CH657489A5 - Strukturerkennungsvorrichtung und verfahren zu ihrem betrieb. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strukturerkennungsvorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb der Strukturerkennungsvorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 14.

Die Strukturerkennung hat ausgedehnte industrielle Anwendung sowohl für den Hersteller als auch den Verbraucher gefunden. Mit dem Aufkommen photoelektrischer Geräte zur Erzeugung elektrischer Signale in Abhängigkeit von optisch ermittelten Gegenständen, wurde die Herstellung automatischer Geräte zum Zählen, Abtasten oder für andere Verwendungen solcher Geräte in der Industrie möglich.

Vorrichtungen zur Strukturerkennung werden bei sich wiederholenden Vorgängen verwendet, wenn automatische Maschinen gesteuert und programmiert werden, um eine Reihe von sich wiederholenden Vorgängen durchzuführen. Die Anwendung beruht auf der Lokalisierung und Erkennung bestimmter in Speichern befindlicher Kriterien im Realzeitverfahren.

Die Entwicklung der Herstellungstechnik von Halbleitern Hess die Entwicklung für Strukturerkennungsvorrichtungen notwendig werden, um die Herstellung und Prüfung von Chips mit integrierten Schaltkreisen zu unterstützen.

Bekanntlich werden bei der Produktion von Chips mit integrierten Schaltkreisen Siliziumhalbleiterplättchen von z.B. 5 — 12,7 cm Durchmesser üblicherweise von einem Siliziummodul abgeschnitten. Um ein Muster oder eine Struktur auf das Plättchen aufzubringen, werden eine Maske und eine Photolackschicht benötigt, die auf das Siliziumplättchen aufgebracht und auf demselben geglättet wird und anschliessend in das Siliziumsubstrat diffundiert. Dieses Vorgehen kann bis zu 13 Mal wiederholt werden, damit eine geeignete Diffusion gewährleistet wird. Jedesmal muss die Maske genau auf dem Siliziumplättchen ausgerichtet werden.

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Eine elektrische Prüfung jedes durch Diffusion hergestellten Chips auf dem Siliziumplättchen ist zu diesem Zeitpunkt wünschenswert, um festzustellen, ob der Diffusionsvorgang beendet und der einzelne Chip zum Gebrauch geeignet ist.

Hierbei wird z.B. eine Prüfvorrichtung verwendet, bei der elektrische Fühler an bestimmte Bereiche des Chips angelegt werden, um elektrische Werte und kontinuierliche Leitfähigkeit festzustellen und zu entscheiden, ob der einzelne Chip verwertbar oder unverwertbar ist und vernichtet werden sollte. Derzeitig beträgt der Ausschuss bei der Herstellung von Chips 50%. Es ist daher wichtig, dass jeder Chip einzeln geprüft wird, bevor zusätzliche Arbeit und Kosten für die Weiterverarbeitung des einzelnen Chips aufgewendet werden. Auf einem Siliziumplättchen von etwa 12,7 cm Durchmesser müssen z.B. 50—200 einzelne Chips untersucht werden.

Es ist bekannt, eine 64 Bitvergleichseinrichtung zu verwenden und gleichzeitig nur eine Vergleichszeile zu speichern bis das gesamte Feld abgetastet worden ist. Nachteilig ist jedoch, dass ein derart verwendeter 64 Bitkorrelator mindestens 64 Felder erfordert und die für viele Prüfungen erforderliche Zeit aufwendig ist. Es wurde auch schon vorgeschlagen, z.B. 64 Bitkorrelatoren wegen ihres Geschwindigkeitsvorteils auszunutzen. Die z. B. mit der Schaffung von 64 Vergleichern erforderliche Hardware ist unangemessen aufwendig und auch unpraktisch, da jeder Vergleicher eine gesamte Schaltplatte besetzt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

eine Strukturerkennungsvorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu ihrem Betrieb zu schaffen, die den zuvor genannten Forderungen gerecht werden sollen. Diese Aufgabe wird für die Strukturerkennungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und für das eingangs genannte Verfahren zum Betrieb derselben erfindungsgemäss mit den Merkmalen des Patentanspruches 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können bei der Strukturerkennungsvorrichtung mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 bis 13 und bei dem Verfahren zum Betrieb derselben mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 15 bis 21 erreicht werden.

Mit der Vorrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung kann ein Strukturbild optisch geprüft und danach ein unbekanntes Strukturbild abgesucht werden, um die bestmögliche Übereinstimmung oder Anpassung zwischen der unbekannten Struktur und der geprüften Struktur oder des Musters zu bestimmen.

Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung wird ein aufbereitetes Videosignal digitalisiert und bezüglich des die Struktur beleuchtenden, verfügbaren Lichtes normalisiert. Durch vorzugsweise eine Fernsehaufnahmeröhre, z.B. eine mit einem opaken Abschnitt am Beginn des Durchlaufes des ausgelenkten Strahles, wird ein elektrischer «Schwarzwert», d.h. ein Dunkelstromsignal erzeugt, der einem optischen Schwarzwertsignal entspricht. Sobald der Strahl den opaken Abschnitt durchläuft, ist das optische Signal offensichtlich schwarz und das erzeugte elektrische Signal wird darin als Bezugssignal für das gesamte System festgehalten und ergibt den Schwarzsteuerwert. Das digitalisierte optische Signal kennzeichnet die geprüfte Struktur entweder als ein weisses (helles) oder ein schwarzes (dunkles) Bild. Für einen schwarzen Bildteil kann somit ein Signal mit Null-Pegel und für einen weissen Bildteil ein Signal mit einem Eins-Pegel erzeugt werden.

In einer Ausführungsform wird z.B. die Lichtintensität jeder Abtastfolge der Vidikonröhre mit dem zuvor beschriebenen Schwarzwert verglichen, um einen Schwellenwert für die Erzeugung von Eins-Stellen oder Null-Stellen entsprechend den dunklen oder hellen Bereichen der geprüften Struktur zu erzeugen. Bei normalem Betrieb einer derartigen Einrichtung wurde festgestellt, dass z.B. die Lichtintensität der beleuchteten Struktur infolge der Bedürfnisse des Verbrauchers ständig wechselt und daher die Schwellwerthöhe der Vidiconröhre von Abtastung zu Abtastung und von Bereich zu Bereich ändern kann. Durch z. B. Messung des Lichtschwellenwertes für jeden Bereich und Bildung einer Schwellwertspannung mit einer geeigneten Probe und einem Haltestromkreis ist es möglich, z.B. am Ausgang der Vidiconröhre eine stets geänderte, insbesondere angepasste Schwellwertspannung anzulegen und zu vergleichen. Hierdurch können die Ausgangssignale jederzeit den verfügbaren Lichtpegeln angepasst werden.

Die Strukturerkennungsvorrichtung nach der Erfindung, die auch als Mustererkennungsvorrichtung bezeichnet werden kann, kann industriell entweder zum Ausrichten der Maske mit dem Chip für nachfolgende Vorgänge oder zum Lokalisieren und Erkennen einzelner Chips auf einem Plättchen dienen, sodass eine Prüfeinrichtung zur Prüfung und Auswertung von Chips auf einem Plättchen vor ihrer weiteren Verarbeitung gesteuert werden kann.

In einer Ausführungsform kann eine Vidiconkamera verwendet werden, die eine nicht überlappende Raster- oder Abtastfläche besitzt und mit welcher jede Zeile oder Linie nacheinander abgetastet werden kann. Wenn gewünscht, kann jedoch auch ein überlappender Raster verwendet werden.

Das Blickfeld der Kamera kann z.B. 250 Bildpunkte oder Bildelemente auf einer Abtastlänge und 240 Abtastungen umfassen, welche um einen Bildpunkt auseinanderliegen. Der aktive Bereich kann dann einen Ort von Punkten aufweisen, welche 192 Bildpunkte mal 192 Bildpunkte umfassen. Die Bedeutung der aktiven Suchfläche (Prüffläche) wird nachfolgend im Zusammenhang mit Eingabe- und Suchphasenvorgängen beschrieben.

Der tatsächliche Vergleichsbereich, welcher durch den aktiven Bereich bewegt werden kann, besitzt z.B. 64 mal 64 Bildpunkte, was einen Gesamtbereich mit 4096 Bildpunkten ergibt.

Bei Normalbetrieb wird mit der Kamera z. B. die aufzuzeichnende Vergleichsstruktur aufgenommen und die digitalisierten Bildsignale werden als Eins- oder Nullsignale für jeden Bildpunktbereich aufgezeichnet und in einem Speicher abgelegt.

Die zu untersuchende Struktur wird dann vorzugsweise über das ganze aktive Bildgebiet mit der gespeicherten Referenzstruktur verglichen oder korreliert, um die Koordinaten der bestmöglichen Übereinstimmung zu finden, wie sie z.B. durch von einem Korrektor durchgeführte Vergleiche angezeigt wird. Es kann z. B. ein Vergleich einer Vergleichsfläche von 64 mal 64 oder insgesamt von 4096 Bildpunkten für jede Prüfstelle notwendig sein. Die Zahl der Prüfungen kann dann natürlich durch den zu untersuchenden Bereich bestimmt werden, wozu ein extrem grosser Speicherplatz benötigt wird.

