DE1209759B - Verfahren und Einrichtung zum Aufsuchen homologer Punkte in Stereobildern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

tnt. CL:

GOIc

Deutsche Kl.: 42 c-10/02

Nummer: 1 209 759

Aktenzeichen: P 23359 IX b/42 c

Anmeldetag: 12. August 1959

Auslegetag: 27. Januar 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufsuchen homologer Punkte in Stereobildern, insbesondere für Zwecke der Photogrammetric

Es ist bekannt, homologe Punkte in Stereobildern durch photoelektrisches Abtasten entsprechender Stellen der Bilder und Vergleichen der Abtastsignale aufzusuchen, wobei die Informationen gleichzeitig und unabhängig von jedem Bild der Verwendung eines beweglichen Abtastflecks gewonnen werden und für jede gewünschte Koordinatenrichtung ein besonderes Abtastsignal erzeugt und der Abtastfleck entsprechend diesem Signal gleichzeitig auf den beiden Bildern um eine Abtastachse bewegt wird.

Bei diesem bekannten Verfahren werden zur Feststellung des Deckungsfehlers die von den beiden Bildern gewonnenen Informationen subtraktiv gemischt. Hierbei ist es aber nicht möglich, ein richtungsabhängiges Fehlersignal zwecks Einsteuerung der Abtastachsen auf homologe Punkte in den beiden Bildern zu gewinnen. Ein solches Fehlersignal läßt sich jedoch gemäß einem früheren Vorschlag dann ableiten, wenn die von den beiden Bildern gewonnenen Informationen multiplikativ gemischt werden. Dann läßt sich ein der Zeitdifferenz der beiden Bildinformationen entsprechendes Fehlersignal erzeugen, und aus dem Vergleich dieses Fehlersignals mit den Abtastsignalen können Stellsignale zur Einsteuerung der Abtastachsen auf homologe Punkte in den beiden Bildern gewonnen werden.

Die zur Erzeugung des Fehlersignals erforderliche Zeitdifferenz der beiden Bildinformationen kann in verschiedener Weise erzeugt werden. Beispielsweise werden kreisförmige Abtastbahnen verschiedenen Durchmessers verwendet, oder die beiden Bilder werden in gleich großen Kreisen mit konstanter zeitlicher Differenz abgetastet. Die beiden Abtastbahnen können aber auch synchron durchlaufen werden, jedoch werden in diesem Fall die beiden Bildinformationen so behandelt, daß sie sich um einen Differentialquotienten erster Ordnung nach der Zeit unterscheiden. Nach der multiplikativen Mischung läßt sich der Zeitunterschied zwischen den beiden Signalen messen.

Zur Erfassung der homologen Punkte werden in allen diesen Fällen die beiden Abtastbahnen anfangs so groß gewählt, daß eine Korrelation über große Flächen eintritt. Dann werden die Abtastbahnen allmählich zusammengezogen und die beiden Abtastachsen bzw. die beiden Bilder gleichzeitig so eingesteuert, daß die Zeitdifferenz zwischen den beiden Bildinformationen stets verschwindet. So läßt sich Verfahren und Einrichtung zum Aufsuchen
homologer Punkte in Stereobildern

Anmelder:

Hunting Survey Corporation Limited,

Toronto, Ontario (Kanada)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:
Gilbert Louis Hobrought,
Oshawa, Ontario (Kanada)

schließlich der einem bestimmten Punkt des einen Bildes homologe Punkt des anderen Bildes finden. Bei diesem Verfahren mit bekannten Abtastbahnen sind jedoch gewisse Nachteile unvermeidlich. Durch eine periodische Abtastbahn kann eine endliche Fläche an jedem Punkt nur in einer Richtung abgetastet werden. Dies kann zu ungenügenden oder fehlerhaften Informationen führen, wenn das betreffende Detail oder seine Grenzlinie senkrecht zu der entsprechenden Richtung verläuft, wie es oft der Fall ist. Außerdem wird durch die periodischen Abtastbahnen die ganze Fläche gleichmäßig erfaßt, so daß alle Teile des Bildes die gleiche Bedeutung erhalten. Erwünscht wäre dagegen eine Empfindlichkeitssteigerung in der Umgebung der homologen Punkte.

