Systems that perform spatial and temporal scanning in the image area of an optic perform, use the limiting properties of the optics in the Spatial frequency range (mode transfer function) to create aliasing effects avoid. The limiting properties of the optics can be determined by the Show point wash function (PSF). For example, imagine hot (light) area of a scene as a point in the image plane of a push Broom Scanners will appear depending on the width of the PSF and the intensity of the area around the point caused by the optics Court. With a push broom scanner, neighboring pixels or  Scene portions from this area lying before and after the scan influenced.

Die dieser Erfindung zugrundeliegende Idee der Signal- Adaptionssteuerung beruht auf der zeitlichen Vorhersage des Signals aufgrund des oben geschilderten Sachverhalts.The idea of signal adaptation control on which this invention is based is based on the temporal prediction of the signal based on the above described facts.

Der Algorithmus für die Regelung leitet sich aus einer Näherungsformel für die PSF (Gaußverteilung der Intensität) ab:
The algorithm for the control is derived from an approximation formula for the PSF (Gaussian distribution of intensity):

mit
Udeti voraussichtliche Amplitude des Signals, wenn der Spot die Entfernung Xi von der momentanen Abtastung mit Intensität Asig hat und
σ Breite der PSF.
With
Udet i expected amplitude of the signal when the spot has the distance X i from the current scan with intensity Asig and
σ width of the PSF.

Voraussetzung für die Abschätzung ist, daß die vorangegangene Messung selbst noch nicht in der Sättigung war. Daher wird abhängig von der vorangegangenen Messung das Abschätzverfahren auf die erste oder auf die zweite vorangegangene Messung angewendet.The prerequisite for the estimate is that the previous measurement was not yet saturated. Therefore, depending on the previous measurement, the estimation procedure on the first or on the second previous measurement applied.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention is based on a preferred Embodiment explained in more detail. The figures show:

Fig. 1 eine graphische Darstellung verschiedener Vorhersagewerte für die Intensität dreier Signale, Fig. 1 is a graphical representation of various prediction values for the intensity of three signals,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Regelung der Empfindlichkeit eines photosensitiven Sensors, Fig. 2 is a block diagram for controlling the sensitivity of a photo-sensitive sensor,

Fig. 3 einen Szenenverlauf über ein beliebiges Pixel, Fig. 3 is a scene curve over any pixel,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Regelstrecke zur Abschätzung der zu erwartenden Intensität aus der vorangegangenen Normalmessung und Fig. 4 is a block diagram of the controlled system for estimating the expected intensity from the previous normal measurement and

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Regelstrecke zur Abschätzung der zu erwartenden Intensität aus der vorangegangenen Hot Spot Messung. Fig. 5 is a block diagram of the control system for the estimation of the expected intensity from the foregoing hot spot measurement.

In der Fig. 1 sind für drei verschiedene Signale die zu erwartenden Intensitäten über die Dwelltime dargestellt, wobei die Ausgangsintensität jeweils um den Faktor 10 verschieden ist. Das Sättigungsniveau ist dabei als horizontale Linie dargestellt. Wie aus dem Verlauf der untersten Kurve zu entnehmen ist, gelangt das Pixel erst nach der dritten Abtastung in die Sättigung. Entsprechend gelangt das Pixel gemäß der mittleren Kurve erst in der dritten und das Pixel gemäß der oberen Kurve erst in der zweiten Abtastung in die Sättigung. Aufgrund dieser jeweiligen Vorhersagewerte kann die Empfindlichkeit des photosensitiven Sensors adaptiv angepaßt werden. Dieser Funktionsverlauf kann für jeden photosensitiven Sensor vorab bestimmt werden und in einer Look Up Tabelle LUT abgelegt werden.In FIG. 1, the expected intensities are shown on the DwellTime for three different signals, the output intensity varies by a factor of 10 each. The saturation level is shown as a horizontal line. As can be seen from the course of the bottom curve, the pixel only saturates after the third scan. Accordingly, the pixel according to the middle curve only saturates in the third and the pixel according to the upper curve only in the second scan. The sensitivity of the photosensitive sensor can be adapted adaptively on the basis of these respective prediction values. This function course can be determined in advance for each photosensitive sensor and stored in a look-up table LUT.