Gemäss einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung kann ein wesentlicher Anstieg in Geschwindigkeit für den Such- oder Prüfvorgang erreicht werden, wobei lediglich ein üblich ausgebildeter Bitvergleicher (64 Bits) verwendet werden kann, der in einer Ausführungsform z. B. in einem 8 mal 8 Format angeordnet ist, wodurch aufwendige Vorrichtungen vermieden und Hardwarekosten wesentlich herabgesetzt werden können.

In einer Ausführungsform wird eine erste Prüfung unter Verwendung eines Überbildpunktes oder Überbildpunktele-mentes durchgeführt, der eine Breite und Länge besitzt, die

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vier Mal derjenigen von zwei normalen Bildpunkten entspricht, wodurch ein Bereich von 16 Bildpunkten hervorgerufen wird. Mit anderen Worten, ein Überbildpunkt besitzt eine Fläche von 16 normalen Bildpunkten. Unter Verwendung eines Such- oder Prüfbereiches von 64 mal 64 Bildpunkten oder einer Gesamtfläche von 4096 Bildpunkten erreicht man 16 mal 16 Überbildpunkte oder einen Bereich von 256 Überbildpunkten. Der Prüfbereich umfasst dann vier Überbildpunktbereiche, von denen jeder aus 64 Überbildpunkten besteht. Vor der Suche oder Prüfung kann es erforderlich sein, den Vergleichsbereich sein, den Vergleichsbereich von 64 mal 64 Bildpunkten in einen Speicherbereich oder ein Speicherelement einzubringen und dann in einem zweiten Speicherbereich den gleichen Vergleichsbereich aus 16 mal 16 Überbildpunkten einzubringen.

In der ersten oder Grobprüfung wird jeder der vier 8 mal 8 Überbildpunktbereiche selektiv und aufeinanderfolgend mit dem Betrachtungsfeld verglichen und die Ergebnisse an geeigneten Speicherstellen gespeichert. Jeder der vier 8 mal 8 Überbildpunktbereiche wird horizontal in zwei Bildpunktschritten über den aktiven Bereich bewegt und dann abwärts zwei Bildpunkte und wiederum horizontal, bis der gesamte aktive Bereich geprüft worden ist und der Korrelationswert jeder Position an seiner geeigneten Speicherstelle gespeichert ist. Jeder der verbleibenden drei Überbildpunktbereiche wird aufeinanderfolgend über den gleichen aktiven Bereich und in der gleichen Weise abgesucht, und die sich ergebende Vergleichszählung, die dadurch akkumuliert wird, ergibt ein Total von 4096 Speicherstellen mit einem Wert, der von 0 bis 48 variiert.

Die Koordinaten der zwei Höchstwerte entsprechen den beiden besten Stellen mit der höchsten Korrelationszahl, und sie werden daher der Gegenstand für die zweite oder Feinprüfung, welche zum Prüfen und Suchen des Lokalbereichs um die Koordinaten der zwei höchsten durch die Grobprüfung bestimmten höchsten Positionen verwendet wird.

Bei der Feinprüfung werden die einzelnen Koordinaten für jeden Ort der Ausgangspunkt für die Feinprüfung und nur in diesem Falle wird z. B. die Beziehung verwendet, in welcher N die Anzahl der Dimensionen des zu verwendeten Vergleichs und im vorliegenden Falle z.B. 8 ist, wodurch die Prüfung drei Bildpunkte nach links und drei Bildpunkte über den tatsächlichen, durch die Grobprüfung festgestellten Koordinaten begonnen werden kann. Der Anfangspunkt für die Feinprüfung für jeden der zwei durch die Grobprüfung aufgefundenen Orte beginnt drei Punkte über und drei Punkte oberhalb des Anfangspunktes. Der tatsächliche Vergleich besteht im Abtasten des Vergleichsspeicherwertes von 64 mal 64 normalen Bildpunkten gegen die Echtzeitbildpunkte durch das Vidikon. In diesem Falle muss z. B. nur ein einziges Prüffeld für jede Stelle vorliegen, weil der gewünschte Punkt innerhalb eines quadratischen 7 mal 7 = 49 Bildpunktebereichs lokalisiert ist, der während der Grobprüfung auf einen der zwei Höchstwerte lokalisiert wurde (drei Bildpunkte an jeder Seite der Koordinate jedes groblokalisierten Höchstwertes).

Bei der Feinprüfung wird z. B. tatsächlich der Bereich von 7 mal 7 Bildpunkten mit einem Anfangspunkt von drei nach links und drei nach oben abgesucht, wodurch ein geometrischer Ort von Punkten bestimmt wird, d.h. 7 mal 7 Bildpunkte um den gewünschten Punkt herum oder ein Total von 49, welches berechnet und verglichen werden muss.

Die Feinprüfung wird für jeden der zwei höchsten Korre-lationspeaks oder -spitzen durchgeführt, wie sie als ein Ergebnis der Grobprüfung bestimmt wurden, und die beste oder höchste Korrelation nach der Feinprüfung wird als die endgültige Koordinate für die ausgewählten Koordinaten des ermittelten Rasters oder Musters gewählt.

Die Erfindung ist nachfolgend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Bildkameraoptik und eines Bildprozessors bzw. -verarbeiters,

Fig. 2 die Frontabdeckung einer Vidiconröhre zur Erzeugung eines Dunkelvergleichssignals,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Einzelheit des Bildprozessors,

Fig. 4 eine Reihe von vier Diagrammen im Zusammenhang mit Fig. 3,

Fig. 5 die relative Grösse eines Prüfbereichs, eines aktiven Bereichs und eines Betrachtungsfeldes,

Fig. 6 ein Blockdiagramm für das aufeinanderfolgende Laden in einem Vergleichsspeicher,

Fig. 7 einen zwei-dimensionalen Digitalfilter,

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Grobkoordinatenspei-chers,

Fig. 9 ein Blockdiagramm eines serpentinenartigen Schaltspeichers,

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Vergleichers (Con-volver) und

Fig. 11 ein Blockdiagramm eines Feinkoordinatenspeichers für jeden festgestellten Peak.

Das Blockdiagramm gemäss Fig. 1 des Frontteils eines Systems zeigt, wie ein durch eine Vidiconkamera erfasstes, sichtbares Bild in digitale Signale umgewandelt wird, welche diskrete Bereiche von schwarzen und weissen Teilen des betrachteten Strukturbildes als eine Funktion von Eins- und Null-Ziffern darstellen. Dieses Verfahren wird manchmal «Schaffung eines zeitdigitalumgewandelten Bildsignals» genannt. Eine Fernsehkamera mit einer Vidiconröhre und einer Optik 12 wird auf ein zu prüfendes Betrachtungsfeld eingestellt. Die der Kamera 10 zugeordneten Austast- und Signalschaltkreise erzeugen ein Bildsignal üblicher Art. In einer Ausführungsform kann in der Kamera 10 ohne Zwischenzeilenabtastung gearbeitet werden, jedoch wird vielmehr jedes Betrachtungsfeld aufeinanderfolgend abgetastet, um ein vorgegebenes Bild vollständig zu erfassen, wie es nachfolgend'noch beschrieben wird. Der Bildausgang an der Kamera 10 wird an einen Bildprozessor 14 geführt, der eine Ausgangsgrösse eines in der Zeit digital umgewandelten Bildsignals erzeugt, das derart gesteuert wird, dass es auf die Lichtmenge der durch die Optik 12 erfassten Struktur optimal angepasst ist.

Gemäss Fig. 3, welche den Bildprozessor 14 in seinen Einzelheiten wiedergibt, ist ein Zeitschaltkreis 16 mit der Kamera 10 verbunden, um die erforderlichen Synchronisier-und Austastsignale zu erzeugen, wodurch der Durchlauf des Elektronenstrahls in der Vidiconröhre gesteuert wird. Fig. 2 zeigt die Frontplatte der Vidiconröhre mit dem dargestellten, mittels Raster abgetasteten Muster. Im äusseren linken Teil der Vidiconfrontplatte 18 liegt ein opaker Teil 20 vor, welcher einen Teil der abgetasteten Rasterfläche bedeckt. Der Elektronenstrahl der Vidiconröhre beginnt vom linken Teil 22 her bis zur rechten Seite 24 des abgetasteten Rasterbereiches durchzulaufen, an welcher Stelle die Rückführimpulse den Strahl zur Umkehr in Richtung auf die Seite 22 für die nachfolgende Abtastzeile unterhalb der vorhergehenden Abtastzeile veranlassen.

Der am Teil 22 beginnende Kameraelektronenstrahl bewegt sich zum Rand des opaken Bereiches 20 zur Linie 26 weiter und erfasst dabei optisch einen schwarzen oder dunklen Bereich und erzeugt daher ein elektrisches Ausgangssignal, das gleich dem Vidikondunkelstrom ist.