Mit der Erfindung ist es gelungen, diese Nachteile zu vermeiden. Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs angegebenen Art ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen:

a) Die Ablenksignale zur gleichzeitigen Bewegung der Abtastflecke auf den beiden Bildern in den verschiedenen Koordinatenrichtungen sind voneinander unabhängige, statistisch um die Abtastachse verteilte Signale.

b) Es wird ein der Zeitdifferenz der beiden Bildinformationen entsprechendes Fehlersignal erzeugt, und aus dem Vergleich dieses Fehler-

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signals mit den Abstastsignalen werden Stellsignale zur Einsteuerung der Abtastachsen auf homologe Punkte in den beiden Bildern gewonnen.

Wegen der erfindungsgemäßen statistischen Verteilung der Abtastbahnen um die Abtastachse ist die Wahrscheinlichkeit einer Erfassung der Umgebung der jeweils ins Auge gefaßten Punkte am größten. Andererseits kommen aber auch beliebig große Auslenkungen des Abtastflecks mit entsprechend verminderter Häufigkeit vor, so daß die Abtastung nicht auf ein bestimmtes Gebiet beschränkt ist. So werden scheinbare Signalübereinstimmungen, die von der ähnlichen Umgebung einander sich nicht entsprechender Punkte herrühren, nach mehr oder weniger kurzer Zeit selbsttätig als zufällig erkannt und berichtigt.

Dank der aperiodischen statistischen Verteilung der Abtastsignale wird jede Wechselwirkung mit der Bildstruktur vermieden, wodurch die Hauptfehlerquelle der Bildanalyse mit periodischen Abtastbahnen beseitigt ist.

Zur Bildung einer Zeitdifferenz zwischen den beiden Bildinformationen kann eines der verschiedenen eingangs erwähnten Verfahren dienen. Beispielsweise werden die eine Bildinformation und die Abtastsignale zur Gewinnung der Stellgrößen vor dem multiplikativen Mischen je einmal nach der Zeit differenziert.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen, welche den Abtastfleck für beide Bilder gemeinsam erzeugt. Zwei optische Systeme bilden den Abtastfleck auf die beiden Bilder ab. Mit den Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre sind zwei voneinander unabhängige Rauschgeneratoren verbunden, um die Abtastung in den beiden zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen hervorzurufen. Als Rauschgeneratoren können beispielsweise die bekannten Rauschdioden dienen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnungen nachstehend beschrieben. Hierin ist

Fig. 1 eine schematische schaubildliche Darstellung einer Einrichtung, die zur Abtastung zweier Stereobilder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Erzeugung eines statistisch verteilten Abtastmusters für die Kathodenstrahlröhre der

F i g. 3 ein Schaltbild eines Rauschgenerators, der für die Schaltung nach F i g. 2 verwendbar ist,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Verarbeitung der Informationssignale, die aus den beiden gleichzeitig abgetasteten Bildern erhalten werden,

Fig. 5 eine Darstellung der idealen Form der Signale, die beim Übergang des Leuchtflecks über Detailgrenzen auftreten, wobei die Impulshöhe ein Maß für den Intensitätsunterschied an den Grenzen ist,'

F i g. 6 eine Darstellung des Zeitverhältnisses der von den beiden Stereobildern erhaltenen Informationssignale, wenn der Abtastfleck wie in F i g. 5 eine Grenze überschreitet, wobei die Abtastachse entsprechender Punkte in den beiden Bildern genau ausgerichtet ist,

F i g. 7 eine Darstellung der Informationssignale der beiden Stereobilder, wenn die Abtastachsen in Abtastrichtung gegeneinander verschoben sind,

F i g. 8 eine Darstellung eines ursprünglichen Informationssignals und seiner ersten Ableitung,

F i g. 9 eine Darstellung der Wellenformen, die in der Schaltung nach F i g. 4 auftreten, und

