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ABS Gesellschaft für Automatisierung, Bildverarbeitung und Software mbH, Jena www.abs-jena.de
„Regel- und Korrekturmechanismen in DSP-basierten Digitalkameras“
Referent: Dr.-Ing. Günter Uhlrich (Geschäftsführer)
Kontakt: ABSGesellschaft für Automatisierung,Bildverarbeitung und Software mbHErlanger Allee 10307747 JenaTel: 0 36 41 / 22 26 0Fax: 0 36 41 / 22 26 11E-Mail: [email protected]
Die ABS GmbH versteht sich als Entwickler und Hersteller von speziellen an Kundenanforderungen angepassten DSP-/FPGA-basierten Digitalkamera-systemen.
Die Basis dafür bildet langjährige Erfahrung - auf dem Gebiet der Elektronikentwicklung und der digitalen Signalverarbeitung- als Systemintegrator auf dem Gebiet der digitalen Bildverarbeitung
Die ABS GmbH verfügt über eine modular realisierte Familie von industrietauglichen Kamerasystemen.
ABS Gesellschaft für Automatisierung, Bildverarbeitung und Software mbH, Jena www.abs-jena.de
Profil der ABS GmbH JenaProfil der ABS GmbH Jena
InhaltInhalt
1. Einleitung: Einsatzfelder für Digitalkameras mit DSP
2. ABS-Kamerafamilie USB2.0
3. Systemkonzepte von Kameras mit DSP
4. Helligkeitsregelung
5. Farbregelung
6. Bildverbesserung
7. Kamerasteuerung/sonstiges
8. Anwendungsmöglichkeiten für intelligente Kameras im
Sinne der Bildverarbeitung
9. Ausblick
ABS Gesellschaft für Automatisierung, Bildverarbeitung und Software mbH, Jena www.abs-jena.de
Die Entwicklung der technischen Möglichkeiten einer in die Kameras integrierten leistungsfähigen Elektronik (DSP/Speicher/FPGA) stellt die Entwickler und Hersteller von modernen Kamerasystemen für kommerzielle Anwendungen auch vor ständig steigende Erwartungen/Anforderungen an die Verarbeitungsfähigkeiten (Verarbeitungsintelligenz) der Kamerasysteme.
Diese Erwartungshaltung wird verstärkt durch die hohe Funktionsvielfalt von Digitalkameras für die private und auch professionelle Fotografie. Zwar können die oft preiswerten Digitalkameras aufgrund ihrer extremen Optimierung auf Kosten, Baugröße und Energieverbrauch die physikalischen Anforderungen kommerzieller Kamerasysteme nicht erfüllen (Empfindlichkeit, Rauschen, Geschwindigkeit, Homogenität der Pixeleigenschaften, Farbkonstanz, ...), jedoch prägen sie die o. g. Erwartungshaltung.
Es ist nicht möglich, in einem 25-Minuten-Vortrag die Thematik eingehend darzustellen. Deshalb kann nur versucht werden, einen Überblick über den Umfang und die Komplexität zu geben. Einige Ausführungen erfolgen zu den zentralen Themen Helligkeitsregelung, Weißabgleich, Farbregelung.
MotivationMotivation
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1. Einleitung (1)1. Einleitung (1)
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Einsatzfelder für Digitalkamerasysteme mit DSP/FPGA:
• Industrielle Bildverarbeitung
• Robotik
• Überwachung/Zugangskontrolle
• Sicherheitsüberwachung
• Verkehrsüberwachung
• Maschinen-/Anlagenüberwachung
• Prozessüberwachung
• Biometrie (Gesicht, Hand, Finger, Iris)
• Mikroskopie
• Astronomie
• Photographie
1. Einleitung (2)1. Einleitung (2)
Regelmechanismen haben große Bedeutung bei Visualisierung und Aufzeichnungssystemen:
Ziel: Bildinformationen stärker hervorheben
Beispiele für Regelaufgaben:
• Regelung von Helligkeit und Ausleuchtung
• Farbkorrektur
• Rauschminderung
• geometrische Entzerrung
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1. Einleitung (3) 1. Einleitung (3) - Bildübertragungssystem (vereinfachtes Prinzip)- Bildübertragungssystem (vereinfachtes Prinzip)
Sensor
AD-Wandler
SensorsteuerungSensorkennlinie/LUT
VerstärkungArea of Interest
BildvorverarbeitungFarbinterpolationgeometrische Entzerrung BelichtungskorrekturFarbbalanceanpassung
Zwischenbild
FarbraumanpassungMonitor (Gamma-Korrektur)
FarbraumanpassungDrucker
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Bild im Sensor-Koordinatensystem
1. Einleitung (4)1. Einleitung (4)
Grenzen für Regelmechanismen bei Digitalkameras mit DSP:
• Messende Bildverarbeitung:
Vorverarbeitung mit großer Vorsicht!