Aus Fig. 4a ersieht man die Beziehung zwischen dem Austastniveau während des Rücklaufs des Abtaststrahls und

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dem Pegel oder der Höhe des dem optischen Schwarz bzw. dem Dunkelstrom entsprechenden Dunkelsignalpegels. Gemäss Fig. 3 wird der Bildausgang von der Kamera 10 über einen Koppelkondensator 30 an einen auch als Integrator bezeichneten Mittelwertbildner 32 angeschlossen. Der Eingang am Mittelwertbildner 32 ist über einen Schalter 34 an Erde gelegt, wobei der Schalter 34 durch ein Ausgangssignal von einem Zeitschaltkreis 16 gesteuert wird, welcher einen Impuls von weniger als oder gleich derjenigen Zeit erzeugt, welche für den Abtaststrahl der Vidikonröhre 18 nach Fig. 2 zum Abtasten des Bereichs vom Rand 22 zum Ende des opaken Teils 26 (Dunkelstrom) erforderlich ist. Dieser Impuls ist in Fig. 4c dargestellt und schaltet den Eingang des Mittelwertbildners 32 an Erde für eine Zeitdauer, während welcher die Vidikonverdunklung abgetastet wird und ein Dunkel-stromvergleichssignal erzeugt werden soll. Mit anderen Worten, das Dunkelstromsignal wird als eine Vergleichsspannung gegen Erde gelegt, wodurch ein Erdvergleichssignal als Äquivalent zu einem optischen Dunkelsignal hervorgerufen wird. Der Zeitimpuls, der den Dunkelstrom charakterisiert, verschwindet, wenn der Strahl den Punkt 26 der Vidikonröhre durchläuft und das Bildsignal gemäss Fig. 4a an den Mittelwertbildner 32 geführt wird, der mittels Integration das Eingangssignal über die Zeitdauer der gesamten Abtastung oder eines Teils derselben mittelt, die durch den Zeitschaltkreis gemäss den Systemparametern ausgewählt wird.

Das Ausgangssignal des Mittelwertbildners 32-wird einem Abtast- und Haltestromkreis 35, d.h. einem Momentanwertspeicher zugeführt, welcher den Mittelwert des Signals für eine vollständige Abtastung abtastet und diesen Wert für die nachfolgende Abtastung speichert, wodurch der Mittelwert bestimmt wird, oberhalb welchem das System «weiss» speichert (digitalisierter Video = 1) und unterhalb welchem das System «schwarz» speichert (digitalisierter Video = 0).

Die Erzeugung der veränderlichen Schwellwerthöhe ist daher eine adaptive Funktion der durch die Kamera 10 über eine einzelne Abtastung erfassten mittleren Lichtintensität. Diese Schwellwerthöhe wird nun als Basis zur Erzeugung eines digitalisierten Bildes bei der nachfolgenden Abtastung verwendet. Für eine gegebene, das Betrachtungsfeld beleuchtende Lichtintensität bleibt die veränderliche Schwellwerthöhe für alle Einsatzzwecke im wesentlichen konstant. In der Praxis ändern Lichtquellen jedoch die Beleuchtungsstärke. Es tritt z.B. äusseres Umgebungslicht auf und es wird auch in gewissen Fällen eine Struktur mit zusätzlichem Licht ausgeleuchtet, was eine Änderung der gesamten Höhe der durch die Kameraoptik erfassten Beleuchtungsstärke ergibt. Die Erzeugung einer veränderlichen Schwellwerthöhe, die der tatsächlichen durch die Kamera 10 für jede Abtastung erfassten Beleuchtung anpassbar ist, verbessert die Zuverlässigkeit des Ausgangssignals infolge fortlaufender Anpassung der Schwellwerthöhe an die Struktur.

Ein Analogvergleicher bzw. -komparator 36 vergleicht den Bildausgang an der Kamera 10 mit der veränderlichen Schwellwerthöhe, welche für die vorherige Abtastfolge durch den Abtast- und Haltestromkreis 34 bestimmt ist, und erzeugt auf diese Weise ein digital umgewandeltes Ausgangssignal.

Das diskrete Ausgangssignal wird mittels eines Systemtaktgebers 40 erreicht, der z. B. bei angenähert 5 Megahertz arbeitet und positiv laufende Impulse mit einem Abstand von 210 Nanosekunden voneinander erzeugt (Fig. 4b). Der Taktgeber 40 ist der Basistaktgeber für das System und steuert die Erzeugung aller Zeit- oder Taktimpulse des Zeitschaltkreises 16, wodurch sichergestellt ist, dass alle durch das System erzeugten Impulse, sowohl in den Kamerauntersystemen als auch in den Signal- und Datenverarbeitungssystemen, synchron sind.

Der Taktgeber 40 steuert das digitalisierte Bildausgangssignal des Analogvergleichers 36 mittels eines Flip-Flops 42, z.B. eines Kippgliedes.

Die ansteigende Flanke jedes Taktes setzt den Flip-Flop 42 auf die Höhe des digitalisierten Videosignals. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 42 ist daher ein taktsynchron digitalisiertes Signal, wie es aus Fig. 4b zu entnehmen ist. Fig. 4 zeigt, dass durch den Systemtaktgeber 40 alle Impulse taktsynchron sind.

Gemäss Fig. 3 steuert zu Beginn jeder Abtastlinie ein Impuls vom Zeitschaltkreis 16, welcher den Eingang des Mittelwertbildners 32 an Erde legt, um ein Erdvergleichs- oder Schwarzpegelsignal zu erzeugen. Der Kopplungskondensator 30 kann daher bis zum Gleichstromschwarzpegel aufgeladen werden, welcher durch das Ausgangssignal der Kamera 10 erzeugt wird, wodurch die Spannung über dem Kondensator 30 dem optischen Wechselstromschwarzpegel, der als Vergleichseingang an Erde gelegt ist, gleichgesetzt wird. Die Mittelwertbildung des Signals für eine vollständige Abtastfolge erzeugt ein veränderliches Schwellwertniveau für die nachfolgende Abtastfolge, und der Analogvergleicher 36 erzeugt ein geeignetes Ausgangssignal in Abhängigkeit davon, ob das Videosignal oberhalb oder unterhalb des neubestimmten veränderlichen Schwellenwertes liegt, welches für jede Abtastung neu ermittelt wird.

Die Strukturerkennungseinrichtung arbeitet derart, dass zunächst zuverlässig eine taktweise, d.h. taktsynchron, digitalisierte Bildinformation erzeugt wird, welche in diskreter Weise von 1 bis 0 variiert als Ergebnis von Einzelsegmenten, die optisch als entweder hell oder dunkel erfasst werden. Ein wie vorstehend eingerichtetes und beschriebenes System erzeugt ein Nullausgangssignal, wenn ein dunkler Teil oder Abschnitt einer Struktur abgetastet wird (Spannung unterhalb Schwellenwerthöhe), und ein Eins-Ausgleichssignal, wenn ein heller Abschnitt einer Struktur abgetastet wird. (Spannung oberhalb des Schwellenwertniveaus). Mit anderen Worten, bei Erfassung einer einzigen Abtastfolge wird die Videokamera eine Impulsserie erzeugen und zwar mit spezifischer Geschwindigkeit, die durch den Taktgeber bestimmt ist und die, wie aus Fig. 4d ersichtlich, Eins oder Null ist.

Infolge von sich widersprechenden Forderungen war es bisher schwierig, ein Strukturerkennungssystem zu entwik-keln. Für die notwendige Bildauflösung mussten die Bildpunktbereiche notwendigerweise schmal sein.

Andererseits erforderten schmale Bildpunktbereiche,

dass jeder Bildpunktbereich unter fortlaufendem Vergleich einer Vergleichsinformation aus einem Speicher mit einer Echtzeitinformation verarbeitet wird. Je kleiner der elementare Bitbereich ist, desto mehr Zeit ist zur vollständigen Prüfung erforderlich. Durch ein komplizierteres System können natürlich die Durchlaufzeit und Unkosten herabgesetzt werden. Eine derartige Lösung ist jedoch bei der Konkurrenz auf dem heutigen Markt unwirtschaftlich.

Andererseits kann bei grösseren Bildpunktbereichen die zur Verarbeitung erforderliche Zahl von Prüfungen verringert werden, das Endergebnis ist jedoch nicht ausreichend genau, wodurch in erhöhtem Mass Falschalarm auftritt, was für die Durchführung in den beabsichtigten Anwendungen unannehmbar ist.

Es wird z. B. ein Hochfrequenztakterzeuger von 5 Megahertz verwendet, um eine Reihe von Taktimpulsen mit dem Abstand von 210 Nanosekunden zu erzeugen. Das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen bestimmt die elementare Grösse eines Bildpunktes. Fig. 4d zeigt, das taktweise, digital umgewandelte Bildsignal. Der Videoausgang

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wird im Takt oder diskret in Bildpunkten gesteuert und jeder Bildpunkt kann entweder mit einem 0- oder einem 1-Niveau erkennbar gemacht werden, was davon abhängt, ob ein Helloder Dunkelsignal vorliegt. Die Impulsserie von Fig. 4d kann daher in binärer Form durch die nachfolgende Ziffernfolge wiedergegeben werden: 111011000011011100 0010.

Das Betrachtungsfeld einer TV-Kamera (Fernsehkamera) verwendet einen Raster, der vorzugsweise ohne Zeilensprung arbeitet. Jede Linie enthält 250 Bildpunkte und jede Linie besitzt von der anderen Linie einen Abstand von einem Bildpunkt. Das gesamte Betrachtungsfeld umfasst z.B. 250 Bildpunkte auf einer Linie und 240 Linien, wodurch insgesamt etwa 60 000 Bildpunkte erreicht werden.