Fig. 10 ein Gesamtschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 1 befindet sich auf zwei parallelen Schienen 10 und 11 ein verschiebbarer Schlitten 12, dessen Verschiebungsrichtung z. B. die X-Richtung darstellt. Ein zweiter Schlitten 13 ist in ^-Richtung verschiebbar auf Führungen 14 und 15 des Schlittens 12 gelagert. Auf diesem sind zwei Rahmen 16 und 17 angebracht, die zur Aufnahme von Stereobildern 18 und 19 od. dgl. dienen, welche erfindungsgemäß verglichen werden sollen. Der Rahmen 16 ist

ao an dem Schlitten 13 befestigt, während der Rahmen 17 in X- und Y-Richtung verschiebbar ist, und zwar entweder von Hand oder vorzugsweise automatisch durch zwei daran befestigte Motoren 20 und 21, die durch Reibräder 22 und 23 eine Verschiebung längs der Oberseite 24 des Schlittens 13 in X- bzw. F-Richtung bewirken. Die Schlitten 12 und 13 und die Rahmen 16 und 17 besitzen große öffnungen unterhalb der Bilder 18 und 19, um das Licht durchzulassen.

Es wird eine einzige Kathodenstrahlröhre oder ein sonstiger Leuchtfleckerzeuger (25) verwendet, um einen Abtastfleck 26 auf dem Schirm 27 zu erzeugen, der mit Linsen 28 und 29 längs Abtastachsen 30 und 31 bei 26 a und 26 b auf den Bildebenen 18 und 19 abgebildet wird. Die vom Abtastfleck in jedem Bild vorgefundene jeweilige Schwärzung bestimmt die Helligkeit oder Dichte der Fleckabbildungen 26 a und 26 b, die durch Objektive 32 und 33 auf Photozellen 34 und 35 abgebildet werden, welche sich in der optischen Achse der beiden Abtastflecke befinden.

Wenn der Leuchtfleckerzeuger 25 in der dargestellten Weise als Kathodenstrahlröhre 36 mit Ablenkplatten ausgebildet ist, so können die Ablenkplatten 37 und 38 für die Abtastung in der F-Richtung und die Ablenkplatten 39 und 40 für die Abtastung in der Z-Richtung verwendet werden, indem sie einen Eltronenstrahl beeinflussen, der von der Kathode 41 ausgeht und auf dem Schirm 27 einen

So Leuchtfleck 26 entwirft. Die Spannungsversorgung der Kathodenstrahlröhre 36 bietet keine Besonderheiten, abgesehen von der Speisung der Ablenkplatten. Die Abtastung geschieht im Idealfall rein statistisch um die Abtastachse verteilt, so daß die größte Wahrscheinlichkeit einer Information in der Abtastachse und geringere Wahrscheinlichkeiten in radialen Abständen hiervon auftreten, entsprechend der bekannten Wahrscheinlichkeitsverteilung auf einer Glockenkurve. Dies kann mittels einer Ablenkschaltung nach Fig. 2 erreicht werden. Für die Z-Richtung und die Y-Richtung sind je ein Rauschgenerator 42 und 43 vorgesehen, von denen das erzeugte Rauschsignal durch Filter 43 α und 44 geleitet wird, um das Rauschspektrum in geeigneten Grenzen zu beschneiden, die sich aus den Frequenzgrenzen der nachfolgenden Schaltelemente ergeben. Verstärker 45 und 46 dienen zur Erzeugung von Ablenksignalen an den Ablenkplatten 39 und 40 bzw. 37 und 38 in

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X- und F-Richtung für die Kathodenstrahlröhre 36 der mittleren Bildschwärzung weniger einflußreich

in F i g. 1. zu machen, während gleichzeitig kleine Schwärzungs-

Ein Rauschgenerator 42 bzw. 43 kann gemäß differenzen von Punkt zu Punkt besser aufgelöst

Fig. 3 aufgebaut sein. Eine Rauschdiode 47 mit werden.

direkt geheizter Kathode, die aus einer Pentode in 5 Die Filter 59 und 60 sind Bandfilter, die zur

Diodenschaltung bestehen kann, erzeugt eine sta- Dämpfung des Rauschens dienen, das sich aus der

tistisch verteilte'Schrotemission von der Kathode 48, korpuskularen Natur des Lichtes bei geringen Inten-

die durch eine Triode 49 verstärkt wird, deren Gitter sitäten ergibt. Diese Filter differenzieren auch das

51 unmittelbar mit der Diodenanode 50 gekoppelt Informationssignal, so daß von Grenzlinien innerist. Hierdurch wird der Stromfluß durch die Triode io halb der Stereobilder herrührende Signale hervor-49 gemäß dem Rauschsignal moduliert. Die Anode gehoben werden. Infolge dieser Filter und des Ein-

