DE69911279T2 - Hochgenaue Bildausrichtungsdetektion - Google Patents

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Description

  • STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Prüfen und Messen digitaler Videos, und im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung die Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision für die Registrierung von zwei Bildern.
  • Die herkömmliche Messung von Videosignalen erfolgt im analogen Breitbandbereich unter Verwendung herkömmlicher Kurvenformmonitore und Vektorskope. Wenn sich Videosignale unter Verwendung serieller digitaler Formate und Komprimierung in den digitalen Bereich bewegen, werden die digitalen Signale für kennzeichnende Videomessungen für gewöhnlich in den analogen Breitbandbereich umgewandelt. Im Besonderen bei komprimierten Videosignalen gelten jedoch zusätzliche Anforderungen in Bezug auf die Messung von Videosignalen, da es ein wichtiger Aspekt von Komprimierungs-/Dekomprimierungstechniken ist, ein geregeltes Ausmaß des Abbaus der Bildqualität sicherzustellen, d.h. das dekomprimierte Videosignal weist die erwartete Anzeigequalität im Verhältnis zu dem Videosignal vor der Komprimierung auf.
  • Das von Tektronix, Inc. aus Wilsonville, Oregon, USA, hergestellte PQA200 Picture Quality Analysis System ist ein programmierbares Instrument zur automatischen Messung der Qualität von komprimiertem Video. Das System wird in der am 12. Februar 1996 durch Bozidar Jenko et al. eingereichten U.S. Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/605,241 (veröffentlicht unter US-A-5,818,520 und EP-A-0 789 497) beschrieben. Das System PQA200 fügt dem aktiven Videoabschnitt des Videosignals Streifen und Registrierungsmarkierungen hinzu, so dass bei einer Komprimierung und Dekomprimierung des Videosignals die Bilder in dem empfangenen, dekomprimierten Videosignal mit den entsprechenden Bildern in dem Videosignal vor der Komprimierung ausgerichtet werden können. Die Präzision dieses Ausrichtungsprozesses ist wichtig, um die genaueste Bestimmung der Bildqualität vorzusehen.
  • Benötigt wird eine Technik zur Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision, um zu gewährleisten, dass entsprechende Bilder, deren Bildqualität gemessen wird, ausgerichtet sind, um die präziseste Bestimmung der Bildqualität vorzusehen.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung, die in dem gegenständlichen Anspruch 1 definiert ist, die Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision zum Vorsehen einer Registrierung von zwei übereinstimmenden Bildern mit hoher Präzision. Bei der Detektierung handelt es sich um einen vierstufigen Prozess, wobei die ersten beiden Stufen dazu eingesetzt werden, ein Ausrichtungsmuster in einem empfangenen Bild durch Kreuzkorrelation mit einem Bezugsbild zu lokalisieren, das dem Ausrichtungsmuster entspricht. Dabei wird ein Pixel mit einer ganzzahligen Pixelverschiebung von +/–0,5 detektiert. Danach werden ausgewählte Linien des empfangenen Ausrichtungsmusters gemeinsam mit dem Bezugsbild verwendet, um eine Bestimmung einer teilweisen Pixelverschiebung in den nächsten beiden Stufen vorzunehmen. In der ersten dieser beiden Stufen wird eine anfängliche teilweise Pixelverschiebung bestimmt, und wobei daraufhin auf der letzten Stufe eine feine Bestimmung der teilweisen Pixelverschiebung iterativ unter Verwendung einer Kreuzkorrelation ausgeführt wird, um die ganzzahlige Pixelverschiebung und folgende Verschiebungen und Messungen auf der Basis vorheriger Messungen erneut zu bestimmen, um die teilweise Pixelverschiebung so präzise wie gewünscht vorzusehen. Die endgültige Pixelverschiebung, die eine fehlerhafte Ausrichtung zwischen dem empfangenen Bild und dem Bezugsbild darstellt, entspricht der Summe der ganzzahligen Pixelverschiebung und der teilweisen Pixelverschiebung.