Das definierte Betrachtungsfeld kann in im wesentlichen Echtzeit geprüft und die Information im Speicher mit den Echtzeitdaten aufgenommen werden, wodurch spezifische Koordinaten der bestmöglichen Übereinstimmung zwischen dem Muster oder Raster im Speicher und dem entsprechenden Muster oder Raster in der Echtzeitstruktur bestimmt werden. Dieses erfolgt mit einem Minimum an Ausrüstungsaufwand und Zeit und einer Genauigkeit und Zuverlässigkeit, wie sie mit den bisher bekannten Vorrichtungen nicht möglich sind.

Besondere Vorteile werden dadurch erreicht, dass man zunächst eine Grobprüfung unter Verwendung eines Über-bildpunktes durchführt, der tatsächlich 4 mal 4 Bildpunkte umfasst und einen 16 Bildpunktebereich überdeckt. Die Grobprüfung wird gleichzeitig in zwei Dimensionen über den gesamten aktiven Bereich durchgeführt und eine fortlaufende Korrelationsmessung wird durch einen 8 mal 8 Bit Korrelator durchgeführt und gespeichert. Die Koordinaten der zwei höchsten Korrelationswerte werden durch einen doppelten Peakdetektor bestimmt und entsprechen den Koordinaten in Überbildpunkteinheiten der zwei besten Übereinstimmungen, die mit der Grobprüfung gefunden wurden.

Die Feinprüfung erfolgt in normalen Bildpunkteinheiten, jedoch begrenzt auf den Bereich, der jede der beiden Haupt-peakkoordinaten aus der Grobprüfung unmittelbar umgibt. Die höchsten aus der Feinprüfung anfallenden zwei Spitzen oder Peaks bestimmen die Bildpunktkoordinaten der besten verfügbaren Übereinstimmung.

Gemäss Fig. 5 umfasst das gesamte Betrachtungsfeld angenähert 250 mal 240 Bildpunkte und ist durch die rechteckige Fläche 50 dargestellt. Die kleinste Fläche innerhalb des Betrachtungsfeldes ist der Vergleichsbereich und enthält in der Fläche 64 mal 64 Bildpunkte (4096 Bildpunkte). Der Vergleichsbereich stellt die Information dar, die in den Speicher eingegeben ist und welche Bildpunkt für Bildpunkt mit der Information in der aktiven Zone oder Wirkfläche und in Echtzeit verglichen wird.

In einer früheren Anwendungsform wurde ein 64 Bitverarbeiter verwendet, um 64 Bildpunkte von einer Linie des Prüfbereiches oder -feldes mit 64 Bildpunkten von der ersten Linie des Vergleiches zu vergleichen, wobei die Korrelationswerte gespeichert und die Untersuchung jedes Bildpunktes bis zum Ende der Linie fortgesetzt und dann auf nachfolgenden Linien wiederholt wurde. Das Verfahren wurde dann für jede der 64 Linien in Bezug auf den gesamten Korrelationswert an jeder Stelle wiederholt, die mit dem Wert aus vorherigen Prüfungen gespeichert war. Die Koordination der höchsten Anhäufung zeigten den Ort der besten Übereinstimmung an. Während das System ausreichend arbeitete, war die zur vollständigen Prüfung erforderliche Zeit aufwendig und das System besass daher nur einen geringen kommerziellen Wert.

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Nach der vorliegenden Erfindung wird z. B. die erste oder Grobprüfung mit einer Vergleichszone mit 256 Überbildpunkten gemäss Fig. 5 durchgeführt. Jeder Überbildpunkt entspricht gleich 16 regulären Bildpunkten. Die tatsächliche Bildauflösung des Systems wird durch einen Faktor von vier in jeder Dimension reduziert. Die reduzierte Bildauflösung veranlasst eine entsprechende Reduktion in der Genauigkeit, mit welcher die Vergleichsstruktur in der Bildstruktur lokalisiert werden kann.

Der erste Schritt in dem Verfahren erfordert, dass der Speicher für die Überbildpunkte und der Speicher für die regulären Bildpunkte mit der gewünschten Vergleichsinformation eingespeist wird, d.h. im Betrachtungsfeld geprüft wird. Dieses wird die Eingabephase genannt.

Gemäss Fig. 6 wird der digital umgewandelte Taktimpuls am Ausgang des Bildprozessors 14 zu einem gesteuerten Multiplexer 64 und einem Überbildpunkterzeuger 66 geführt. Eine Multiplexersteuerlogik 68 steuert den Zeitablauf der Öffnung oder Schliessung des Multiplexers 64, wodurch entweder der Ausgang des Überbildpunktgenerators 66 oder der taktweise arbeitende Bildausgang des Bildprozessors 14 ein Schieberegister 72 beschickt. Während des Speicherungsschrittes des Vergleichssignals wird die gewünschte Vergleichszone, wie in Fig. 5 gezeigt, mit einem Bildpunkt zu einer gegebenen Zeit in das Schieberegister 72 eingegeben, welches eine am Eingang in Reihe und am Ausgang parallel geschaltete Vorrichtung zum Eingeben in einen Bildpunktver-gleichsspeicher 62 ist. Die geeignete Zeitfolge für das Speicherglied 62 zur Speicherung von Bildpunkten oder Überbildpunkten wird durch eine Vergleichsspeichersteuerlogik 74 bestimmt, welche an einem Systemtaktgeber 40 befestigt ist.

Während des Eingehens der Überbildpunkte in den Vergleichsspeicher 62 blockiert der Multiplexer 64 den Ausgang vom Bildprozessor 14 zum Schieberegister 72 und öffnet einen Durchgang vom Überbildpunktgenerator 66 zum Schieberegister 72, während der Bildpunktspeicher 62 zur Aufnahme einer Überbildpunktinformation gesteuert wird. Auf diese Weise wird eine Speicherinformation vom Vergleichsbereich in Bildpunktform aufgezeichnet und eine Information vom gleichen Vergleichsbereich in Überbildpunktform wird aufeinanderfolgend im Vergleichsspeicher 62 für den nachfolgenden Gebrauch aufgezeichnet. Zur besseren Erklärung und Übersicht wurden die Linien im Blockdiagramm frei dargestellt, um die Steuerwege und Signalwege leichter erkenntlich zu machen.

Der Überbildpunkterzeuger 66 ist ein zweidimensionaler Digitalfilter, der gleichzeitig vier Bildpunkte in der einen Richtung und vier Bildpunkte in dazu senkrechter Richtung unter Überdeckung eines Gesamtbereiches von 16 Bildpunkten prüft. Um ein einziges Ausgangssignal zu erzeugen, das entweder die Ziffer 1 oder 0 für den Überbildpunkt ist, ist es erforderlich, die Anzahl der 1-Ziffern mit der Anzahl von 0-Ziffern im Prüfbereich zu vergleichen. Enthält der Prüfbereich z. B. 10 mal die 1 und 6 mal die 0, so ist der Wert des betrachteten Überbildpunktes durch die Mehrheit der Zahl 1 bestimmt. Wenn die Mehrheit 0 ist, dann ist die Ziffer des Überbildpunktes ebenfalls 0. Sind 8 Bildpunkte eine 1 und 8 Bildpunkte eine 0, dann wird der Überbildpunkt willkürlich auf die Ziffer 1 gesetzt. Diese willkürliche Lenkung zu Gunsten der 1-Ziffer hat keine wesentliche Wirkung auf die endgültige Systemgenauigkeit, weil sie hier lediglich mit der Grobprüfung zu tun hat und nicht mit der Feinprüfung. Die tatsächliche Grösse des Überbildpunktes ist Ermessenssache beim Entwurf der Vorrichtung und wird ausschliesslich durch die Systemanforderungen und beabsichtigte Anwendungen bestimmt. Wesentlich kann z.B. die Einlaufzeit der «elektrischen Defokussierung» sein, um die Prüfzeit zu ga7

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rentieren und komplizierte Hardware zu reduzieren, indem eine doppelte Prüfung mit reduzierter Bildauflösung und Genauigkeit in der ersten Prüfung erfolgt. Die tatsächliche Erzeugung eines Superbildpunktes kann durch ein zweidimensionales Analogfilter vor dem Bildprozessor erfolgen.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm eines Überbildpunkter-zeugers in der Form eines zweidimensionalen Digitalfilters und eines Vergleichers. Das Ausgangssignal des Bildprozessors 14 ist eine Kette von taktweise digital umgewandelten Bildpunkten, die, wie Fig. 9 zeigt, einem seriell-EIN-seriell-AUS-Serpentinen-Schieberegister 76 zugeführt werden. Die vier Ausgangssignale des Serpentinen-Schieberegisters 76 bestehen aus vier aufeinanderfolgenden Signalzeilen aus getakteten digitalisierten Bildinformationen, die in vertikaler Rlichtung einander entsprechen; sie laufen in ein seriell-EIN-parallel-AUS-Schieberegister 78 ein, das 16 Ausgangssignale liefert und zwar vier Bildpunkte für jede Signalzeile. Alle 16 Ausgangssignale werden einem Einsen-Zähler 80 zugeführt, der aus einem programmierbaren Festwertspeicher besteht, der so programmiert ist, dass er die Anzahl der Einsen in der ausgewählten Adresse ausgibt. Die fünf Ausgangslinien entsprechen daher einer Gesamtzahl aller 1-Ziffern von 0 bis 16, welche an einen Vergleicher 82 geführt wird. Der Vergleicher vergleicht die Gesamtzahl aller 1-Ziffern am Eingang gegen einen festen Wert von 8. Wenn die Anzahl von 1-Ziffern eingegeben am Vergleicher 82 grösser oder gleich 8 ist, wird eine «1» am Ausgang erzeugt. Wenn die Gesamtzahl aller 1-Zif-fern am Vergleicher 82 eingegeben weniger als 8 ist, so wird ein Null-Ausgang erzeugt. Der Ausgang des Vergleichers 82 ist daher die Ziffer «1» oder die Ziffer «0» und repräsentiert das zu einem Zeitpunkt durch den Überbildpunkterzeuger 66 verglichene und gemessene vereinigte Ausgangssignal von 16 Bildpunkten.