Gefahr der Bildverfälschung
Die beste Bildvorverarbeitung in der messenden Bildverarbeitung ist
keine Vorverarbeitung!
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- Intelligente Digitalkameras auf DSP-/FPGA-Basis
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Kameratyp UK2000 UK2001 UK3075 UK3058
Bildauflösung 640 x 480 640 x 480 2048 x 1536 1360 x 1024
0,3 MPixel 0,3 MPixel 3,1 MPixel 1,4 MPixel
Format VGA VGA QXGA SXGA+
Sensor 1/3 ” CMOS 1/2 ” CMOS 1/2 ” CMOS 2/3 ” CCD*
monochrom / color monochrom / color color monochrom / color
Pixelgröße 7,5 x 7,5 m 9,9 x 9,9 m 3,2 x 3,2 µm 6,45 x 6,45 µm
A/D-Auflösung 12 bit 10 bit 10 bit 12 bit
Bildrate (Sensor) 30 fps 120 fps 12 fps 15 fps
Dynamikbereich 103 dB 60 dB 60dB > 60 dB
Shutter Rolling Shutter Global Shutter Rolling Shutter** Global Shutter
* Sony ExView HAD CCD** Global Shutter Release für den Snapshot-Mode
2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (1)2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (1)
Kamerafamilie UK20xx Kamerafamilie UK30xx
Schlüsseleigenschaften der Kamerafamilien UK20xx und UK30xx (1)
robuste industrietaugliche Gehäusekonstruktion mit gängigen Anschraubmöglichkeiten
(von allen 4 Seiten sowie von der Frontfläche)
C-Mount-Objektivanschluss
kompakte Kamera 52 mm x 51 mm x 56 mm (90 mm bei UK30xx)
interne Glasabdeckung als zusätzlicher Sensorschutz (Staub, Kratzer)
Justagering für Auflagemaß (z. B. nutzbar für Makroeinstellungen des Objektivs;
ermöglicht Verwendung preiswerter Objektive mit Auflagemaßfehler)
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52 mm x 51 mm x 56 mm 52 mm x 51 mm x 90 mm
2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (2)2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (2)
schraubbare industrielle Steckverbinder, insbesondere
auch USB schraubbar
2x4 SPS-taugliche I/O’s (optoentkoppelt; externe
Versorgungsspannung konfigurierbar; nominell 12 bzw.
24 V; kurzschlussfest)
konzipiert zum Einsatz mit Blitzlichtsystemen
(insbesondere LED-Blitzsystemen)
Triggerausgang für Blitzbeleuchtung “Extsync”
Eingang für Bildtriggerung “Snapshot”; asynchroner Trigger
geringer Leistungsverbrauch (< 2,5 W)
weiter Eingangsspannungsbereich 9 ... 36 V
entwickelt für hohe Zuverlässigkeit (Wärme, Kälte,Vibration,
Kurzschlussfestigkeit der I/O’s, ...)
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2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (3)2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (3)
Schlüsseleigenschaften der Kamerafamilien UK20xx und UK30xx (2)
Rückansicht UK20xx/UK30xx
USB2.0 geschraubt
Power SPS-I/O
USB-Interface Framegrabber ist nicht nötig !