  • Die Aufgaben, Vorteile und andere neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1A ein Ausrichtungsmuster;
  • 1B eine Kurvenform einer Linie des Ausrichtungsmusters;
  • 1C um eine Anstiegsflanke des Ausrichtungsmusters entnommene Datenpunkte;
  • 1D um eine abfallende Flanke des Ausrichtungsmusters entnommene Datenpunkte, um die Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision gemäß der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen;
  • 2 eine Flussdiagrammansicht der Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 die Verschiebung des Bilds unter Verwendung von Interpolation für die Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In dem System PQA200 wird die empfangene Videosequenz mit einer ursprünglichen Videosequenz verglichen, um die Bildqualität zu bestimmen, d.h. in welchem Ausmaß sich die Videosequenz durch die Verarbeitung und Übermittlung des Videos in Bezug auf die ursprüngliche Videosequenz verschlechtert hat. Die hierin beschriebene Detektierung der Ausrichtung basiert auf Bildern, die ein eingefügtes Muster zur Detektierung der Ausrichtung aufweisen, wie etwa das durch Bozidar Jenko et al. in der vorstehend genannten U.S. Patentanmeldung beschriebene Muster. Die Detektierung betrifft horizontal sowie vertikal verschobene Bilder, wobei die Verschiebungen in beide Richtungen mit sehr hoher Präzision detektiert werden. Zum Zwecke der Erläuterung wird nachstehend nur die Detektierung der horizontalen Verschiebung beschrieben.
  • Die Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision umfasst mehrere Stufen, wobei eine teilweise Pixeldetektierung mit sehr hoher Präzision durch einen erfolgreichen Iterationsalgorithmus auf der letzten Stufe erfolgt. Die Detektierung setzt den Zugriff auf ein Bezugsbild (ein Bild aus der ursprünglichen Videosequenz oder ein exakt entsprechendes Bild) oder auf einen Teil dessen wie etwa eine einzige Linie voraus. Wenn zum Beispiel ein bekanntes Ausrichtungsmuster in die ursprüngliche Videosequenz eingefügt wird, kann das Bezugsbild an dem Messgerät so erzeugt werden, dass es genau dem eingefügten Ausrichtungsmuster entspricht.
  • Bei einem derartigen Ausrichtungsmuster kann es sich um sieben Linien in der Höhe mit alternierenden schwarzen und weißen Blöcken handeln, wobei die schwarzen Blöcke horizontal von einem zu dem anderen Rand eine Breite von 14 Pixeln aufweisen können, wie dies in der Abbildung aus 1A dargestellt ist, und wobei die Kanten bzw. Ränder geglättet sein können, so dass sie die Nyquist-Kriterien erfüllen, wie dies in den Abbildungen der 1B, C und D dargestellt ist. Das Muster kann ferner in der Amplitude moduliert werden, so dass die Werte für die schwarzen und weißen Blöcke für jeden Block in keinen Schritten von einem Ende einer Linie des Musters zu dem anderen zunehmen.
  • Die ersten beiden Stufen dienen zur Lokalisierung des Ausrichtungsmusters in dem empfangenen Bild, wobei es sich bei der ersten Stufe der Verschiebungsdetektierung um eine Stufe der groben Pixeldetektierung handelt. Da ein Bild innerhalb eines größeren Bereichs verschoben werden kann, wird ein verhältnismäßig großer Teil des Bilds nach dem Ausrichtungsmuster durchsucht. Über den Bereich des Bilds, in dem das Erscheinen des Ausrichtungsmusters erwartet wird, wird eine Kreuzkorrelation vorgenommen. Die Kreuzkorrelation beginnt am Anfang des Bereichs und kann jede zweite oder dritte Linie auslassen bzw, überspringen, um eine der Linien des Ausrichtungsmusters in dem empfangenen Bild zu detektieren. Die beste Übereinstimmung ist durch die höchste Summe der Kreuzkorrelationen dargestellt. Wenn verschiedene Punkt die gleichen Ergebnisse zeigen, muss der Punkt mit der untersten Liniennummer (höchste Position auf dem Bildschirm) verwendet werden. Wenn überhaupt keine Übereinstimmung gegeben ist, so bedeutet dies, dass kein Bild oder kein in das Bild eingefügtes Ausrichtungsmuster vorhanden ist. In diesem Fall wird der Detektierungsprozess beendet.