Fig. 6 zeigt, dass die gesamte Kapazität des Überbild-punktvergleichspeichers 62 nur Einsechzehntel der gesamten Kapazität des Bildpunktvergleichspeichers 62 ist. Da dort jedoch weniger Gesamtüberbildpunkte vorliegen, ist es möglich, die Grobprüfung viel schneller durchzuführen, als wenn man Bildpunkt für Bildpunkt bestimmen würde. Die Grundkomponenten des Blockdiagramms nach Fig. 8 dienen zur Ausführung der ersten Phase oder Prüfung, auch Grobprüfung genannt. Die Grobprüfung ergibt sich aus Fig. 5, nach welcher der Vergleichsbereich aus 256 Überbildpunkten besteht. Der gesamte Überbildpunktbereich ist in vier 8 mal 8 Vergleichsunterbereiche I, II, III, IV von Überbildpunkten unterteilt, wobei jeder 8 mal 8 Überbildpunktunterbereich insgesamt 1024 Bildpunkte enthält.

Der Prüfvorgang beginnt mit dem ersten Vergleichsbereich I, welcher der oberen linken Ecke des Untersuchungsbereiches überlagert wird. Die Zahl von Übereinstimmungen an dieser Stelle wird an einer ersten Speicherstelle gespeichert. Der erste Überbildpunktvergleichsbereich wird dann zwei Bildpunkte nach rechts herüber bewegt und wiederum mit dem Untersuchungsbild und der Gesamtzahl von Übereinstimmungen in einer zweiten Speicherzelle verglichen. Das Verfahren wird an je zwei Bildpunkten bis zum Ende der Abtastung wiederholt. Die Vergleichszone wird jeweils zwei Bildpunkte und jeweils zwei Linien weiterbewegt, bis die Vergleichszone I vollständig über das gesamte Betrachtungsfeld gelaufen ist und die Summe jedes einzelnen Vergleichs an einer separaten Speicherstelle gespeichert ist.

Da der Vergleichsbereich I mit 8 mal 8 Überbildpunkten 64 Überbildpunkte enthält, kann an irgendeiner Speicherstelle ein Maximum von Übereinstimmungen von 64 erhalten werden, was eine genaue Korrelation zwischen dem Vergleichsbereich I und einem Bereich des Blickfeldes ergibt. Das Maximum der Vergleichseinrichtung kann durch eine Eingabe in den Schwellenwert auf 12 begrenzt sein, der einen

Ausgangswert von 12 einer maximalen Übereinstimmung von 64 gleichsetzt. Im Falle einer einzigen Nichtübereinstimmung kann die Zahl 11 erscheinen und eine Anzeige einer tatsächlichen Übereinstimmung von 63 liefern, wogegen ein Ausgangswert von Null eine Anzahl Übereinstimmungen von weniger als 52 anzeigen kann. Unterhalb von 52 Übereinstimmungen ist die Korrelation nicht mehr ausreichend verwendbar.

Die zweite Vergleichsunterzone wird dann am Ort im Gesichtsfeld eingegeben, aber um acht Überbildpunkte von dem ersten versetzt, um die räumliche Beziehung zwischen der zweiten Vergleichsunterzone und der ersten Vergleichsunterzone zu sichern. Der zuvor beschriebene Vorgang für die erste Vergleichszelle wird mit der zweiten Vergleichszelle wiederholt, die verglichen wird, und nachfolgend zwei Zellen nach rechts bewegt, verglichen und gespeichert wird mit der zuvor an der gleichen Stelle mit der ersten Vergleichszelle erhaltenen Summe. Die zweite Vergleichsunterzone wird dann über das Betrachtungsfeld in einer ähnlichen Weise mit einem Korrelationswert verglichen, der an jeder Stelle erhalten und mit dem vorherigen, unter Verwendung der Vergleichsunterzone I erhaltenen Wert akkumuliert wird. Am Ende des Durchlaufes der zweiten Vergleichszone kann der gesamte gespeicherte Wert an jeder Speicherstelle von 0 bis 24 ändern, was einem tatsächlichen Korrelationsmaximum von 128 entspricht.

Das Verfahren wird mit der Vergleichsunterzone III wiederholt, welche ihre Suche im Betrachtungsfeld mit acht Überbildpunkten unterhalb des Anfangspunktes der ersten Vergleichsunterzone beginnt und sich jeweils um zwei Bildpunkte wie zuvor fortsetzt. An jeder Stelle erfolgt ein Vergleich. Die Gesamtzahl in jeder Speicherzelle kann von 0 bis 36 reichen.

Das Verfahren wird mit der vierten 8 mal 8 Überbild-punktzelle wiederholt, wobei die Untersuchung an einer Stelle 8 Überbildpunkte unterhalb der zweiten Vergleichsunterzone und 8 Überbildpunkte über der dritten Vergleichsunterzone begonnen wird. Wie zuvor wird jede Stelle an je zwei Bildpunkten geprüft und gespeichert, wodurch ein Maximum einer gesamtmöglichen Speicherung von 48 in jeder der 4096 Speicherzellen erhalten werden kann, eine Zahl, die eine genaue Übereinstimmung zwischen dem gesamten Vergleichsbereich und dem zu untersuchten Bereich ergeben kann.

Gemäss Fig. 5 ist der Anfangspunkt für die Suche im Suchfeld, welches 128 mal 128 Bildpunkte aufweist. Da die Suche um zwei Bildpunktintervalle weiterrückt, ist die Gesamtzahl von Prüfungen auf jeder Abtastzeile 64 und die Gesamtzahl von Abtastzeilen ist 64 oder es liegt ein Total von 4096 einzelnen Stellen vor. Jeder der 4096 Vergleiche wird in eine separate Speicherzelle geschrieben. Die zwei höchsten anfallenden Korrelationswerte werden fortlaufend mittels eines Doppelpeakdetektors nachberechnet und die Adressen der Speicherstellen der zwei höchsten Peaks werden als ein Ergebnis der Grobsuche aufgezeichnet. Fig. 8 zeigt eine Einrichtung zur Grobkoordinatenverarbeitung, mit der die Koordinatenstellen der zwei höchsten Peaks als Ergebnis der Grobsuche bestimmt werden können. Gleiche Elemente aus anderen Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen wiedergegeben.

In der Grobvergleichmethode ist der Ausgang des oben genannten Videoprozessors 14 ein taktweise digitales Videosignal, welches zu einem Überbildpunkterzeuger 66 geführt wird. Da die Grobprüfung Überbildpunkte im Speicher mit Überbildpunkten in Echtzeit vergleicht, ist eine Umwandlung der wirklichen Struktur in Überbildpunkte im Überbildpunkterzeuger 66 erforderlich. Der Multiplexerschalter 64, der durch die Multiplexerlogiksteuerung 68 gesteuert

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wird, liefert das Ausgangssignal des Überbildpunktgenera-tors 66 an ein in Serpentinen aufgebautes Schieberegister 70, wie es durch Fig. 9 dargestellt ist. Das Ausgangssignal vom Multiplexerschalter 64 besteht aus einer Reihe von Überbildpunkten vom Überbildpunktgenerator 66, die der Reihe nach in das Schieberegister 70 eingegeben werden. Mit der Grobsuche soll ein zweidimensionales Feld geprüft werden, wobei es zunächst notwendig ist, die Überbildpunkte der Reihe nach in eine Reihe von 7 Schieberegistern 80, 82, 84, 86, 88,90 und 92 einzugeben, wobei jedes Schieberegister eine Abtastzeile lang ist, wodurch gewährleistet wird, dass nach 8 Abtastungen die Information mindestens der ersten Zeile aller acht Stellen am Ausgang der Schieberegister 80—92 steht. Auf diese Weise erscheinen die Informationen in der ersten Reihe der 1. Zeile am Ausgang des Schieberegisters 92, das Ausgangssignal der 2. Zeile der ersten Reihe am Ausgang des Schieberegisters 90 und in gleicher Weise herauf bis zur Zeile mit dem Ausgangssignal der 8. Zeile auf der direkten Linie zum Multiplexer 64.

