Patent EP-3518180-A1 (EP)
Title: Verfahren zur erstellung einer bildstapel-datenstruktur
Inventor: BROSCH NICOLE
IPC: G06T5/50
Filed: 2018-12-10
Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer Bildstapel-Datenstruktur (S), wobei- ein Gegenstand (1) entlang einer Transportrichtung (x) durch den Aufnahmebereich einer Bildaufnahmeeinheit (2) bewegt wird- von der Bildaufnahmeeinheit (2) Aufnahmen (v, ..., v) erstellt werden,- wobei die Bildaufnahmeeinheit (2) über eine Anzahl von Sensorzeilen (21a, 21b, 21c) verfügt, die normal zur Transportrichtung (x) des Gegenstands (1) und in Bezug zur Transportrichtung (x) hintereinander, insbesondere parallel zueinander ausgerichtet, angeordnet sind, insbesondere Zeilen eines Flächensensors bilden,- wobei die einzelnen Aufnahmen (v, ..., v) jeweils Zeilenaufnahmen umfassen, die jeweils mittels einer Sensorzeile (21a, 21b, 21c) zu vorgegebenen Aufnahmezeitpunkten erstellt werden,- wobei die vorgegebenen Aufnahmezeitpunkte für alle Aufnahmen gleich sind und dem Transportfortschritt entlang der Transportrichtung (x) entsprechen,- eine dreidimensionale Bildstapel-Datenstruktur (S) aus den Aufnahmen (v, ..., v) des Gegenstands (1) erstellt wird, wobei die einzelnen Einträge (E, E, E) der Bildstapel-Datenstruktur (S) für eine Anzahl von Aufnahmeindizes (t, ..., t) jeweils zumindest einen Helligkeitswert für die einzelnen Pixel der Sensorzeilen (21a, 21b, 21c) enthalten, wobei die Indizes der dreidimensionalen Bildstapel-Datenstruktur (S) festgelegt sind durchi) einen den Transportfortschritt kennzeichnenden ganzzahligen Aufnahmeindex (t, ..., t) zu dem der betreffende Helligkeitswert erstellt wurde,ii) einen die Sensorzeile (21a, 21b, 21c), insbesondere deren Position in Transportrichtung (x), in der sich das Pixel befindet, das den betreffenden Helligkeitswert ermittelt hat, kennzeichnenden Zeilenindex (z, ..., z), undiii) die Spaltenposition (y, ..., y) desjenigen Pixels, das den betreffenden Helligkeitswert ermittelt hat, in Bezug auf die Sensorzeilen (21a, 21b, 21c) normal zur Transportrichtung (x),- wobei für einzelne ausgewählte Einträge, insbesondere für alle Einträge (E, E, E), der Bildstapel-Datenstruktur (S)- ausgehend vom jeweils ausgewählten Eintrag (E; E), der einer Sensorzeile (21a, 21b, 21c) zugeordnet ist, nach zumindest zwei Einträgen, deren Helligkeitswerte von anderen Sensorzeilen (21a, 21b, 21c) erstellt wurden und die derselben Spaltenposition (y, ..., y) zugeordnet sind, gesucht wird, die denselben Gegenstandsbereich zeigen, wie der jeweilige ausgewählte Eintrag (E; E), und deren Zeilenindizes (z, z, z) vom Zeilenindex des ausgewählten Eintrags verschieden sind, wobei insbesondere die Differenz von deren Zeilenindizes zum Zeilenindex des ausgewählten Eintrags (E; E) einen von mehreren vorgegebenen Werten aufweist,- die Abstände (d, d) hinsichtlich des Aufnahmeindex (t, t, t) jeweils zwischen dem ausgewählten Eintrag (E, E, E) und jeweils einem der so aufgefundenen Einträge unter Verwendung von Subpixel-Arithmetik berechnet werden,- ein Abstandsmittelwert (d*, d*) der Abstände (d, d) für einzelne Aufnahmeindizes (t, t, t) und Zeilenindizes (z, .., z) über ausgewählte, insbesondere alle, Spaltenpositionen (y, ..., y), insbesondere jeweils für beide Abstände (d, d) separat, gebildet wird,- für eine Anzahl von Paaren umfassend jeweils einen der Aufnahmeindizes (t, t, t) und einen der Zeilenindizes (z, .., z) jeweils ein Element (E*, ...) erstellt wird, dem die jeweiligen Abstandsmittelwerte (d°, d; d*, d*) zugeordnet werden, und- einer Anzahl von ausgewählten Elementen (E*, E*) jeweils weitere Elemente (E*, E*, E*, E*, E*, E*) mit relativ zum jeweiligen ausgewählten Element (E*, E*) vorgegebenen Zeilenindex zugewiesen werden, bei denen der Unterschied der unbereinigten Aufnahmeindizes (t, ..., t) des ausgewählten Elements (E*, E*) und des weiteren Elements (E*, E*, E*, E*, E*, E*) dem jeweiligen, dem ausgewählten Element (E*, E*) zugeordneten, Abstandsmittelwert (d*, d*) entspricht, oder diesem nahe kommt,wobei gegebenenfalls die beiden mit demselben Zeilenindex versehenen weiteren Elemente (E*, E*, E*, E*) mit den beiden dem jeweiligen Abstandsmittelwert (d*, d*) am nächsten kommenden Unterschieden der unbereinigten Aufnahmeindizes dem jeweiligen ausgewählten Element (E*, E*) gemeinsam zugewiesen werden,und- eine Indexbereinigung des ursprünglichen Aufnahmeindex (t, t, t) durchgeführt und für jeden Aufnahmeindex (t, t, t) ein subpixel-genauer bereinigter Aufnahmeindex (t', t', t') als Ersatzwert für den ursprünglichen Aufnahmeindex (t, t, t) mittels eines Optimierungsverfahrens (O) derart bestimmt wird, dass folgende Nebenbedingungen erfüllt sind:- die einzelnen Differenzen zwischen dem bereinigten Aufnahmeindex (t', ...) eines ausgewählten Elements (E*) und dem bereinigten Aufnahmeindex (t', ...) eines ihm jeweils zugeordneten Elements (E*) sind untereinander gleich,- wobei die Abstandsmittelwerte (d*, d*) gegebenenfalls mit einem zum Zeilenindexunterschied der für seine Bestimmung herangezogenen Einträge oder Elemente invers proportionalen Kompensationsfaktor (k*, k*) gewichtet werden, undwobei insbesondere der bereinigte Aufnahmeindex (t', ...) mehrerer gemeinsam zugeordneter Elemente (E*, E*) durch Gewichtung der bereinigten Aufnahmeindizes (t', ...) der gemeinsam zugeordneten Elementen (E*, E*) ermittelt wird,- der bereinigte Aufnahmeindex (t', ...) eines Elements (E*, ...) liegt möglichst nahe beim jeweiligen unbereinigten Aufnahmeindex (t, ...) des betreffenden Elements (E*, ...).