In der Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Aufnahme optischer Eigenschaften einer relativ bewegten Szene dargestellt, wobei auf die Darstellung der Optik verzichtet wurde. Die Vorrichtung umfaßt einen zeilenförmigen photosensitiven Sensor 1, einen Analog- Digital- Wandler 2, drei parallel arbeitende Regelstrecken 3-5 und einen den photosensitiven Sensor 1 steuernden Prozessor 6. Der Analog-Digital-Wandler 2 erfaßt die Meßdaten des photosensitiven Sensors 1, digitalisiert diese und stellt die digitale Datenbasis den drei Regelstrecken 3-5 als Eingangsdaten zur Verfügung. FIG. 2 shows a block diagram of the device for recording optical properties of a relatively moving scene, the illustration of the optics being omitted. The device comprises a line-shaped photosensitive sensor 1 , an analog-to-digital converter 2 , three control systems 3-5 working in parallel and a processor 6 controlling the photosensitive sensor 1 . The analog-digital converter 2 detects the measurement data of the photosensitive sensor 1 , digitizes it and makes the digital database available to the three controlled systems 3-5 as input data.

Die erste Regelstrecke 3 stellt die Regelung für die Normalmessung dar und ist beispielsweise als proportional wirkender Zweipunktregler mit Hystereseverhalten ausgebildet. Dieser überwacht den Szenenmittelwert des zeilenförmigen photosensitiven Sensors 1 und stellt entsprechend die Integrationszeit Tint und Kapazität Cint ein, so daß die Normalmessung mit maximaler Empfindlichkeit durchgeführt werden kann. Diese Regelung betrifft die erste Abtastung innerhalb der Dwelltime tdwell.The first controlled system 3 represents the control for the normal measurement and is designed, for example, as a proportional two-point controller with hysteresis behavior. This monitors the scene average of the line-shaped photosensitive sensor 1 and accordingly sets the integration time T int and capacitance C int so that the normal measurement can be carried out with maximum sensitivity. This regulation concerns the first sampling within the dwell time t dwell .

Die zweite Regelstrecke 4 stellt die Regelung für die Adaptionssteuerung für ein Hot Spot Sampling aus einer vorangegangenen Normalmessung dar. Überschreitet die Normalmessung für einige Pixel einen gewissen Schwellwert Is, so ist zu vermuten, daß in der nächsten oder übernächsten Dwelltime tdwell Energie aus einem heißen Gebiet zur Überschreitung der Sättigung ISAT in der Normalmessung führt. Dieser Wert wird zwischengespeichert und wirkt als Input für die Parameter des Hot Spot Sampling in der Szene, in der es in der Normalmessung zu einer Sättigung kommt. Dadurch können die Parameter in dem Hot Spot Sampling derart adaptiv eingestellt werden, daß mit der größtmöglichen Empfindlichkeit unterhalb der Sättigung aufgenommen werden kann. Dieser Regelprozess wird später noch näher erläutert.The second control path 4 represents the control for the adaptation control for a hot spot sampling from a previous normal measurement. If the normal measurement for a few pixels exceeds a certain threshold value I s , it can be assumed that energy from one in the next or the next but one dwell time t dwell hot area leads to the saturation I SAT being exceeded in the normal measurement. This value is temporarily stored and acts as input for the parameters of the hot spot sampling in the scene in which saturation occurs in the normal measurement. As a result, the parameters in the hot spot sampling can be set adaptively in such a way that the greatest possible sensitivity can be recorded below saturation. This control process will be explained in more detail later.