Gemäss Fig. 8 wird das Ausgangssignal der acht Zeilen vom Serpentinen-Schieberegister 70 in den Vergleicher 100 geführt, wo die 8 mal 8 Überbildpunktinformation aus der Vergleichsunterzone I unmittelbar und in Echtzeit mit der zweidimensionalen 8 mal 8 Überbildpunktbereichinforma-tion vom abgetasteten Feld verglichen wird. Im Vergleicher 100 nach Fig. 10 wird jeder der 8 Zeilenausgänge vom Serpentinenschieberegister 70 an ein einzelnes 8-stelliges Schieberegister 102 geführt (nur eines dargestellt). Jedes Schieberegister 102 liefert die acht Speicherstellen parallel, die mit 8 Originalbildstellen des im Speicher 62 gespeicherten Referenzbildes verglichen werden können. Die Ausgänge adressieren unmittelbar einen Festspeicher (ROM), durch welchen eine Ausgangsanzeige der Zahl der Übereinstimmungen zwischen der Struktur im Schieberegister 102 und derjenigen im Vergleichsspeicher 62 erzielt wird. Der maximale Grad an Übereinstimmung in jedem ROM ist 8, was besagt, dass 8 Stellen mit 8 Stellen vom Speicher genau übereinstimmen. Die gesamte maximale Korrelation aller 8 ROM's 104 ist 64.

Zur Vereinfachung und Reduzierung der geforderten Speicherkapazität werden gemäss Fig. 10 die Ausgänge einem festprogrammierten Entschlüsseier ROM 110 zugeführt, welcher den Ausgangswertebereich von 64 (welcher eine maximale Übereinstimmung darstellt) auf einen maximalen Bereich von 12 reduziert. Mit anderen Worten, ein Ausgangswert von 12 ist gleich einem tatsächlichen Übereinstimmungswert von 64.

In der Praxis wird eine verwendbare Information nur durch einen hohen Grad an Übereinstimmung angezeigt und es ist daher lediglich notwendig, dass die zu hohen Anpassungswerten führenden Vergleiche bestimmt werden. Vergleichswerte unterhalb von 52 sind als unzuverlässig anzusehen. ROM 110 ist daher derart programmiert, dass er eine maximale Ausgangsanzeige mit dem Wert von 12 abgibt, wenn auf allen von den programmierten Festwertspeichern 104 kommenden Eingangsleitungen eine Eins anliegt. Eine Ausgangsanzeige von 12 entspricht einem Übereinstimmungswert von 64, eine Ausgangsanzeige von 11 ist gleich einem Übereinstimmungswert von 63 usw. bis herunter zu einer Ausgangsanzeige von 0, welche gleich oder weniger als einem Übereinstimmungswert von 52 entspricht.

Der Ausgang des ROM 110 erzeugt für eine gegebene zweidimensionale 8 mal 8 Suchstelle somit einen Ausgangswert von 0 bis 12.

Das Ausgangssignal am Vergleicher 100 erscheint zu einem gegebenen Zeitpunkt auf vier Leitungen und stellt einen Wert von 0 bis 12 dar, mit welchem ein Addierspeicherwerk 112 beschickt wird. Das Speicherwerk 112 nimmt die Über9 657 489

einstimmungsdaten für jede der 4096 Prüfungen auf, die an jeder der 8 mal 8 Überbildpunktvergleichsunterbereiche über das Betrachtungsfeld erfolgten, und gibt jede Speicherung an eine separate Stelle in einen Speicher 114. Jede Speicherstelle s im Speicher 114 ist einzeln mittels Adressen- und Steuersignalen von einer Steuerlogik 116 adressierbar.

Der Ausgang des Speicherwerkes 112 beliefert während der Belieferung jeder einzelnen Speicherzelle im Speicher 114 auch einen Doppelpeakdetektor 118, wodurch der an jeder

10 Speicherstelle eingegebene Informationswert fortlaufend überwacht und die zwei höchsten Korrelationswerte zurückgehalten werden. Die Suche wird für jeden 8 mal 8 Vergleichsbereich 4096 Mal fortgesetzt. Für jede Prüfung wird ein Maximalwert von 12 zugeführt und an jeder der 4096

15 Speicherstellen gespeichert. Wenn das Speicherwerk 112 jede Stelle im Speicher 114 heraufsetzt, überwacht der Doppelpeakdetektor 118 fortlaufend die zwei höchsten Speicherungen und zeichnet diese auf und hält die Koordinatenstellen in einem Adressierspeicherwerk 120 und 122. Am Schluss 20 der Vergleichsprüfung II ist die maximale Zahl 24, die an irgendeiner der 4096 Speicherstellen auftreten kann, und die zwei höchsten bestimmten Speicherungen werden ebenfalls in dem Doppelpeakdetektor 118 und die Adressierung im Speicherwerk 120 und 122 aufgezeichnet.

25 Der Prozess wiederholt sich zweimal mehr bis die 8 mal 8 Vergleichszone IV die 4096 Abtastungen vervollständigt und die gesamten Speicherungen an jeder der 4096 Stellen im Speicher aufgezeichnet sind. Die zwei höchsten Speicherungen werden ebenfalls im Doppelpeakdetektor 118 aufge-30 zeichnet und die Adressierungen der zwei Koordinaten im Registrierspeicher 120 und 122, wodurch Koordinatenstellen aufrechterhalten werden, welche die zwei höchsten Übereinstimmungen anzeigenden zwei höchsten Speicherungen aufweisen.

35 Zu diesem Zeitpunkt ist die Grobprüfung beendet. Zwei Speicherzellen mit den höchsten Übereinstimmungen sind lokalisiert und die entsprechenden Koordinaten von jeder verbleiben in den Adressierspeichern 120 und 122.

Im Anschluss an die Grobprüfung wird eine Feinprüfung 40 des Vergleichs 64 mal 64 normaler Bildpunkte über jede Koordinatenstelle durchgeführt, die durch die Grobsuche bestimmt und im Adressierspeicher 120 und 122 festgelegt ist.

Durch die Feinprüfung wird irgendeine Unklarheit be-45 züglich einer genauen Lokalisierung der besten Übereinstimmung festgestellt und beseitigt.

Die Feinsuche verwendet die in dem Adressierspeicher 120 und 122 gespeicherten Koordinaten. Die Feinsuche wird vorzugsweise nicht im Zentrum der Grobkoordinatenstellen so begonnen, sondern versetzt nach links und eine Bildpunktzahl herauf gemäss der Formel

55 worin N die entsprechende Dimension des Vergleichs in Bildpunkten ist.

In einer Ausführungsform wird ein 8 mal 8 Vergleicher benutzt und die Formel gibt daher an, dass das Zentrum der Feinprüfung anfänglich drei Bildpunkte nach links und drei 60 von jeder Grobkoordinatenstelle herauf im Speicherwerk 120 und 122 begonnen wird (Fig. 8). Die vorgenannte Versetzung berücksichtigt die Möglichkeit, dass der genaue Ort des Korrelationspeaks mit jeder Grobregistrierung nicht genau koinzidieren kann.

65 Das Blockdiagramm gemäss Fig. 11 zeigt die Ausführung der Feinprüfung. Die digital umgewandelte Bildtaktinformation vom Bildprozessor 14 durchläuft den Multiplexer 64 zum Schieberegister 70. Wie auch Fig. 9 zeigt, weist das

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serpentinenartige Schieberegister 8 Zeilen und 7 Schieberegister auf, die in Echtzeit geladen werden müssen, während jede Zeile abgetastet wird. Es werden daher 8 Abtastzeilen zum Einspeisen der ersten Reihe in das Schieberegister benötigt und dann 8 Kolonnen von Bildpunkten zum Laden der dem Vergleicher 100 zugeordneten Schieberegister. Zu diesem Zeitpunkt sind alle 8 Bildpunktkolonnen und alle 8 Reihen der Referenzdaten über das Betrachtungsfeld bewegt worden, um einen Ausgangswert zu erzeugen, welcher den Grad der Übereinstimmung oder Korrelation zwischen den untersuchten Bilddaten und dem Referenzbild darstellt. Die Prüfung findet in zwei Dimensionen statt und erzeugt wie zuvor einen Ausgangswert, der zwischen null und zwölf variiert, wobei die Zwölf die maximale Anpassung mit einem Wert von 64 darstellt. Der Ausgangswert wird an der ersten der 49 Speicherpositionen im Speicher 121 eingeschrieben.

Dem dem Vergleicher 100 zugeordneten Schieberegister werden dann 8 weitere Bildpunktkolonnen zugeschaltet und es wird ein zweiter 8 mal 8 Vergleich durchgeführt, welcher wiederum einen Maximalwert von 0 bis 12 aufweist, der mit 12 einer Maximalanpassung von 64 entspricht. Dieser zweite Zuwachs wird zum ersten addiert und die Summe wird in der gleichen Speicherposition gespeichert. Der Vorgang wird für jede 8 Bildpunktkolonne wiederholt bis das gesamte Feld von 64 Bildpunkten 8 mal verglichen und die Summe im Speicherwerk 121 aufgezeichnet ist, welches eine Gesamtkapazität von 49 Speicherpositionen besitzt.

Das Speicherwerk 121 ist unter Kontrolle einer Steuerlogik 123, welche der Reihe nach durch einen Adressiersteuerspeicher 124 angesprochen wird, welcher die Mittelkoordinate auswählt, um welche herum die Feinprüfung erfolgt. Üblicherweise wird ein einziges Prüffeld zu 64 Vergleichen führen, die an einer vorgegebenen Speicherstelle im Speicherwerk 121 akkumuliert werden.

Die gespeicherte Zahl im Speicher 121 stellt die beste Übereinstimmungszahl für 64 mal 64 Vergleichsbildpunkte dar.