- einfach zu handhaben; Plug & Play
- mehrere Kameras parallel am PC standardmäßig betreibbar, entsprechend
synchronisierbar
leistungsfähiges SDK im Lieferumfang mit Demoprogramm und Codebeispielen zur
einfachen Integration in nutzereigene Software für Betriebssystem MS Windows
(Win98SE, Win2000, WinXP); optional auch für LINUX
Kompatibilität zu gängigen Bildverarbeitungssystemen/Softwarepaketen wie
- VICOSYS
- HALCON
- MontiVision
- Neurocheck (in Vorbereitung)
Softwareschnittstelle kompatibel zu DirectShow, damit nutzbar in vielen Windows
basierten Programmsystemen
Firmwareupdate via USB
2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (4)2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (4)
Schlüsseleigenschaften der Kamerafamilien UK20xx und UK30xx (3)
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2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (5)2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (5)
Schlüsseleigenschaften der Kamerafamilien UK20xx und UK30xx (4)
interner DSP/FPGA; Möglichkeit, die DSP-/FPGA-Verarbeitungsleistung Kundenwunsch
bezogen einzusetzen
AOI; on-the-fly veränderbar
horizontal, vertical and full binning
Bildzähler mit präziser Zeitmarke (Time Stamp)
LUT direkt in der Kamera, on-the-fly umschaltbar
Bildspeicher inklusive (8 bis 32 MByte SDRAM); sicherer und robuster Bildeinzug
modulares Konzept (OEM-Module verfügbar)
wahlweise off-board / on-board Colorprocessing, d. h. decodiert Bayer-Pattern
(on board Bayer Demosaicing; on board RGB YUV Generation; Color Correction)
Übertragungsbandbreite PC-Entlastung
Bilddatenkompression, Motion-JPEG (MPEG-4 in Vorbereitung)
zusätzliche digitale Offset- und Gain-Anpassung für bestmöglichen Kontrast
erweiterter Temperaturbereich des Sensors –40°C bis +85°C (UK2000)
nichtlineare Sensorkennlinie Übersteuerungsfestigkeit (UK2000)
quadratische Pixel geeignet für Messtechnik
Real Time Shading-Korrektur (s/w oder RGB)
2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (6)2. ABS-Kamerafamilie mit USB2.0-Interface (6)
Typische kundenspezifische Modifikationen
- Konstruktive Anpassung zur optimalen Integration in das Gesamtgerät, typisch mit abgesetzten Bildsensoren- Kamerasysteme mit meist mehreren synchronisierten Sensoren - „mehräugige Systeme“ verschiedene Blickrichtungen verschiedene Abbildungsoptiken (z. B. Weitwinkel- und Teleobjektiv) Multispektral-Systeme als Stereokamerasystem mit synchron getriggerter Bildauflösung - Energie sparende Systeme für batteriebetriebene Geräte mit Bilddatenkompression- miniaturisierte Systeme mit extrem hoher Packungsdichte, z. B. mit Starr-Flex- Leiterplatten ausgeführt- Kamerasysteme mit direkter DVI-Monitorsignalausgabe- low cost Mess- und Sensorsysteme mit Integration der gesamten Geräteelektronik in die Kamerabaugruppe
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3. Systemkonzepte von Digitalkameras3. Systemkonzepte von Digitalkameras
1. Kameras mit DSP
• höhere Flexibilität
• einfachere Realisierung von speziellen Verarbeitungsalgorithmen
• intelligentere Verarbeitungsfunktionen
2. Kameras mit FPGA
• sehr hohe Verarbeitungsleistung
Farbinterpolation, Datenkompression, Filterung, Korrelation
• Nachteil: hoher Entwicklungsaufwand für spezielle Algorithmen
3. Kameras mit DSP und FPGA
• Kombination der vorteilhaften Eigenschaften von DSP und FPGA
4. Kameras mit Spezialprozessoren
• Spezialprozessoren: SoC (Silicon on Chip), Webcam etc.
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Blockschaltbild 1
Blockschaltbild 2
Blockschaltbild 3a-3c
Aufgaben
4. Helligkeitsregelung - Vorbereitung der Kamera4. Helligkeitsregelung - Vorbereitung der Kamera
In vielen Fällen fehlt Licht.
Typische Prozedurabfolge:
• Schaffung optimaler Beleuchtungsbedingungen
• Blende vergrößern bis Tiefenschärfegrenze
oder Qualitätslimit des Objektivs erreicht ist
• Belichtungszeit vergrößern bis Grenze der
zulässigen Bewegungsunschärfe erreicht ist
• automatische Regelung starten
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4. Helligkeitsregelung - Regelszenarien4. Helligkeitsregelung - Regelszenarien
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Sensor-kennlinie
linear nichtlinear
Wieviele Dekaden?
Wieviele über-/untersteuerte Pixel zulassen?Auswahl des Algorithmus
Histogramm-regelung?
Aufgabe: Anpassen der Dynamik der Kamera an die Dynamik der Szene
linear
Dynamik
kumulativ
Anwendungsbeispiele:
5. Farbregelung (1)5. Farbregelung (1)
Grundproblematik
- Menschliches Sehsystem kann starke Varianz der
Beleuchtung automatisch ausgleichen ohne den
Farbeindruck zu verfälschen.
- Farbkameras können diese intelligenten Algorithmen (noch) nicht
realisieren.