Die dritte Regelstrecke 5 stellt die Regelung für die Adaptionssteuerung für ein Hot Spot Sampling aus einem vorangegangenen Hot Spot Sampling dar. Liegt nämlich bereits eine Sättigung für bestimmte Pixel vor, so ist das Ergebnis der Normalmessung für die Steuerung unbrauchbar. In diesem Fall erfolgt die Abschätzung aus dem vorangegangenen Hot Spot Sampling.The third control path 5 represents the control for the adaptation control for a hot spot sampling from a previous hot spot sampling. If there is already saturation for certain pixels, the result of the normal measurement is unusable for the control. In this case, the estimate is made from the previous hot spot sampling.

In der Fig. 3 ist ein beispielhafter Verlauf der Intensität einer Szene über der Zeit dargestellt. Zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 bewegt sich die Intensität I um den Szenenmittelwert Im, so daß die Normalmessung mit maximaler Empfindlichkeit nicht in der Sättigung ist. Zum Zeitpunkt t1 überschreitet die Intensität I einen Schwellwert IS, so daß in der nächsten oder übernächsten Abtastung mit einer Sättigung zu rechnen ist. Zum Zeitpunkt t2 tritt in der Normalmessung Sättigung auf. In diesem Fall wird innerhalb der Dwelltime tdwell dieser Abtastung eine zweite Messung, das Hot Spot Sampling durchgeführt, wobei für das erste Hot Spot Sampling HSP auf die Daten der vorangegangenen Normalmessung zur Einstellung der Parameter zurückgegriffen werden kann. Nach dem Zeitpunkt t2 sind nachfolgende Normalmessungen in der Sättigung, so daß diese Messungen keinen Aufschluß mehr für die Intensität der Hot Spots geben. Daher wird für die nachfolgenden Hot Spot Samplings auf Daten des vorangegangenen Hot Spot Samplings zurückgegriffen und daraus die zu erwartende Intensität abgeschätzt.In FIG. 3, an exemplary profile of the intensity of a scene is depicted over time. Between times t 0 and t 1 , the intensity I moves around the scene average I m , so that the normal measurement with maximum sensitivity is not saturated. At time t 1 , the intensity I exceeds a threshold value I S , so that saturation can be expected in the next or the next scan. At time t 2 , saturation occurs in the normal measurement. In this case, a second measurement, hot spot sampling, is carried out within the dwell time t dwell of this scanning, it being possible to use the data from the previous normal measurement for setting the parameters for the first hot spot sampling HSP. After time t 2 , subsequent normal measurements are in saturation, so that these measurements no longer provide information about the intensity of the hot spots. Therefore, data from the previous hot spot sampling is used for the subsequent hot spot sampling and the expected intensity is estimated from this.