Die Gesamtzahl von Prüfungen wird durch eine Stelle mit der Ausdehnung von 7 Bildpunkten in Länge und Breite bestimmt, die auf den Originalgrobkoordinaten zentriert ist.

Es ergibt sich, dass der Vergleicher 100 nicht arbeitet, während sieben Bildpunktzeilen in das Schieberegister 70 geladen werden. Der Vergleicher arbeitet ebenfalls nicht, während das Schieberegister 102 sieben Bildpunktkolonnen durchschiebt und bevor eine 8 mal 8 Korrelation in zwei Dimensionen erfolgen kann. Diese Wartezeit kann zum fortlaufenden Berechnen der Korrelationswerte von ankommenden Daten mit gespeicherten Vergleichsdaten benutzt werden, sobald das Serpentinenregister und Schieberegister einmal beladen worden sind. Mit anderen Worten, ein Umlauf und 64 Speicherungen können für jede der 49 Bildpunktpositionen erfolgen, was eine einmalige Lokalisierung von 64 einzelnen Speicher ungen ergibt, die für jeden der 49 Bildpunkte wiederholt wird, die um die Koordination der durch die Grobprüfung bestimmten Bildpunkte angeordnet sind.

Der Adressiersteuerspeicher 124 steuert die Speichersteuerlogik 123, wodurch die Koordinaten jeder der 49 gespeicherten Speicherpositionen in ihrer Lage bestimmt wer-

10

den. Die Adresse von jeder der 49 Speicherpositionen wird in bekannterweise gespeichert. Somit erzeugt der Vergleicher 100 ein Ausgangssignal ohne Wartezeit.

Wie vorstehend erwähnt, besitzt jede Speicherung einen 5 Maximalwert von 12 für jeden Vergleich und da für jede Bildpunktposition 64 Speicherungen erfolgen, kann eine maximal mögliche Zahl von 768 in jeder der 49 Positionen gespeichert werden. Die sich ergebende Speicherung kann in einer einzigen Abtastung erreicht werden. Der Vorgang wird io für jede der zwei vorgesehenen Orte im Registrierspeicher 122 durchgeführt.

Der Ausgangswert des Accumulatorspeichers 121 wird zu einem Peakzählerauswerter 126 geführt, welcher feststellt, ob ein tatsächlich angezeigter Peak vorliegt oder ob die aus-15 gewählte Koordinatenstelle gelöscht werden soll. In einer Ausführungsform misst der Peakauswerter die relative Schärfe eines Peaks. Dieses wird sehr einfach durch aufeinanderfolgendes Abziehen jeder der 48 umgebenden Werte von dem maximalen Peakwert durchgeführt, um zu bestim-20 men, ob der ausgewählte Peak tatsächlich ein solcher ist. Ein empirischer Testwert zeigte an, dass durch Differenzierung des ausgewählten Peaks von den Werten in seiner unmittelbaren Nachbarschaft und dann Zufügen der Unterschiede sich eine Zahl ergibt, welche die Zuverlässigkeit des ausge-25 wählten Peaks darstellt. Eine Summe weniger als 200 wird als eine untere Grenze einer Angabe über die Zuverlässigkeit verwendet. Es sei erwähnt, dass der hier beschriebene Bilddetektor nicht auf eine genaue Übereinstimmung achtet, sondern auf die beste Übereinstimmung. Es ist daher not-30 wendig, die Qualität der besten Übereinstimmung auszuwerten, um festzustellen, ob die beste Übereinstimmung zuverlässig ist.

Der Peakauswerter 126 führt eine aufeinanderfolgende Differenzierung durch und summiert diese Differenzen als 35 ein Mass der Auswertung des ausgewählten Peaks. Dieser Vorgang wiederholt sich für beide durch den Grobkoordina-tenlokator und wählt schliesslich denjenigen Peak aus, der die höchste Zuverlässigkeitszahl als die beste Rechnung des Vergleichortes im Blickfeld aufweist.

40 In der endgültigen Analyse berechnet der Peakberechner 126 einen Schwerpunkt oder Flächenmittelpunkt der Datenangabe im unmittelbaren Bereich des.vom Peakauswerter 126 ausgewählten Peaks. Der Schwerpunkt oder Flächenmittelpunkt ist einer Interpolation äquivalent, um das Zen-45 trum der Kurve zu finden, welche am besten zu dem Peak passt, und ob er tatsächlich auf einem Bildpunkt oder zwischen zwei benachbarten Bildpunkten liegt.

Der zuvor beschriebene Bildvergleich erfordert eine Gesamtheit von vier Suchfeldern, um die zwei Grobpositionen so festzustellen und ein Suchfeld zur Feststellung der Zeit für den Prozessor, um die Information durch Lokalisierung der Koordinaten zu erhalten. Die Feinprüfung erfordert zwei vollständige Suchfelder, eines für jede der zwei lokalisierten Grobpositionen und ein zusätzliches Feld zur Verarbeitung 55 der Information, wodurch insgesamt acht Suchfelder erforderlich sind, um die endgültigen Koordinaten der bestmöglichen Übereinstimmung zu erhalten. In einer Echtzeit erfordern die acht Suchfelder nicht mehr als 150 Millisekunden.

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s

8 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

1. 657 489

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Strukturerkennungsvorrichtung mit einer Bildkamera zur Erzeugung eines Bildsignals entsprechend einem zu betrachtenden Bereich, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Teil (18) der Bildkamera (10,12,18) opake Mittel (20) zur Herstellung eines Schwarzpegelbildsignals entsprechend einem durch die opaken Mittel (20) hervorgerufenen schwarzen optischen Bereich eines Strukturbildes angeordnet sind, ein Mittelwertbilder (32) zur Mittelwertbildung eines Bildsignals bezogen auf das Schwarzpegelbildsignal für die Erzeugung einer veränderlichen.Schwellwertspannung vorliegt und ein Mittel (36) zum kontinuierlichen Vergleichen des Bildsignals mit der Schwellwertspannung für eine Änderung des Ausgangssignals entsprechend der Lichtintensitätsänderung sowie ein Taktgeber (40) zum digitalen Umwandeln des verglichenen Bildsignals und zur Erzeugung eines taktweise digital umgewandelten Bildsignals angepasst an die ändernden Lichtintensitäten vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildkamera (10,12,18) kapazitiv mit dem Mittelwertbilder (32) gekoppelt ist und eine Halteschaltung (34) den Eingang des Mittelwertbilders (32) an Erde legt, während die Bildkamera (10,12,18) die opaken Mittel (20) abtastet.
3. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschaltung (34) durch einen Zeitimpuls steuerbar ist, der durch einen Zeitschaltkreis (16) erzeugt wird und eine Dauer aufweist, in welcher die Bildkamera (10,12,18) die opaken Mittel (20) abtastet.
4. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang eines Analogvergleichers (36) und des Taktgebers (40) an einen Flip-Flop-Kreis (42) geführt ist, um die Änderung der Ausgangsgrösse bei Auftreten eines Wechsels im Bildsignal, gemessen durch die Anstiegsflanke eines jeden Taktimpulses, zu erzeugen.
5. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gemittelte Bildsignal für jede Abtastlinie in einem Abtast- und Haltekreis (35) speicherbar und als eine Schwellwertspannung für die nächste Abtastung anwendbar ist, wodurch eine Anpassung des mittleren Lichtniveaus für jede Abtastung erreichbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des bestmöglichen Vergleichs zwischen einem Vergleichsbereich und einem Prüfbereich in Echtzeitverarbeitung die Bildkamera (10) mit einem Mittel (14) zur Erzeugung eines taktweise digital umgewandelten Bildsignals mit einer durch einen Bildpunkt bestimmten Impulsbreite verbunden ist und ein Mittel (66) zur Erzeugung eines Überbildpunktes mit einer Impulsbreite, die um einen vorgegebenen Betrag grösser als ein Bildpunkt ist, ein Mittel (72) zur Speicherung von Bildpunkten einer Vergleichsstruktur in mindestens einem adressierbaren ersten Speicher (62), ein Mittel (72) zur Speicherung von Überbildpunkten der Vergleichsstruktur in mindestens einem getrennt adressierbaren zweiten Speicher (62), ein Mittel (100) zum Vergleich von Überbildpunkten erzeugt vom Prüfbereich mit Überbildpunkten vom getrennt adressierbaren zweiten Speicher (62) und mit einer Anzeige des Vergleiches in jedem Prüfsegment, ein Mittel (112) zur Speicherung der Anzeigezahl in jedem Segment in mindestens einem getrennt adressierbaren dritten Speicher (114), ein Mittel (118) zur Bestimmung einer maximalen Anzeigezahl und zur Erkennung der Adresse der maximalen Anzeigezahl als ein Mass einer Groblokalisierung der bestmöglichen Übereinstimmung, ein Mittel (124) zur Herstellung einer Prüfmusters um die Grobkoordinate der bestmöglichen Übereinstimmung herum mit einer ungeraden Zahl von Bildpunkten mit der Grobkoordinate im Zentrum, ein Mittel (100) zum Vergleichen von Bildpunkten erzeugt aus dem Prüfmuster mit Bildpunkten aus dem adressierbaren ersten Speicher (62) und mit dem eine Vergleichszahl in jedem Segment des Prüfmusters erzeugbar ist, ein Mittel (123) zur Speicherung der Zahl in jedem Muster in mindestens einem getrennt adressierbaren vierten Speicher (121) und ein Mittel (126, 128) zur Bestimmung der maximalen Zahl in jedem Segment des Prüfmusters und zur Erkennung der Adresse als ein Mass der Feinlokalisierung der bestmöglichen Übereinstimmung vorgesehen sind.
7. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Überbildpunkt einem Bereich von sechzehn Bildpunkten entspricht.
8. 8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (126) zur Auswertung der maximalen Zahl vorgesehen ist, mit dem zur Bildung einer abhängigen Masszahl als Angabe für die maximale Zahl die letztere mit dem Wert aller Zahlen vergleichbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (126) zur Differenzbildung zwischen der Zahl in umgebenden Speicherzellen und der in der ausgewählten Speicherzelle bestimmten Maximalzahl und zum Summieren der Unterschiede zur Bildung der Masszahl als Angabe für die maximale Zahl vorgesehen ist.
10. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (66) zur Erzeugung eines Überbildpunktes ein zweidimensionaler Digitalfilter (76,78,80, 82) ist.
11. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsignalerzeugungsmittel (14) zur Erzeugung einer Reihe von taktweise digital umgewandelten Bildimpulsen eines Vergleichsbereiches und das Bildpunktspeichermittel (72) zur Aufzeichnung der Taktimpulsreihe in mehreren getrennt programmierbaren Speichern (62) vorgesehen sind, ein Mittel (78) zur Erzeugung einer Reihe von vergrösserten taktweise digital umgewandelten Bildimpulsen des Vergleichsbereiches vorliegt, das Überbildpunktspeicher-mittel (72) zur Aufzeichnung der Reihe der vergrösserten Taktimpulse in mehreren getrennt und verschieden programmierbaren Speichern (62), das Bildsignalerzeugungsmittel (14) zur Erzeugung einer Reihe von vergrösserten taktweise digital umgewandelten Bildimpulsen eines Prüfbereiches in Echtzeit und der getrennt adressierbare zweite Speicher (62) zum Vergleichen der vergrösserten Impulse mit den gespeicherten vergrösserten Impulsen in einer Echtzeit in mehreren getrennten Prüfpositionen zur Bildung einer die Zahl der Übereinstimmungen in jeder Position repräsentierenden Zahl vorgesehen sind, und ein Mittel (118) zur Speicherung der Zahl in jeder Prüfposition in getrennt adressierbaren fünften Speichern (120,122) an jeder Prüfposition, ein Mittel (118) zur Erkennung der höchsten Speicherungszahl in den fünften Adressierspeichern (120,122) und ein Mittel (118) zur Bestimmung der Adresse und daher der Koordinaten der Speicherzelle mit der höchsten Zahl als ein Mass der Prüfposition der besten Übereinstimmung vorliegen.
12. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (118) zur Erkennung der höchsten Speicherungszahl in jedem der fünften Adressierspeicher (120,122) zur Messung der höchsten Speicherungszahl vorgesehen ist.
13. 13. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (62, 66) für eine Grobprüfung zur Bestimmung der Koordinaten einer Prüfstelle mit den Anzeigen einer bestmöglichen Übereinstimmung, ein Mittel (126) zur Anpassung jeder einzelnen Zahl für jede Gesamtzahl der ungeraden untersuchten Bildpositionen, ein Mittel (126) zur Bestimmung der Adresse und daher der Koordinate des Speichers mit der höchsten Speicherzahl, ein Mittel (126) zur Bestimmung des Wertes der höchsten Zahl durch