52 der Triode 49 ist mit einer positiven Spannungs- flusses der Größe des Abtastflecks, die hier als konquelle 53 verbunden, an die auch die Anode 50 der stant vorausgesetzt wird, ergibt sich die Gestalt des Diode 47 über einen hochohmigen Widerstand 54 elektrischen Signals, das beim Übergang des Leuchtangeschlossen ist, so daß die Diode 47 mit hoher 15 flecks über scharfe Grenzlinien von einer dunklen Rauschleistung arbeitet. Das verstärkte Signal von zu einer hellen Stelle und zurück zu einer hellen der Triode 49 wird an der Kathode über einen Stelle entsteht, aus der Kurve 64 in F i g. 5, wo die Kopplungskondensator 54 abgenommen und den Grenzlinien 65 und 66 zwischen den dunklen und Klemmen 55 und 56 zugeführt, an denen eine hellen Stellen eingezeichnet sind.

niedrige Impedanz auftritt. 20 Ein Informationssignal der allgemeinen in F i g. 5

Wie man sieht, ist der Heizfaden 48 der Diode 47 gezeigten Art tritt immer auf, wenn ein Leuchtfleck

in Reihe mit der Triode 49 an die Spannungsquelle, eine Detailgrenzlinie des Bildes überquert. Jedes

d. h. zwischen dem positiven Pol 53 und der Erde Bild besteht aus kleinen Flächen verschiedener

57 angeschlossen. Der Stromfluß wird durch den Schwärzung, die durch solche Grenzlinien getrennt

veränderlichen Reihenwiderstand 58 bestimmt, der 25 sind. Diese Grenzlinien enthalten die eigentliche In-

im vorliegenden Beispiel in der Größenordnung von formation, die für die Ausfluchtung, Einordnung

4000 Ohm liegt. Es wurde gefunden, daß der in und/oder Korrelation nützlich ist. Die Höhe des

Fig. 3 dargestellte Rauschgenerator selbstregulierend beim Übergang entstehenden Impulses ist ein Maß

ist und ein befriedigendes Rauschsignal für die be- für die Schwärzungsdifferenz beiderseits der Grenz-

schriebene Anordnung liefert. Durch Anwendung 30 linie.

zweier unabhängiger derartiger Rauschgeneratoren Wenn nun in der Anordnung nach F i g. 1 gleich-

zur Ablenkung in X- und Y-Richtung ergibt sich artige zueinander orientierte Bilder vorliegen und die

also eine vollkommen zufällig verlaufende Abtast- Abtastachsen identische Punkte der Bilder treffen, so

bahn des vom Elektronenstrahl in der Kathoden- kann die relative Zeitfolge der Informationssignale

strahlröhre auf dem Schirm derselben erzeugten 35 ^{in den} beiden Kanälen, wenn der Leuchtfleck Grenz-

Leuchtflecks. Eine statistische Abtastbahn wird da- linien wie in F i g. 5 überschreitet, gemäß F i g. 6

durch erzeugt, daß der Leuchtfleck in jedem Zeit- dargestellt werden. Hier ist der Zustand der voll-

punkt in beliebige Richtung mit beliebiger Geschwin- kommenen Ausfluchtung der optischen Achsen auf

keit läuft. Die Wahrscheinlichkeit, daß der Abtast- entsprechende Bildpunkte gezeigt. Mit D und H sind

fleck den Mittelpunkt der Schirmfläche der Katho- 40 in F i g. 6 und den nachfolgenden Figuren diejenigen

denstrahlröhre durchläuft, ist höher als für jeden Teile der Signale bezeichnet, die dunklen bzw. hellen

anderen Punkt des Schirmes. Die Wahrscheinlichkeit Stellen entsprechen. Der Buchstabe E zeigt an, daß

wird um so geringer, je weiter ein Punkt vom Mittel- es sich bei den dargestellten Wellenformen um

punkt entfernt ist. Die Abtastdichte hat also ihr Spannungen handelt.