- Eine akzeptable Farbdarstellung erfordert neben dem Weißabgleich
eine beleuchtungsabhängige Farbraumtransformation, die sich auch
am Wiedergabemedium orientiert.ABS Gesellschaft für Automatisierung, Bildverarbeitung und Software mbH, Jena www.abs-jena.de
Bildübertragungssystem
5. Farbregelung (2)5. Farbregelung (2)
Grundsätzliche Lösungsansätze:
1. Manuell Farbeindruck regeln• Korrektur über Einstellelemente für
• Rot-, Grün-, Blauverstärkung • Chrominanz Rot und Blau getrennt (2 Parameter)• Farbtemperatur (1 Parameter)
2. Kalibriervorlage • Kalibrierung mit Weißvorlage oder Farbtafel (halbautomatisch)• Farbabgleich durch Suche eines bekannten (i. d. R. weißen) Objektes, z. B. Roboteranwendungen
3. Lichtmessung• manuelle oder automatische Ermittlung der Beleuchtungscharakteristik (Belichtungssensor mit Streuscheibe/Farbfilter)
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5. Farbregelung (3)5. Farbregelung (3)
Regelalgorithmen für den Weißabgleich:
- Gray-World-Algorithmus
- Annahme des perfekten Reflektors
- White-Patch (Retinex) Algorithmus
Farbregelung und Beleuchtung müssen zusammen betrachtet werden!
Spektrum des Beleuchtungslichtes aus dem Bild schätzen
und zur Korrektur heranziehen!
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5. Farbregelung (4)5. Farbregelung (4)
Probleme automatischer Regelalgorithmen
- Gray-World-Algorithmus (GW)
• Überkorrektur von Farbstichen (helle Bereiche)
- Annahme des perfekten Reflektors (PR)
• unvollständige Korrektur von Farbstichen (helle Bereiche)
- White-Patch (Retinex) Algorithmus (WP)
• Überbewertung einzelner Pixel
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Lösungsansätze:
- Hybridalgorithmen (GW + PR, GW + WP)
- Wichtung der Pixel, z.B. nach räumlicher und spektraler Nähe
- modifizierter Gray-World-Algorithmus nur für helle Pixel
Das Ergebnis erscheint häufig subjektiv!
Retinex
6. Bildverbesserung (1)6. Bildverbesserung (1)
1. Sensorkalibrierung (FPN-Korrektur)
• Offset-Korrektur “Offset Fixed Pattern Noise”
• Verstärkungsausgleich der Sensorelemente
“Gain Fixed Pattern Noise” oder PRNU
2. Shadingkorrektur
• Ausgleich von Beleuchtungsinhomogenitäten
• Ausgleich des optisch bedingten Randabfalls der Helligkeit
3. Geometrische Entzerrung und Korrektur
• Ausgleich nichtquadratischer Pixel
• Ausgleich von Objektiv-Verzeichnungen
• Entzerrung z.B. von “stürzenden Linien”, Luftbildentzerrung
• Skalierung und Drehung
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Beispiele
6. Bildverbesserung (2)6. Bildverbesserung (2)
4. Rauschverminderung• Mittelwertfilterung
• gewichtete Mittelwertfilterung (z.B. Gaussfilter)• nichtlineare Filterung (z.B. Medianfilter)
5. Kontrastverstärkung / Bildschärfeverbesserung• Histogrammanpassung
• Kantenverstärkung• Schärfeoperatoren (z. B. Unscharfmaskierung)
6. Bildstabilisierung Video• konstantes Bildfeld
• bewegtes Bildfeld• Zoom• Kamerafahrt• Kameraschwenk
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Beispiele
7. Kamerasteuerung/sonstiges7. Kamerasteuerung/sonstiges
Aufgaben für DSP/FPGA sind von konkreter Anwendung abhängig, z.B.:
1. Autotrigger für messende Bildverarbeitung• keine externen Triggersensoren nötig
• Intelligenter Aktivitätsdetektor
2. Autofokus/Belichtungssteuerung• Steuerung von Autofokus und Blende