    2

    5

    10

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    Vergleich derselben mit dem Wert aller Zahlen zur Bildung einer abhängigen Masszahl und ein Mittel (126) zur Bestimmung des Flächenmittelpunktes von Punkten durch Vergleich der Zahlen aller einzelnen Zählungen zur Bildung der höchstmöglichen Zahl und der Koordinate dieser Zahl vorgesehen sind.
14. 14. Verfahren zum Betrieb der Strukturerkennungsvorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das taktweise digital umgewandelte Bildsignal mit der durch einen Bildpunkt bestimmten Impulsbreite und der Überbildpunkt mit der um den vorgegebenen Betrag grösseren Impulsbreite als der Bildpunkt erzeugt werden, Bildpunkte der Vergleichsstruktur im adressierbaren ersten Speicher (62) und Überbildpunkte der Vergleichsstruktur im getrennt adressierbaren zweiten Speicher (62) gespeichert werden, Überbildpunkte aus dem Prüfbereich mit Überbildpunkten aus dem getrennt adressierbaren zweiten Speicher (62) verglichen werden und eine Zahl erzeugt wird, die einen Vergleich in jedem verglichenen Segment anzeigt, die Zahl in jedem Segment im getrennt adressierbaren dritten Speicher (114) gespeichert wird, die maximale Zahl bestimmt und die Adresse des dritten Speichers (114) bestimmt wird mit der Maximalzahl als ein Mass der Groblokalisierung der bestmöglichen Übereinstimmung, das Prüfmuster um die Grobkoordinate herum mit der ungeraden Anzahl von Bildpunkten mit dem Koordinatenbildpunkt im Zentrum gebildet wird, Bildpunkte aus dem Prüfmuster mit Bildpunkten aus dem getrennt adressierbaren zweiten Speicher (62) verglichen werden und eine Zahl erzeugt wird, die dem Vergleich in jedem Segment des Prüfmusters entspricht, die Zahl in jedem Muster im getrennt adressierbaren vierten Speicher (121) gespeichert wird und die Maximalzahl in jedem Segment des Prüfmusters und die Adresse der Maximalzahl ein Mass für die Feinlokalisierung der besten Übereinstimmung bestimmt werden.
15. 15. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Überbildpunkt einem Bereich von sechzehn Bildpunkten gleich ist.
16. 16. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der höchsten Zahl durch Vergleich derselben mit dem Wert aller Zahlen erfolgt, um eine willkürlich abhängige Masszahl zu ermitteln.
17. 17. Verfahren nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Zahl in umgebenden Speicherzellen und der Maximalzahl bestimmt im ausgewählten Speicher gebildet wird und das Ergebnis zugefügt wird, um die Masszahl hervorzurufen.
18. 18. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Überbildpunkterzeuger (66) ein zweidimensionales Digitalfilter (76,78, 80, 82) ist.
19. 19. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe der taktweise digital umgewandelten Bildimpulse des Vergleichsbereiches erzeugt wird, die in mehreren der getrennt programmierbaren ersten und zweiten Speicher (62) aufgezeichnet wird, eine Reihe von vergrösserten taktweise digital umgewandelten Bildimpulsen des Vergleichsbereiches erzeugt wird, die in mehreren der getrennt und verschieden programmierbaren dritten Speicher (114) aufgezeichnet wird, eine Reihe von vergrösserten taktweise digital umgewandelten Bildimpulsen eines Prüfbereiches in Echtzeit erzeugt wird, die in Echtzeit mit gespeicherten vergrösserten Impulsen in mehreren getrennten Prüfpositionen verglichen werden, um eine die Zahl der Übereinstimmungen in jeder Position repräsentierende Zahl zu erhalten, die Zahl in jeder Prüfposition in getrennt adressierbaren vierten Speichern (121) an jeder Prüfposition gespeichert wird, die höchste Speicherungszahl in jedem getrennt adressierbaren vierten Speicher (121) festgestellt und dann die Adresse und da657 489

    her die Ortskoordinaten der vierten Speicher (121) mit der höchsten Zahl als ein Mass der Suchstelle mit der besten Übereinstimmung bestimmt wird.
20. 20. Verfahren nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die höchste Speicherung in zwei der getrennt adressierbaren vierten Speicher (121) gemessen und dann die Adresse beider vierter Speicher (121) und daher die Koordinaten derselben bestimmt werden.
21. 21. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grobprüfung zur Bestimmung der Koordinaten einer Prüfstelle mit den Anzeigen der bestmöglichen Übereinstimmung und eine Prüfung der ungeraden Zahl von Prüfpositionen um die durch die Grobprüfung bestimmten Koordinaten durchgeführt werden, um die Koordinaten-prüfstelle als das Zentrum der ungeraden Zahl zu vergleichenden Prüfstellen zu bilden, die Impulse aus dem Prüfbereich mit Impulsen vom getrennt adressierbaren zweiten Speicher (62) über den gesamten Prüfbereich für jede Prüfstelle verglichen werden, um mehrere einzelne Zählungen der Zahl der Übereinstimmungen an jeder geprüften Stelle zu erhalten, jede einzelne Zählung im getrennt adressierbaren vierten Speicher (121) gespeichert wird, wobei die Koordinaten jedes Speichers ablesbar bestimmt werden, jede Zählung für jede Gesamtzahl an ungeraden untersuchten Prüfstellen angepasst wird, die Aussteuerung und daher die Speicherkoordinate mit der höchsten Speicherzahl bestimmt wird, der Wert der Höchstzahl durch Vergleich derselben mit dem Wert aller Zählungen ausgewertet wird, um einen willkürlichen Wert hervorzubringen, und das Flächenzentrum von Punkten durch Vergleich bestimmt wird, um die höchstmögliche Zahl und die Koordinate derselben zu bilden.