In der Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung für die zweite Regelstrecke 4 dargestellt. Die Schaltungsanordnung umfaßt ein Verzögerungsglied 7, Szenenmittelwertbildner 8 zur Erfassung eines Szenenmittelwertes, einen Mittelwertvergleicher 9, einen Größtwert Pixelselektor 10, einen Sättigungskomparator 11, ein Und-Gatter 12, ein Sättigungsflag 13 und eine Look Up Tabelle 14. Das Eingangssignal für die Schaltungsanordnung ist das Signal aus der Normalmessung SNM. Das Verzögerungsglied 7 verzögert das Signal aus der Normalmessung SNM um eine Dwelltime tdwell, so daß am Ausgang des Verzögerungsgliedes 7 das Signal aus der vorangegangenen Normalmessung anliegt. Dieses Signal wird mittels des Mittelwertevergleichers mit dem Szenenmittelwert verglichen. Die Differenz aus Normalmessung und Szenenmittelwert wird bei einer signifikanten Abweichung als Eingangssignal an den Größtwert Pixelselektor 10 übergeben. Dieser detektiert das Pixel mit der größten Intensität, das das Eingangssignal für die Look Up Tabelle 14 ist. Des weiteren setzt der Größtwert Pixelselektor 10 ein Flag, daß ein Schwellwert überschritten wurde. Dieses Signal stellt ein erstes Eingangssignal für das Und-Gatter 12 dar. Ein weiteres Eingangssignal des Und-Gatters 12 ist ein Statussignal NM, das anzeigt, daß eine Normalmessung ausgewertet wird. Mittels des Sättigungskomparator 11 wird überprüft, ob in der aktuellen Normalmessung ein Pixel in der Sättigung ist. Ist dies der Fall, so wird am Ausgang eine logische 1 erzeugt. Das Und-Gatter 12 erzeugt dann an seinem Ausgang ebenfalls eine logische 1 und bewirkt das Setzen eines Sättigungs- Flags 13, wodurch die Look Up Tabelle 14 aktiviert wird. Anhand der Intensität am Eingang der Look Up Tabelle 14 wird dann ein Parametersatz für die Integrationszeit Tint und die Kapazität Cint ausgewählt und an den photosensitiven Sensor 1 und dem Prozessor 6 übergeben. Mit diesem Parametersatz wird dann das Hot Spot Sampling als zweite Abtastung innerhalb der Dwelltime durchgeführt. Bei gestaggerter Anordnung des photosensitiven Sensors 1 beträgt die Verzögerung des Verzögerungsgliedes 7 entsprechend nur die halbe Dwelltime.In FIG. 4 a circuit arrangement is shown for the second control section 4. The circuit arrangement comprises a delay element 7 , scene averager 8 for detecting a scene mean, a mean comparator 9 , a maximum value pixel selector 10 , a saturation comparator 11 , an AND gate 12 , a saturation flag 13 and a look up table 14 . The input signal for the circuit arrangement is the signal from the normal measurement S NM . The delay element 7 delays the signal from the normal measurement S NM by a dwell time t dwell , so that the signal from the previous normal measurement is present at the output of the delay element 7 . This signal is compared with the scene average using the mean value comparator. If there is a significant deviation, the difference between the normal measurement and the scene average is transferred as an input signal to the maximum value of the pixel selector 10 . This detects the pixel with the greatest intensity, which is the input signal for the look up table 14 . Furthermore, the maximum value of the pixel selector 10 sets a flag that a threshold value has been exceeded. This signal represents a first input signal for the AND gate 12. Another input signal of the AND gate 12 is a status signal NM, which indicates that a normal measurement is being evaluated. The saturation comparator 11 is used to check whether a pixel is saturated in the current normal measurement. If this is the case, a logical 1 is generated at the output. The AND gate 12 then also generates a logic 1 at its output and causes a saturation flag 13 to be set , as a result of which the look-up table 14 is activated. A parameter set for the integration time T int and the capacitance C int is then selected on the basis of the intensity at the input of the look-up table 14 and transferred to the photosensitive sensor 1 and the processor 6 . With this parameter set, the hot spot sampling is then carried out as a second sampling within the dwell time. When the photosensitive sensor 1 is staggered, the delay of the delay element 7 is accordingly only half the dwell time.