3. Möglichkeit für Datenkompression, z. B. • Bild ins JPEG-Format konvertieren
4. Panoramabilderzeugung
• mit Farb- und Helligkeitsanpassung + geometrischer Entzerrung
5. Realisierung eines DVI-Ausgangs für moderne Monitore
6. Gesicherte Datenübertragung über USB/Firewire/LAN
7. Wavefront-coded image processing
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8. Anwendungsmöglichkeiten für intelligente Kameras8. Anwendungsmöglichkeiten für intelligente Kameras
Industrielle Bildverarbeitung
• Einsparung von PCs durch Kameras mit BV-Kompetenz
• Einsatz als kompakter Prüfsensor für
• geometrische Maße
• Anwesenheit von Teilen/Merkmalen
• Auslesen von Barcodes/Data-Matrix-Codes
Orientierung/Navigation im Roboterumfeld
• Objektlageerkennung
• Einsatz schneller Bildkorrelation für
• Navigation (als fortlaufende Bestimmung des Verschiebungsvektors)
• Lageregelung
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Beispiel
9. Ausblick9. Ausblick
• Image-Sensoren werden immer komplexer / intelligenter
z.B.: Sensor Micron MT9V022
• Histogrammbasierte Helligkeitsregelung (AEC + AGC)• Bildfeldsegmentierte Verstärkungseinstellung (Gain)• Bildfeldgesteuerte (gewichtete)
Bestimmung der Helligkeitsregelgröße• Stereo-Sensorbetriebsmodus
• Image-Sensoren werden immer fehlerhafter
Aufgaben:
- Beherrschung und Nutzung der neuen Features der Sensoren
durch die Entwickler (auch Beherrschung / Umgehung der Fehler)
- Lösung der Problematik, die neuen Features für den Kameraanwender
handhabbar zu machen (Ergonomie)
teilweise nur durch intelligente Regelalgorithmen oder durch
„Expertensystem“ beherrschbarABS Gesellschaft für Automatisierung, Bildverarbeitung und Software mbH, Jena www.abs-jena.de
© Micron
Zum Schluss noch in eigener Sache:
• Bitte nennen Sie der ABS Ihre Anforderungen an DSP-/FPGA-basierte Digitalkamerasysteme!
• Wir wünschen uns eine Kooperation mit Know-How-Trägern auf dem Gebiet „Regel- und Korrekturmechanismen in DSP- basierten Digitalkameras“.
Kontakt:Dr. Günter UhlrichABS GmbHErlanger Allee 10307747 JenaTel.: 0 36 41/22 26 0Email: [email protected] Vortragsanfang
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LiteraturauswahlLiteraturauswahl
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[1] S. Süsstrunk, “Introduction to Color Processing in Digital Cameras”, EPFL Lausanne, Switzerland, 2002.
[2] B. Martinkauppi, “FACE COLOUR UNDER VARYING ILLUMINATION - ANALYSIS AND APPLICATIONS”, University of Oulu, 2002.
[3] J. Laine, “Using Illumination Information in Color Balance Adjustments”, Graphic Arts in Finland 30(2001)1.
[4] D. J. Jobson, Z. Rahman, G. A. Woodell, “A Multiscale Retinex for Bridging the Gap Between Color Images and the Human Observation of Scenes”, IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING, VOL. 6, NO. 7, 1997.
(http://dragon.larc.nasa.gov/retinex/)
[5] U. Krüger, F. Schmidt, “Ortsaufgelöste Farbmessung”, TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH Ilmenau, FRAMOS CCD Forum 2003.
[6] U. Schmidt, “Elektro-optische Charakterisierung von CMOS Sensoren am Beispiel des STAR1000 Active Pixel Sensors”, Jena-Optronik GmbH, Jena.
[7] Micron Technology Inc., “MT9V022 AEC and AGC Functions”, Technical Note, 1/3/2005.
