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Bildverarbeitung Technologie

Überblick über Bildverarbeitungssysteme

Pixel

Das von einer Kamera ausgegebene Videosignal enthält wie oben erklärt Hell- und Dunkelinformation, die sich mit der Zeit ändert. Mit Hilfe der beiden Synchronisationssignale für die vertikale und horizontale Abtastung kann das System jede Intensität einem Bildpunkt zuordnen. Wie in der Abbildung ersichtlich, erhält das Bild dadurch einen rasterartigen Aufbau. Der einzelne Bildpunkt wird Pixel genannt und ist die Basis der gesamten weiteren Verarbeitung.

Binäre Digitalumwandlung

Ein von einer Kamera ausgesandtes Videosignal ist ein analoges Signal. Um das Videosignal für verschiedene Unterscheidungen und Messungen verwenden zu können, muss das analoge Signal in ein digitales Signal umgewandelt werden. Für die Analog/Digital-Umwandlung wird ein Schwellwert für das Videosignal festgelegt. Die Bereiche, die heller als der Schwellwert sind, werden als “weiß” definiert und die Flächen, die dunkler als der Binärpegel sind, werden als “schwarz” interpretiert. Die Digitalsignale für ein weißes Pixel werden als “1” (=H) festgelegt, und die Signale für ein schwarzes Pixel nehmen den Wert “0” (=LO) an.

Grautonverarbeitung

Zusätzlich zu der Binärumwandlung wird bei der Bildverarbeitung ebenfalls die Grau- und die Farbtonabbildung eingesetzt. Die Modellreihe CV-3000 verwendet je nach angeschlossener Kamera die Grau- oder die Farbtonmethode.  Die Verarbeitung der Grautöne stützt sich auf die Helligkeitsnuancen des von der Kamera aufgenommenen Bildes. Die Methode der Binärumwandlung erkennt nur weiß und schwarz (1 und 0). Bei der Grautonverarbeitung werden die Helligkeitsnuancen in 8 Bit- Informationen (256 Grautöne) unterteilt. Da das Ergebnis dieser Unterteilung sich auf den gesamten Datensatz stützt, bietet dieses Verfahren eine deutlich erhöhte Erfassungsgenauigkeit.

Farbverarbeitung (Binäre Farbkonvertierung durch Farbextraktion)

Das Video-Farbsignal von der Kamera wird durch die A/D-Umwandlung des Bildes in digitale RGB-Daten umgewandelt. Diese Daten werden für die Differenzoperation verwendet, um R- (minus) G, B-G und R-B Daten aus den empfangenen RGB-Daten zu ermitteln. Mit Hilfe dieser sechs Farbparameter wird der Grad der Übereinstimmung mit der angegebenen Farbe überprüft. Zu diesem Zweck wird der Bereich am Bildschirm festgelegt und danach jene Farbe extrahiert, die mit der zuvor angegebenen übereinstimmt. Anhand dieser Daten teilt das System jedes einzelne Pixel binär ein, ob es mit der ausgewählten Farbe übereinstimmt oder nicht. Diese Differenzoperation garantiert selbst bei dunklen Farben und bei schneller Verarbeitung eine stabile Farberkennung.

Farbtonverarbeitung

Unterteilt die Farbinformation in 256 Stufen.

Basierend auf der extrahierten Farbe teilt die interne Software die Farben in 256 Stufen ein. Die extrahierte Farbe wird der Ebene 255 zugewiesen, alle anderen erhalten ihrem Unterschied in Bezug auf die extrahierte Farbe gemäß die Stufen gegen Null. D.h. die Stufe Null entspricht der Komplementärfarbe. Ähnlich wie bei der binären Farbkonvertierung werden auch hier sechs Parameter für die interne Operation verwendet. Die Farbtonverarbeitung nutzt also 256 Farbtöne im Gegensatz zur binären Farbkonvertierung. Daher gewährleistet diese Art der Verarbeitung selbst dann eine stabile Erkennung, wenn sich die Beleuchtungsverhältnisse verändern oder
Farbsättigung und Helligkeit eines Messobjekts auf Grund individueller Unterschiede variieren.

Filterfunktion

Die Filterfunktion entfernt oder vergrößert das Rauschen und Verzerren der erfassten Bilddaten, so dass das Bild leicht zu überprüfen oder zu unterscheiden ist. Dabei wird jeweils ein Pixel in Bezug auf die ihn umgebenden acht Pixel verändert.

Beispiel
Zuvor		Nach (EXPAND)		Nach (SHRINK)