In der Fig. 5 ist die Schaltungsanordnung für die dritte Regelstrecke 5 dargestellt, wobei gleichwirkende Elemente im Vergleich zu Fig. 4 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Schaltungsanordnung umfaßt einen Sättigungskomparator 11, ein Und-Gatter 12, ein Sättigungs-Flag 13, eine Look Up Tabelle 14, einen Größtwert Pixelselektor 10 und ein Verzögerungsglied 15. Das Eingangssignal für den Sättigungskomparator 11 ist wieder das Signal aus der Normalmessung SNM. Im Gegensatz zur zweiten Regelstrecke ist das Eingangssignal des Verzögerungsgliedes 15 das Signal aus dem Hot Spot Sampling SHSP, das konjunktiv mit einem Statussignal HSP verknüpft ist. Das Verzögerungsglied 15 verzögert das Signal um ca. eine Dwelltime, so daß am Ausgang des Verzögerungsgliedes 15 das SHSP der vorangegangenen Messung anliegt. Ergibt nun die Auswertung des Signals der Normalmessung SNM, daß ein Pixel in der Sättigung ist und gleichzeitig in der vorangegangenen Dwelltime ein Hot Spot Sampling durchgeführt wurde, so wird anhand des größten Pixelwertes aus der vorangegangenen Dwelltime aus der Look Up Tabelle 14 ein Parametersatz für die Integrationszeit Tint und die Kapazität Cint ausgegeben, der für das nachfolgende Hot Spot Sampling verwendet wird.In FIG. 5, the circuit arrangement is shown for the third controlled system 5, in which similar elements in comparison to FIG. 4 are provided with the same reference numerals. The circuit arrangement comprises a saturation comparator 11 , an AND gate 12 , a saturation flag 13 , a look up table 14 , a maximum value pixel selector 10 and a delay element 15 . The input signal for the saturation comparator 11 is again the signal from the normal measurement S NM . In contrast to the second controlled system, the input signal of the delay element 15 is the signal from the hot spot sampling S HSP , which is conjunctively linked to a status signal HSP. The delay element 15 delays the signal by approximately one dwell time, so that the S HSP of the previous measurement is present at the output of the delay element 15 . If the evaluation of the signal of the normal measurement S NM shows that a pixel is saturated and at the same time hot spot sampling has been carried out in the previous dwell time, a look up table 14 is used to determine a parameter set for the largest pixel value from the previous dwell time the integration time T int and the capacitance C int , which is used for the subsequent hot spot sampling.

Wie sich aus einem Vergleich der Schaltungsanordnungen in den Fig. 4 und 5 ergibt, sind Teilbereiche identisch und können gemeinsam benutzt werden. Dies gilt unabhängig davon, ob die Regelstrecken 3-5 als Hardware und/oder Software realisiert werden.As can be seen from a comparison of the circuit arrangements in FIGS. 4 and 5, partial areas are identical and can be used together. This applies regardless of whether the controlled systems 3-5 are implemented as hardware and / or software.

Claims (8)