  • Bei der nächsten Stufe handelt es sich um die mittlere Pixeldetektierung, die im Wesentlichen der groben Pixeldetektierung entspricht. Die Unterschiede liegen darin, dass (1) der zu durchsuchende Bereich kleiner ist und (2) das Ergebnis der Kreuzkorrelation dem größeren Bildbereich entnommen wird, wie etwa über alle Linien des Ausrichtungsmusters. Diese Stufe wird nur ausgeführt, wenn auf der Stufe der groben Pixeldetektierung eine Übereinstimmung festgestellt worden ist. Die beste Übereinstimmung ist durch die höchste Summe der Kreuzkorrelationen dargestellt. Dieses Ergebnis ist genau genug, um die exakte Linien- bzw. Zeilennummer als auch die horizontale Pixelposition mit einer Genauigkeit von +/–0,5 Pixeln detektieren zu können. Das Pixel in der erste Zeile bzw. Linie des Ausrichtungsmusters, das dem Anfang der Musteriteration entspricht, wird auf diese Weise lokalisiert.
  • Die nächsten beiden Stufen dienen dazu, eine teilweise Pixelverschiebung des empfangenen Bilds präzise zu detektieren, wobei es sich bei der ersten dieser Stufen um eine teilweise Pixeldetektierung handelt. Wie dies in der Abbildung aus 2 dargestellt ist, sieht die Kreuzkorrelation aus den Lokalisierungsstufen eine ganzzahlige Pixelverschiebung vor. Die ganzzahlige Pixelverschiebung wird zur Lokalisierung der Daten aus dem Bild verwendet, die auf ein signifikantes Merkmal des Ausrichtungsmerkmals zentriert sind, wie etwa eine Anstiegs- und/oder abfallende Flanke. Die Informationen zur Detektierung der teilweisen Pixelverschiebung können aus den Rampen berechnet werden, welche die Kanten der Ausrichtungsrechtecke in dem Ausrichtungsmuster darstellen, wie dies in den Abbildungen der 1C und 1D dargestellt ist. Für solide Ergebnisse müssen nicht alle Linien des Musters für die Messungen verwendet werden, d.h. nur die inneren Linien mehrere Linien bzw. Zeilen des Ausrichtungsmusters können verwendet werden. Die ausgewählten Linien bzw. Zeilen werden in einem Bildregister gespeichert, und zwar unabhängig davon, ob alle oder nur einige Linien ausgewählt werden. Ein Pufferregister speichert die Werte einer Pixelgruppe, die sowohl die ansteigenden als auch die abfallenden Flanken der Ausrichtungsblöcke umgibt, wobei in der Abbildung zur besseren Veranschaulichung vierzehn dargestellt sind. Für jede Flanke werden die Pixelwerte in dem Pufferregister für jede Pixelposition akkumuliert, wie etwa 0 bis 13 gemäß der Abbildung. Gemäß der Abbildung aus den 1C und 1D sollte für eine präzise Ausrichtung ein Wert zwischen den Pixeln 6 und 7 in dem Puffer erreicht werden. Die Verschiebung der ansteigenden Flanke entspricht dem Durchschnitt der 14 Werte in dem Puffer abzüglich des Wertes von Pixel 6 dividiert durch die Differenz zwischen den Pixeln 7 und 6, d.h. "Verschiebung_r = (durchschn r – [6])/([7] – [6]). In ähnlicher Weise entspricht für die abfallende Flanke die Verschiebung dem Durchschnitt bzw. Mittelwert der 14 Werte in dem Puffer abzüglich dem Wert für das Pixel 7 dividiert durch die Differenz zwischen den Pixeln 6 und 7, d.h. Verschiebung_f = (durchschn f – [7]/([6) – [7]). Die Gesamtverschiebung des Bilds entspricht der Verschiebung der ansteigenden Flanke abzüglich dem Komplement der Verschiebung für die abfallende Flanke dividiert durch zwei, d.h. Verschiebung = Verschiebung_r – (1 – Verschiebung f). Eine teilweise Pixelverschiebung entspricht der Differenz zwischen dem Verschiebungswert und 0,5, d.h. teilweise Pixelverschiebung = Verschiebung – 0,5.