Maximum am Mittelpunkt, und ihr Wert fällt gemäß 45 Wenn die Bilder in einem gegebenen Zeitpunkt

der Wahrscheinlichkeitsfunktion radial nach außen ab. eine leichte Verschiebung in Richtung des Abtast-

Die Weiterverarbeitung der von den Photozellen flecks aufweisen, so daß der Abtastfleck im einen

34 und 35 gelieferten Signale ist in F i g. 4 darge- Bild jede Grenzlinie vor dem Abtastfleck im zweiten

stellt. Das Signal von jeder Photozelle wird in Filtern Bild erreicht, so unterscheiden sich die Informations-

59 und 60 gesiebt, um Gleichstromkomponenten und 50 signale zeitlich und das Signal der zweiten Abtastung

hochfrequente Rauschkomponenten abzutrennen. wird bezüglich derjenigen der ersten Abtastung ver-

Eines der Abtastsignale, das nachstehend als Infor- zögert, wie in Fig.7 dargestellt ist. Die Spannungs-

mationssignal bezeichnet wird, wird einer Differen- kurven der F i g. 6 bis 9 sind jeweils mit gemein-

zierung erster Ordnung durch einen elektronischen samer Zeitbasis gezeichnet, um einen Vergleich der

Differenzierkreis 61 unterworfen, der in bekannter 55 Verzögerungseigenschaften der Informationssignale

Weise aufgebaut ist. Das differenzierte Signal von infolge mangelnder Ausfluchtung zu ermöglichen,

der ersten Abtastung wird dann mit dem gesiebten Die bis jetzt diskutierten Wellenformen treten im

Informationssignal von der zweiten Abtastung Idealfall hinter den Filtern 59 und 60 der F i g. 4

in einer Multiplikationsschaltung 62 multipliziert auf. Die übrige Schaltung dient dazu, aus der Zeit-

und ergibt ein Signal, das zum Zweck der Glättung 60 differenz der einzelnen Übergänge ein Ausfluchtungs-

in einem Filter 63 gesiebt werden kann, woraufhin fehlersignal an der Ausgangsklemme 67 zu erzeugen,

es eine Amplitude und ein Vorzeichen aufweist, die Hierzu bildet die Differenzierschaltung 61 die erste

zur Zeitdifferenz proportional sind, welche zwischen Ableitung der ersten Abtastung nach der Zeit,

den von den beiden Abtastungen erhaltenen Infor- F i g. 8 zeigt die Wirkung der Differenzierschaltung

mationssignalen existiert. 65 auf Grenzlinienimpulse entsprechend Fig. 5. Wie

Vorzugsweise sind die Photozellen so gewählt, daß man sieht, ist das abgeleitete Signal 68 an jedem

ihre Empfindlichkeitskurve logarithmisch mit der Punkt proportional zur Steigung des ursprünglichen

Lichtintensität verläuft, um größere Änderungen in Informationssignals 69. Die Multiplikationsschaltung

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62 kombiniert das gesiebte Signal vom Kanal 2 mit dem differenzierten Signal vom Kanal 1 und liefert an ihrem Ausgang eine Wellenform, deren Amplitude das Produkt der Augenblickswerte dieser beiden Signale darstellt.

In F i g. 9 sind die Wellenformen der Signale der Schaltung nach F i g. 4 an den Punkten L, M, N, O und P für drei verschiedene Zustände dargestellt, nämlich für vollkommene Deckung zweier entsprechende Punkte, für einen Zustand, bei welchem die erste Abtastung der zweiten vorangeht, und schließlich für einen Zustand, wo die zweite Abtastung der ersten vorangeht. Wie man ersieht, ist die Ausgangsspannung der Multiplikationseinrichtung 62 am Punkt O überwiegend positiv oder negativ, je nach der Richtung der mangelnden Ausfluchtung der beiden optischen Achsen bezüglich der augenblicklichen Abtastrichtung. Das Filter 63 dient zur Glättung der Produktspannungen und zur Erzeugung eines Fehlersignals P, das in Amplitude und Vorzeichen der Größe und Richtung des Deckungsfehlers entspricht. Die Schaltung nach Fig. 4 besitzt also folgende Eigenschaften:

a) Bei vollkommener Ausfluchtung, d. h. Deckung der optischen Achsen der beiden Abtastungen hinsichtlich entsprechender Punkte in den beiden Stereobildern 18 und 19 der F i g. 1 ist das Fehlersignal, d. h. das gesiebte Produkt bei P Null.

b) Bei mangelnder Deckung ergibt sich ein positives oder negatives Fehlersignal je nach der Richtung des Deckungsfehlers bezüglich der Abtastrichtung des Leuchtflecks.

c) Ein Deckungsfehler senkrecht zur augenblicklichen Abtastrichtung liefert einen Augenblickswert des Fehlersignals vom Wert Null.