[8] Xilinx, Inc., „Image Scaling & Enhancement IP“, 2004,(http://www.xilinx.com/esp/mil_aero/collateral/presentations/image_scaling_enhance.pdf)
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AnhangAnhang
BildübertragungssystemBildübertragungssystem
Sensor
AD-Wandler
SensorsteuerungSensorkennlinie/LUT
VerstärkungArea of Interest
BildvorverarbeitungFarbinterpolationgeometrische Entzerrung BelichtungskorrekturFarbbalanceanpassung
Zwischenbild
FarbraumanpassungMonitor (Gamma-Korrektur)
FarbraumanpassungDrucker
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Bild im Sensor-Koordinatensystem
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Blockschaltbild - Kamera mit DSP Blockschaltbild - Kamera mit DSP
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DSP
SDRAM
USB 2.0Controller
I/O(optoentkoppelt)
Sensor
Bilddaten12 Bit
Sensor-Steuerung
(I²C)
Pow er
Fast / GigabitEthernet
zurück
Blockschaltbild - Kamera mit FPGABlockschaltbild - Kamera mit FPGA
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FPGA
SDRAM
USB 2.0Controller
I/O(optoentkoppelt)
Sensor
Bilddaten12 Bit
Sensor-Steuerung
(I²C)
Pow er
Fast / GigabitEthernet
zurück
Blockschaltbild - Kamera mit DSP/FPGA (a)Blockschaltbild - Kamera mit DSP/FPGA (a)
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FPGA
SDRAM
USB 2.0Controller
I/O(optoentkoppelt)
Sensor
Pow er
DSP
SDRAM
DVIDigital Visual I/F
Fast / GigabitEthernet
I²C
Bild-daten
weiter zurück
Blockschaltbild - Kamera mit DSP/FPGA (b)Blockschaltbild - Kamera mit DSP/FPGA (b)
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FPGA
SDRAM
USB 2.0Controller
I/O(optoentkoppelt)
Sensor
Pow er
DSP
SDRAM
DVIDigital Visual I/F
Fast / GigabitEthernet
I²C
Bild-daten
zurückweiter
Blockschaltbild - Kamera mit DSP/FPGA (c)Blockschaltbild - Kamera mit DSP/FPGA (c)
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SDRAM
USB 2.0Controller
I/O(optoentkoppelt)
Sensor
Pow er
DSP
SDRAM
DVIDigital Visual I/F
FPGA
Fast / GigabitEthernet
I²C
Bild-daten
zurück
Histogramm Originalbild
Histogramm
kontrastverstärktes
Bild
Grauwertübersetzung
Transferfunktion
zurück
Kontrastverstärkung mit kumulativem HistogrammKontrastverstärkung mit kumulativem Histogramm
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Dynamikanpassung Originalszene - KamerasystemDynamikanpassung Originalszene - Kamerasystem
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Szene:
Kamera-system:
12 Bit
zurück 8 Bit
Schnelle Kreuzkorrelation - VerschiebungsvektorSchnelle Kreuzkorrelation - Verschiebungsvektor
Ermitteln des Verschiebungs-/Geschwindigkeitsvektors
Merkmale:
• pixelgenau
• robust gegen Störungen (z.B. Beleuchtungsänderungen)
Bedingungen:
• genügend strukturiertes Bild + ausreichend Überlappung
• keine periodischen Strukturen innerhalb des Bildes
Suchfenster
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Schnelle Kreuzkorrelation - NavigationSchnelle Kreuzkorrelation - Navigation
Bestimmung der Bahnkurve aus einer Abfolge von Verschiebungsvektoren
Kameradrehungen sind hier nicht betrachtet, lassen sich aber mit einem ähnlichen Algorithmus berücksichtigen
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Aufgaben für FPGAAufgaben für FPGA
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Typische Aufgaben, die elegant durch FPGA-Nutzung realisiert werden können.
• Bildskalierung
• Bilddrehung
• Farb-/Gammakorrektur
• mehr Farben mit Rasterung/Halftoning
• Kontrast-, Helligkeits-, Schärfverbesserung
• Rauschminderung
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BildskalierungBildskalierung
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XILINXQuelle:
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BilddrehungBilddrehung
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XILINXQuelle:
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Ästhetische BildverbesserungÄsthetische Bildverbesserung
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Kontrast
Helligkeit
SchattenaufhellungSchärfeQuelle: XILINX
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Spatial Enhancement / KantenverstärkungSpatial Enhancement / Kantenverstärkung
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Quelle: XILINX
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BildschärfungBildschärfung
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geschärft original
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lineare Histogrammentzerrung (1)lineare Histogrammentzerrung (1)
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Gradationskurve
Histogramm flaues Bild
Histogramm nach Entzerrung
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lineare Histogrammentzerrung (2)lineare Histogrammentzerrung (2)
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Gradationskurve
Histogramm flaues Bild
Histogramm nach Entzerrung
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Retinex - Beispiele 1, 2Retinex - Beispiele 1, 2
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Jobson et al
Retinex - Beispiel 3Retinex - Beispiel 3
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Jobson et alQuelle: zurückweiter
Retinex - Beispiel 4Retinex - Beispiel 4
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Jobson et al
Retinex - Beispiel 5Retinex - Beispiel 5
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Quelle:
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Jobson et al
Retinex - Beispiel 6Retinex - Beispiel 6
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Jobson et al
Retinex - Beispiel 7Retinex - Beispiel 7
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Quelle: zurückweiter Jobson et al
Retinex - Beispiel 8Retinex - Beispiel 8
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Jobson et al