  • Obwohl diese Stufe der teilweisen Pixeldetektierung selbst bei Bildern in schlechter Qualität sehr solide ist, können zwei Unsicherheiten existieren: (1) die Kreuzkorrelation weist an den Punkten mit einer Pixelverschiebung von +/–0,5 Probleme auf und kann vollständig erfolglos verlaufen, d.h. die Detektierung eines ganzen Pixels kann fehlerhaft sein; und (2) in dem Bereich einer Pixelverschiebung von unter +/–0,1 ist die Präzision der Detektierung sehr hoch und kann bei höheren Verschiebungswerten geringer werden, wobei sie bei einem Verschiebungswert von +/–0,5 etwa nur +/–0,33 entsprechen kann.
  • Aufgrund dieser potentiellen Unsicherheiten, im Besonderen der potentiellen Möglichkeit eines vollständigen Misslingens der Kreuzkorrelation, wird eine Stufe einer besonders feinen Pixeldetektierung unter Verwendung einer aufeinanderfolgenden Iteration hinzugefügt. In Fortführung mit der Abbildung aus 2 wird der erste Messwert für die teilweise Pixelverschiebung mit einem Grenzwert wie etwa +/–0,33 verglichen, und wenn der Grenzwert überschritten wird, wird das Bild um 0,5 Pixel verschoben, wobei das Bild ansonsten durch die teilweise Pixelverschiebung multipliziert mit einem optionalen Berichtigungsfaktor verschoben wird, der größer ist als eins und zum Beispiel gleich 1,5 sein kann. Der optionale Berichtigungsfaktor für die Multiplikation wird dazu verwendet, die Anzahl der erforderlichen Iterationen zu verringern, indem eine Konvergenz zu einer präzisen Verschiebung um 0,5 Pixel schneller erreicht wird.
  • Die Verschiebung des Bilds erfolgt gemäß der Abbildung aus 3 durch Interpolation unter Verwendung eines entsprechenden Filters, wie etwa eines linearen oder sinx/x Filters. Für jeden teilweisen Pixelverschiebungswert kann zum Beispiel auf eine entsprechende Verweistabelle zugegriffen werden, um Filterkoeffizienten für die Interpolation vorzusehen. Alternativ können die Filterkoeffizienten für jeden teilweisen Pixelverschiebungswert berechnet werden. Das Bild aus dem Bildregister wird interpoliert und als verschobenes Bild in ein Verschiebungsregister geladen. Die Messungen erfolgen an dem Bild in dem Verschiebungsregister.
  • An dem Bild in dem Verschiebungsregister wird eine weitere Kreuzkorrelation vorgenommen, um die ganzzahlige Pixelverschiebung erneut zu bestimmen, und an dem verschobenen Bild wird eine erneute Messung mit den Datenwerten ausgeführt, die gemäß der ganzzahligen Pixelverschiebung extrahiert werden. Wenn eine spezifizierte Endbedingung nicht erreicht wird, wie etwa eine spezifizierte Anzahl von Iterationen oder wenn die Größe der Messung kleiner ist als ein spezifizierter Grenzwert, so wird das Bild erneut aus dem Bildregister in das Verschiebungsregister um den Wert aus der Summe der vorherigen Messungen verschoben, multipliziert mit einem weiteren optionalen Berichtigungsfaktor. Die Kreuzkorrelation und die Messung werden ausgeführt, und dieser Prozess wird solange wiederholt, bis die Endbedingung erfüllt wird. Die Kreuzkorrelation kann in dieser Iterationsschleife ausgelassen werden, da sich die ganzzahlige Pixelverschiebung nicht ändern sollte. Der letztendliche Verschiebungswert des Bilds entspricht der Summe aller Messwerte für die teilweise Pixelverschiebung zuzüglich der ganzzahligen Pixelverschiebung.