Unter Annahme eines rein statistisch verteilten Abtastvorganges wird im Idealfall ein Fehlersignal erzeugt, das ebenfalls rein statistisch verteilt ist. In diesem Fall verschwindet das Fehlersignal, sooft die Abtastrichtung rechwinklig zur Richtung der mangelnden Ausfluchtung verläuft. Außerdem kehrt sich das Vorzeichen des Fehlersignals um, wenn die Abtastrichtung wechselt. Demgemäß muß zur Herstellung einer stetigen Stellgröße, die zur Herstellung der Deckung brauchbar ist, das Fehlersignal in zwei zueinander senkrechte Komponenten, z. B. in Richtung der X- und F-Achse, aufgelöst werden, und die Abhängigkeit des Vorzeichens des Fehlersignals von der Abtastrichtung muß unterdrückt werden. Eine Schaltung zur Lösung dieser Aufgabe ist in F i g. 10 dargestellt. Hier wird ein Fehlersignal gemäß der Erfindung zur Erregung von Nachstellmotoren für die X- und Y-Koordinate verwendet, so daß ein Bilderrahmen 17 nach Fig. 1 automatisch derart verschoben werden kann, das identische Bildstellen, die von den Abtastachsen geschnitten werden, zur Deckung kommen.

In Fig. 10 werden die erforderlichen Bezugssignale in X- und y-Richtung dadurch erhalten, daß Rauschsignale von den Abtastkreisen differenziert werden. Das Rauschsignal für die X-Richtung wird in dem Differenzierkreis 70 differenziert und ergibt ein Bezugssignal R_x für die X-Richtung. Ebenso wird das Rauschsignal für die Γ-Koordinate in der Differenziervorrichtung 71 differenziert und ergibt

ein Bezugssignal R_y für die Γ-Richtung. Vorzeichen und Amplitude dieser Bezugssignale sind eine Funktion der Richtung und Geschwindigkeit des Abtastflecks. Das Bezugssignal R_x wird mit dem bei G auftretenden Fehlersignal μ im Multiplikator 72 multipliziert. Ebenso wird das Bezugssignal R_y in der Multiplikationsschaltung 73 mit dem Fehlersignal μ multipliziert. Die Ausgangssignale μ_χ und μ_ν der Multiplikationsschaltungen 72 und 73 werden in

ίο Tiefpaßfiltern 74 und 75 gesiebt und ergeben am Ausgang bei 76 und 77 die Stellgrößen für die X-Richtung und die F-Richtung.

Die im rechten Teil der Fig. 10 dargestellte Schaltung arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, daß ein Deckungsfehler in X-Richtung vorhanden ist. Dann sind folgende Fälle zu unterscheiden:

Fall 1:

SO Abtastfleck bewegt sich in Γ-Richtung; Fehlersignal μ = 0.

Damit sind μ_χ und μ_ν beide Null, da in jedem Fall einer der Faktoren des Produkts verschwindet.

Fall 2:

Abtastfleck bewegt sich in X-Richtung derart, daß μ und R_x positiv sind.

a) Da die Abtastfleckgeschwindigkeit in Y-Richtung gleich Null ist, ergibt sich

und damit

35 Ry=O

,Wy=O.

b) μ_χ ist positiv, weil beide Faktoren R_x und μ positiv sind.

Fall 3:

Abtastfleck bewegt sich in X-Richtung umgekehrt wie vorher, d. h. μ negativ und R_x negativ. Damit ist μ_χ positiv, weil beide Faktoren negativ sind.

Demnach ergibt sich, daß das Signal μ_χ nicht von der Abtastrichtung abhängt und daß ein Deckungsfehler in X-Richtung eine Stellgröße μ_ν = 0 erzeugt.

Ebenso läßt sich zeigen, daß bei einem Deckungsfehler allein in Y-Richtung ein stetiges Signal μ$ erzeugt wird, während die Stellgröße μ_χ = 0 ist.