1. Verfahren zur Aufnahme optischer Eigenschaften einer relativ bewegten Szene, mittels eines flächenhaften photosensitiven Sensors (1), einer Eingangsoptik und einer Steuereinrichtung (6) zur Einstellung der Empfindlichkeit des photosensitiven Sensors (1), umfassend folgende Verfahrensschritte:
  • a) Durchführen einer ersten Normalmessung innerhalb einer Dwelltime tdwell mit maximaler Empfindlichkeit,
  • b) Auswerten der Signale der unter a) vorgenommenen Normalmessung, ob ein Pixel in der Sättigung ist oder eine vorgegebene Schwelle unterhalb der Sättigung überschritten ist,
  • c) Durchführen einer zweiten Messung innerhalb der Dwelltime tdwell, falls ein Pixel in der Sättigung war, wobei die Empfindlichkeit des photosensitiven Sensors (1) adaptiv durch eine vorausschauende Schätzung vorgenommen wird, wobei als Referenzwert die vorangegangene Normalmessung bei Überschreitung des Schwellwertes und Unterschreitung der Sättigung oder die vorangegangene zweite Messung herangezogen wird und/oder
  • d) Zwischenspeichern der unter b) gewonnenen Signaldaten, falls die vorgegebene Schwelle überschritten und die Sättigung nicht erreicht wurde oder Zwischenspeichern der unter c) geführten zweiten Messung für die nächste Abtastung.
1. A method for recording optical properties of a relatively moving scene, by means of a flat photosensitive sensor ( 1 ), an input optic and a control device ( 6 ) for setting the sensitivity of the photosensitive sensor ( 1 ), comprising the following method steps:
  • a) performing a first normal measurement within a dwell time t dwell with maximum sensitivity,
  • b) evaluating the signals of the normal measurement under a) whether a pixel is in saturation or a predetermined threshold below saturation has been exceeded,
  • c) Carrying out a second measurement within the dwell time t dwell , if a pixel was in saturation, the sensitivity of the photosensitive sensor ( 1 ) being adaptively carried out by a forward-looking estimate, the previous normal measurement being used as a reference value when the threshold value is exceeded and the value falls below Saturation or the previous second measurement is used and / or
  • d) temporarily storing the signal data obtained under b) if the predetermined threshold has been exceeded and the saturation has not been reached or temporarily storing the second measurement carried out under c) for the next sampling.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten für die vorausschauende Abschätzung anhand der Punkt-Verwaschungs- Funktion PSF der Eingangsoptik ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the data for the predictive estimate based on the point wash Function PSF of the input optics is determined. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in einer Look Up Tabelle (14) abgelegt werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the data are stored in a look-up table ( 14 ). 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend eine Eingangsoptik, einen flächenhaften photosensitiven Sensor (1), einen Analog- Digital- Wandler (2), drei parallel arbeitende Regelstrecken (3-5) und einen die Empfindlichkeit des photosensitiven Sensors (1) einstellenden Prozessors, wobei mittels der ersten Regelstrecke (3) die optimalen Parameter des photosensitiven Sensors (1) für eine Normalmessung ableitbar sind, mittels der zweiten Regelstrecke (4) die optimalen Parameter des photosensitiven Sensors (1) für eine zweite Messung innerhalb der Dwelltime aus einer vorangegangenen Normalmessung ableitbar sind und mittels der dritten Regelstrecke (5) die optimalen Parameter des photosensitiven Sensors (1) für eine zweite Messung innerhalb der Dwelltime aus einer vorangegangenen zweiten Messung in der vorangegangenen Dwelltime ableitbar sind.4. Device for performing the method according to claim 1, comprising an input optics, a flat photosensitive sensor ( 1 ), an analog-to-digital converter ( 2 ), three parallel controlled systems ( 3-5 ) and a sensitivity of the photosensitive sensor ( 1 ) adjusting processor, the optimal parameters of the photosensitive sensor ( 1 ) for a normal measurement being derivable by means of the first controlled system ( 3 ), the optimal parameters of the photosensitive sensor ( 1 ) for a second measurement within the second controlled system ( 4 ) Dwelltime can be derived from a previous normal measurement and by means of the third controlled system ( 5 ) the optimal parameters of the photosensitive sensor ( 1 ) for a second measurement within the Dwelltime can be derived from a previous second measurement in the previous Dwelltime. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Regelstrecke (4) Mittel (7-9) zur Erfassung einer Überschreitung des Schwellenwerts IS in der Normalmessung der vorangegangenen Dwelltime umfaßt, wobei die größte auftretende Intensität durch einen Größtwert Pixelselektor (10) erfaßbar und einer Look Up Tabelle (14) zuführbar ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the second controlled system ( 4 ) comprises means ( 7-9 ) for detecting an exceeding of the threshold value I S in the normal measurement of the previous dwell time, the greatest intensity occurring due to a maximum value pixel selector ( 10 ) can be detected and fed to a look up table ( 14 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Regelstrecke (5) einen Größtwert Pixelselektor (10) umfaßt, mittels dessen die größte Intensität in der vorangegangenen zweiten Messung erfaßbar und einer Look Up Tabelle (14) zuführbar ist.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the third controlled system ( 5 ) comprises a maximum value pixel selector ( 10 ), by means of which the greatest intensity can be detected in the previous second measurement and a look up table ( 14 ) can be supplied. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flächenhafte photosensitive Sensor (1) als lineares Array ausgebildet ist ausgebildet ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the planar photosensitive sensor ( 1 ) is designed as a linear array. 8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) als iR- Sensor ausgebildet ist.8) Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the sensor ( 1 ) is designed as an iR sensor.
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