  • Wenn ein Bild zum Beispiel um 3,7 Pixel verschoben wird, erzeugen die ersten drei Stufen eine Pixelverschiebung (ganzzahlig) von +4 minus einer Pixelverschiebung (Teilpixel) von 0,3. Die tatsächliche Messung aus der dritten Stufe kann tatsächlich einen teilweisen Pixelverschiebungswert von –0,22 erfassen. Die abschließende, besonders feine teilweise Pixelverschiebung wird an dem Pixel mit –0,22 vorgenommen. Bei jeder Iteration wird die Verschiebung an dem ursprünglich gespeicherten, empfangenen Bild vorgenommen, d.h. mittels Interpolation aus dem Bildregister in das Verschiebungsregister. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass bereits verschobene Linien des Bilds nicht erneut verschoben werden. Die ganzzahligen Pixelverschiebungen werden durch Kreuzkorrelation bestimmt, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, und die teilweise Pixelverschiebung wird durch den vorstehend erörterten iterativen Prozess bestimmt. Zum Beispiel resultierte die teilweise Pixelverschiebung aus einem gemessenen Verschiebungswert von 0,28. Das Bild wird um –0,22 verschoben, und die Messung wird erneut vorgenommen. Der resultierende teilweise Pixelverschiebungswert kann für eine teilweise Pixelverschiebung insgesamt von –0,28 folglich –0,06 entsprechen. Das Bild wird um –0,28 verschoben und die Messung wird erneut vorgenommen. Der teilweise Pixelverschiebungswert kann jetzt –0,017 entsprechen. Wenn diese Präzision ausreichend ist, entspricht die letztendliche teilweise Pixelverschiebung insgesamt –0,297, so dass die tatsächliche Bildverschiebung mit +3,703 bestimmt wird.
  • Wenn für das vorstehende Beispiel der optionale Multiplikationsfaktor verwendet wird, der für jede Iteration anders sein kann, jedoch vorzugsweise im Bereich von 1,1 bis 1,5 liegt, wird der Wert von –0,22 um einen Multiplikationsfaktor von 1,45 auf zum Beispiel –0,319 berichtigt. Das Bild aus dem Bildregister wird um –0,319 in das Verschiebungsregister verschoben und es wird eine neue Messung vorgenommen. Wenn die neue Messung +0,015 ergibt, wird diese Messung mit einem anderen Berichtigungsfaktor multipliziert, wie etwa 1,35, so dass sich +0,02025 ergibt. Dieser Wert wird zu der vorherigen berichtigten Messung hinzugefügt, so dass ein neuer Verschiebungswert von –0,29875 erzeugt wird. Eine erneute Verschiebung und Messung können einen Wert von –0,0025 erzeugen. Wenn die Endbedingungen erfüllt werden, wird diese Messung zu der vorherigen Summe addiert, so dass eine endgültige teilweise Pixelverschiebung von –0,30125 und eine Pixelverschiebung insgesamt von 3,69875 erzeugt werden.
  • Neben dem zur Veranschaulichung verwendeten spezifischen Muster kann jedes andere bekannte Muster verwendet werden, einschließlich Muster mit variabler Frequenz oder dem Bild selbst entnommene Muster. Obwohl zur Ausführung der Messungen der teilweisen Pixelverschiebung nur die Daten von einer der Flanken verwendet werden können, da das Ausrichtungsmuster moduliert werden kann, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, oder durch asymmetrische Verarbeitung der entgegengesetzten Flanken, führt der Einsatz von Daten von beiden Flanken zu einem genaueren Ergebnis für die teilweise Pixelverschiebung mit hoher Präzision.