Bei einer zufällig verlaufenden Abtastung und Vorliegen eines Deckungsfehlers in der X-Richtung verschwindet die Stellgröße μ_χ jedesmal, wenn der Abtastfleck stehenbleibt oder sich rein in Y-Richtung bewegt. Die Stellgröße erhält ihren Höchstwert, wenn der Abtastfleck sich in X-Richtung bewegt. Die Aufgabe der Filter 74 und 75 liegt darin, diese Schwankungen zu glätten und stetige Stellgrößen in X- und Γ-Richtung zu erzeugen, die zur Speisung von Servoverstärkern geeignet sind, welche zum Ausgleich des Deckungsfehlers herangezogen werden können.

Falls statt einer Rauschdiode ein anderer Rauschgenerator verwendet wird, so ist darauf zu achten, daß das Rauschspektrum nicht zu schmal wird. So ist in dem Beispiel der Erfindung die Bandbreite des verwendeten Rauschsignals von der Größenordnung 2000 Hz, wobei die untere Frequenzgrenze bei etwa

200 Hz liegt. Die untere Frequenzgrenze bestimmt die Auflösung der Einrichtung und damit die Empfindlichkeit für feine Bilddetails. Wenn die untere Frequenzgrenze zu niedrig angesetzt wird, z. B. bei etwa K)Hz, so kann das ganze Abtastmuster die Tendenz zum Wandern zeigen.

Der Einfluß des Lichts auf die Photozelle od. dgl. ergibt ein durch das Licht erzeugtes Rauschen mit kontinuierlichem Spektrum, das dem erfindungsgemäßen erwünschten Informationssignal überlagert ist. Diese Störung der Wirkungsweise der Anordnung kann weitgehend, wenn auch nicht ganz, dadurch beseitigt werden, daß die obere Frequenzgrenze des Rauschsignals in Koordinatenrichtung entsprechend beschränkt wird. Die obere Frequenzgrenze kann schon allein durch die Schaltelemente hinter den Photozellen bestimmt sein, wodurch von selbst eine Bandfilterung eintritt und nur die gewünschte Information durchgelassen wird.

Anstatt eines natürlichen Rauschgenerators kann ao auch ein künstlicher Rauschgenerator verwendet werden, der z. B. aus einem endlosen Magnetband besteht, auf dem ein gleichmäßiges Rauschen der gewünschten Bandbreite mit idealem Spektrum aufgezeichnet ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufsuchen homologer Punkte in Stereobildern durch photoelektrisches Abtasten entsprechender Stellen der Bilder und Vergleichen der Abtastsignale, bei dem die Informationen gleichzeitig und unabhängig von jedem Bild durch Verwendung eines beweglichen Abtastflecks gewonnen werden und für jede gewünschte Koordinatenrichtung ein besonderes Abtastsignal erzeugt und der Abtastfleck entsprechend diesem Signal gleichzeitig auf den beiden Bildern um eine Abtastachse bewegt wird, während die von den beiden Bildern gewonnenen Informationen zur Feststellung des Deckungsfehlers multiplikativ gemischt werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen:

a) Die Ablenksignale zur gleichzeitigen Bewegung der Abtastflecke auf den beiden Bildern in den verschiedenen Koordinatenrichtungen sind voneinander unabhängige, statistisch um die Abtastachse verteilte Signale.

b) Es wird ein der Zeitdifferenz der beiden Bildinformationen entsprechendes Fehlersignal erzeugt, und aus dem Vergleich dieses Fehlersignals mit den Abtastsignalen werden Stellsignale zur Einsteuerung der Abtastachsen auf homologe Punkte in den beiden Bildern gewonnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Bildinformation und die Abtastsignale zur Gewinnung der Stellgrößen vor dem multiplikativen Mischen je einmal nach der Zeit differenziert werden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Kathodenstrahlröhre (36) zur Erzeugung des Abtastflecks für beide Bilder durch zwei optische Systeme (28, 29) zur Abbildung des Abtastflecks auf die beiden Bilder und durch zwei mit den Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre verbundene, voneinander unabhängige Rauschgeneratoren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2679 636, 2 896501;
belgische Patentschrift Nr. 546 732.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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