  • Die vorliegende Erfindung sieht somit eine Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision vor, indem ein Ausrichtungsmuster durch Kreuzkorrelation mit einem dem Ausrichtungsmuster entsprechenden Bezugsbild in einem empfangenen Bild platziert wird, wobei eine ganzzahlige Pixelverschiebung innerhalb eines Bereichs von +/–0,5 Pixeln vorgesehen wird, und wobei mittels eines iterativen Prozesses danach ein präziser Wert für die teilweise Pixelverschiebung detektiert wird.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Detektierung der Bildausrichtung mit hoher Präzision zur Registrierung eines Bilds mit einem Bezugsbild, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Lokalisieren eines Ausrichtungsmusters mit mehreren Linien in dem Bild durch Kreuzkorrelation mit einem das Ausrichtungsmuster führenden Bezugsbild; und iteratives Detektieren eines präzisen teilweisen Pixelverschiebungswertes für das Bild unter Verwendung von Datenpunkten aus dem Bild, die durch einen ganzzahligen Pixelverschiebungswert bestimmt werden, der durch Kreuzkorrelation des Bezugsbilds und eines Teilstücks des lokalisierten Ausrichtungsmusters des Bilds erreicht wird, wobei die Datenpunkte gemessen werden, um einen anfänglichen teilweisen Pixelverschiebungswert zu bestimmen, und wobei jede folgende Iteration an den Datenpunkten für das Bild gemäß der Verschiebung durch die Summe der teilweisen Pixelverschiebungswerte aus früheren Iterationen durchgeführt wird, bis der präzise teilweise Pixelverschiebungswert gemäß spezifizierten Endbedingungen erreicht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Lokalisierungsschritt die folgenden Schritte umfasst: Kreuzkorrelation des Bilds mit dem Bezugsbild, wobei das Bild das darin eingefügte Ausrichtungsmuster aufweist, und wobei das Bezugsbild einer Linie der Ausrichtungsmusters entspricht, um einen ungefähren Ausgangspunkt des Ausrichtungsmusters in dem Bild zu lokalisieren; und Kreuzkorrelation des Bilds mit dem Bezugsbild über einen begrenzten Suchbereich, der durch den ungefähren Ausgangspunkt bestimmt wird, um zentrale Linien des Ausrichtungsmusters aus dem Bild als Bild zur Verarbeitung durch den Detektierungsschritt auszuwählen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Detektierungsschritt die folgenden Schritte umfasst: Kreuzkorrelation ausgesuchter Linien des Ausrichtungsmusters des Bilds mit dem Bezugsbild, um den ganzzahligen Pixelverschiebungswert zu bestimmen; Messen einer ausgesuchten Reihe von auf bestimmte Merkmale des Ausrichtungsmusters des Bilds zentrierten Datenpunkten, wobei die Datenpunkte als eine Funktion des ganzzahligen Pixelverschiebungswerts ausgesucht werden, um den anfänglichen teilweisen Pixelverschiebungswert zu bestimmen; Verschieben der ausgesuchten Linien des Ausrichtungsmusters gemäß dem anfänglichen teilweisen Pixelverschiebungswert durch Interpolation; Wiederholen der Schritte des Messens und des Verschiebens, wobei der Verschiebungsschritt in jeder Iteration eine Funktion der teilweisen Pixelverschiebungswerte insgesamt für alle vorherigen Iterationen beginnend mit dem anfänglichen teilweisen Pixelverschiebungswert darstellt, bis die spezifizierte Endbedingung erreicht worden ist, wobei die Summe aller Iterationen den präzisen teilweisen Pixelverschiebungswert darstellt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Detektierungsschritt ferner den schritt des Multiplizierens der teilweisen gesamten Pixelverschiebungswerte aus den vorherigen Iterationen mit einem Berichtigungswert vor der Verschiebung der ausgesuchten Linien des Ausrichtungsmusters in dem Verschiebungsschritt umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Detektierungsschritt ferner die folgenden Schritte umfasst: Verschieben der ausgesuchten Linien des Ausrichtungsmusters um ein halbes Pixel, wenn der anfängliche teilweise Pixelverschiebungswert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; und Kreuzkorrelation der ausgesuchten Linien des Ausrichtungsmusters für das Bild gemäß der Verschiebung durch die erste Iteration des Verschiebungsschrittes mit dem Bezugsbild, um den ganzzahligen Pixelverschiebungswert vor der ersten Iteration des Messschrittes erneut zu bestimmen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Detektierungsschritt ferner den Schritt der Kreuzkorrelation der ausgesuchten Linien des Ausrichtungsmusters des Bilds gemäß der Verschiebung durch jede folgende Iteration des Verschiebungsschritts mit dem Bezugsbild umfasst, um den ganzzahligen Pixelverschiebungswert vor jeder folgenden Iteration des Messschritts erneut zu bestimmen.
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US32640 1987-04-01
US09/032,640 US6295083B1 (en) 1998-02-27 1998-02-27 High precision image alignment detection

Publications (2)

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DE69911279D1 DE69911279D1 (de) 2003-10-23
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JP (1) JP3610255B2 (de)
DE (1) DE69911279T2 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6836818B1 (en) * 1999-09-29 2004-12-28 Emc Corporation Central processing unit
US7133066B2 (en) * 2000-03-31 2006-11-07 British Telecommunications Public Limited Company Image processing
US6947607B2 (en) * 2002-01-04 2005-09-20 Warner Bros. Entertainment Inc. Reduction of differential resolution of separations
US7092584B2 (en) 2002-01-04 2006-08-15 Time Warner Entertainment Company Lp Registration of separations
US6956976B2 (en) * 2002-01-04 2005-10-18 Warner Bros. Enterianment Inc. Reduction of differential resolution of separations
US7127125B2 (en) * 2002-01-04 2006-10-24 Warner Bros. Entertainment Inc. Registration of separations
GB0314161D0 (en) * 2003-06-18 2003-07-23 British Telecomm Edge analysis in video quality assessment
US7705881B2 (en) * 2003-08-22 2010-04-27 Nippon Telegraph And Telepone Corporation Video quality assessing apparatus, video quality assessing method, and video quality assessing program
WO2005101313A1 (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Nikon Corporation テンプレートマッチング装置
US20050285947A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-29 Grindstaff Gene A Real-time stabilization
US7561721B2 (en) * 2005-02-02 2009-07-14 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for range measurement of a preceding vehicle
US7586515B2 (en) * 2005-05-23 2009-09-08 Tektronix, Inc. Instrument for real-time video quality measurement
US20070031008A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-08 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for range measurement of a preceding vehicle
US7623681B2 (en) * 2005-12-07 2009-11-24 Visteon Global Technologies, Inc. System and method for range measurement of a preceding vehicle
JP5196725B2 (ja) * 2006-02-09 2013-05-15 株式会社 ソキア・トプコン 測量機の自動視準装置
US20090005948A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Faroog Abdel-Kareem Ibrahim Low speed follow operation and control strategy
KR101546850B1 (ko) * 2008-06-27 2015-08-24 삼성전자주식회사 디스플레이장치의 화질평가방법 및 화질평가장치
US8392507B2 (en) * 2009-07-21 2013-03-05 Honeywell International Inc. Image validation system for remote displays
US9241128B2 (en) 2013-02-14 2016-01-19 Warner Bros. Entertainment Inc. Video conversion technology
CN106502045B (zh) * 2016-10-31 2019-09-27 京东方科技集团股份有限公司 用于设备的方法、制造掩膜版或显示基板的方法及系统
US10997712B2 (en) 2018-01-18 2021-05-04 Canon Virginia, Inc. Devices, systems, and methods for anchor-point-enabled multi-scale subfield alignment
US10997462B2 (en) 2018-04-04 2021-05-04 Canon Virginia, Inc. Devices, systems, and methods for clustering reference images for non-destructive testing
CN113469190B (zh) * 2021-06-10 2023-09-15 电子科技大学 基于域适应的单阶段目标检测算法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5020116A (en) * 1989-12-13 1991-05-28 Hughes Aircraft Company Image registration method and apparatus
EP0518185B1 (de) * 1991-06-10 1996-12-11 Eastman Kodak Company Kreuzkorrelationsausrichtsystem für einen Bildsensor
US5446492A (en) * 1993-01-19 1995-08-29 Wolf; Stephen Perception-based video quality measurement system
US5475428A (en) * 1993-09-09 1995-12-12 Eastman Kodak Company Method for processing color image records subject to misregistration
US5548326A (en) * 1993-10-06 1996-08-20 Cognex Corporation Efficient image registration
US5499050A (en) * 1993-11-01 1996-03-12 Intel Corporation Method and apparatus for monitoring video compression processing
US5793887A (en) * 1993-11-16 1998-08-11 International Business Machines Corporation Method and apparatus for alignment of images for template elimination
US5602586A (en) * 1994-05-03 1997-02-11 Honeywell Inc. Built-in test for dynamic raster video output
JPH0896129A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Omron Corp モデル画像登録方法
US5818520A (en) * 1996-02-12 1998-10-06 Tektronix, Inc. Programmable instrument for automatic measurement of compressed video quality
DE19611059A1 (de) * 1996-03-21 1997-09-25 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zur Signalgewinnung in elektronischen Geräten mittels Interpolation zwischen Stützstellenwerten
US6009212A (en) * 1996-07-10 1999-12-28 Washington University Method and apparatus for image registration

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Publication number Publication date
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