ES2248669T3 - Procedimiento para la representacion de imagenes con una relacion anchura-altura modificada. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la representación de una imagen original (1), registrada electrónicamente en un formato original, en un formato de representación, que se diferencia del formato original en lo que se refiere a la relación entre la anchura y la altura, sobre una unidad de representación (9) como imagen de representación (7) deformada, que comprende las siguientes etapas: u detección de la imagen original (1) numerosos puntos de imagen original; u determinación de una zona principal (5) en la imagen original, que debe representarse de manera no deformada, y de una o varias zonas secundarias (6), que pueden representarse deformadas; u determinación de un formato de representación, que corresponde al formato físico de la unidad de representación (9); u determinación de una función de deformación con al menos una porción de traslación, que transfiere las coordenadas origines (x0, y0) de los puntos de imagen original a coordenadas de representación (xA, yA), siendo reproducida la zona principalde una manera no deformada y siendo representada la zona secundaria (6) de una manera deformada no lineal; u transformación de la imagen original, siendo determinadas las coordenadas originales (x0, y0), que son representadas, a través de la aplicación de la siguiente función de deformación no lineal sobre las coordenadas de representación (xA, yA) a partir de éstas: x0 = Sx u xA + Dx = Sx u xA + f(xnA) y0 = Sy u yA + Dy = Sy u yA + f(ynA) donde Sx, SY son factores de escala y Dx, DY son sumandos de traslación, y se aplica n > 1; u representación de los puntos de imagen de representación en el formato de representación sobre la unidad de representación (9).

Description

Procedimiento para la representación de imágenes con una relación anchura-altura modificada.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la representación de una imagen original, detectada electrónicamente en un formato original, en un formato de representación, que se desvía del formato original con respecto a la relación entre la anchura y la altura, sobre una unidad de representación.

Si se detectan electrónicamente imágenes de un entorno determinado, se transmiten y se representan sobre una unidad de representación, existe con frecuencia la necesidad de reproducir una zona de visión grande sobre una representación más pequeña. Para solucionar este problema, se han empleado anteriormente espejos no planos, la mayoría de las veces curvados convexos.

Se conoce a partir del documento DE 196 28 672 C2 un espejo deformable, en el que una placa del espeso puede ser deformada a través de un mecanismo de ajuste, para posibilitar una reproducción variable de una zona de visión a detectar. Una disposición de este tipo necesita mecanismos de ajuste sensibles, complicados y, por lo tanto, está limitada al empleo en aplicaciones muy especiales. En general, con instalaciones de reproducción óptico-mecánicas no es posible llevar a cabo una separación espacial flexible entre el aparato de registro de imágenes y una instalación de representación.

Por ejemplo, para la mejora de las posibilidades de visión en el tráfico por carretera se emplean combinaciones de cámaras y elementos electrónicos de representación en vehículos. Éstas deben completar o sustituir parcialmente soluciones de espejos convencionales, especialmente mejorar la visión hacia atrás y en las zonas laterales. En este contexto, se conoce a partir del documento US 5.027.200 una instalación mejorada de visión lateral y de visión hacia atrás para automóviles. En este caso, se detectan desde varias cámaras imágenes parciales, que son representadas de forma adyacente entre sí sobre una unidad especial de representación electrónica. Para cubrir una zona de visión grande, las unidades de representación deben utilizarse con una anchura de representación grande, que solamente están poco difundidas, por lo que los costes de tales sistemas se incrementan drásticamente. Tales instalaciones de visión en vehículos tienen, además, en común que uno o varios de los aparatos de detección de imágenes sobresalen sobre las paredes exteriores del vehículo, con lo que se perjudica especialmente el valor C_{w}, lo que no es deseable desde el punto de vista de un consumo lo más reducido posible de combustible. Puesto que especialmente en situaciones de tráfico por carretera debe detectarse y representarse una zona de visión, que proporcione una imagen muy ancha y sólo poco alta, los aparatos de representación convencionales con los formatos de representación habituales (por ejemplo
4 : 3 ó 16 : 9) no son adecuados con frecuencia para una representación clara de la zona de visión que interesa.

Cuando deben representarse, por ejemplo, hasta tres imágenes tomadas por cámaras adyacentes entre sí sobre un aparato de representación, como se propone según el documento JP 2000 242 896 A, en el caso de utilización de una resolución de la cámara de 720 x 576 puntos de imagen (píxel) y una reproducción completa de las imágenes originales, resultaría una relación entre anchura y altura de 3,75 para la unidad de representación. Los aparatos de representación convencionales de precio favorable poseen, sin embargo, una relación máxima entre la anchura y la altura de 1,78 (16 : 9). La división de la imagen original en varias unidades de representación eleva el gasto técnico y plantea problemas especiales, cuando deben representarse zonas de visión con formatos variables.

En el documento DE 199 51 699 A1 se describe un procedimiento de procesamiento de imágenes, que permite la representación de varias imágenes individuales sobre monitores dispuestos adyacentes. Las imágenes parciales detectadas por diferentes cámaras de vídeo pueden presentar en este caso zonas de solape, que son eliminadas por medio de una unidad de procesamiento de imágenes digitales para evitar una interpretación errónea en la zona de solape de las zonas de visión. Sin embargo, toda la zona de visión debe representarse dividida en varios monitores. No existe ninguna posibilidad de adaptar el formato de la imagen original, compuesta por varias imágenes parciales, a otro formato de representación, cuando deben mantenerse todas las informaciones de las imágenes.

En el documento DE 195 39 642 A1 se describe un procedimiento para la visualización de un espacio de supervisión no visible directamente. A tal fin, se utiliza, en un dispositivo correspondiente, un objetivo de cámara con un ángulo del objetivo extraordinariamente amplio. Al objetivo de la cámara está asociado un sensor electrónico de imágenes, que detecta el valor de la claridad de una sección de la imagen original. Este procedimiento sirve sobre todo para conseguir una capacidad de interpretación mejorada de una toma de ángulo ancho, que debe facilitar especialmente el aparcamiento al conductor de un vehículo. Sin embargo, todavía permanece el problema de que para la detección de la zona de visión que interesa, debe representarse una imagen relativamente ancha, cuyo formato original no coincide con los formatos habituales de las unidades de representación de bajo precio.

Una modificación de la escala de la imagen original para la representación en una unidad de representación con formato variable se describe en Schröder, Hartmut: "Mehrdimensionale Signalverarbeitung", ISBN 3.519.06197-X, páginas 235 y siguientes. La escala se realiza en conexión con la adaptación de una imagen de televisión desde el formato de 16 : 9 al formato de 4 : 3 y a la inversa. Se utiliza un factor de escala variable linealmente, para adaptar la imagen en las zonas marginales al formato de la representación. No obstante, la zona no distorsionada de la imagen debe colocarse siempre en el centro sobre la representación.

El documento WO 02/30122 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para el procesamiento digital de imágenes de cámaras que varían con frecuencia, en los que se reducen la altura y la anchura de las imágenes digitales y al mismo tiempo deben mantenerse zonas de visión con informaciones visuales importantes. En este caso, se determinan una primera zona de escala y una zona de escala periférica. Los puntos de imagen que se encuentran en la primera zona de escala son escalados de una manera proporcional en la altura y en la anchura. La zona de escala periférica es escalada con factor de escala más elevado que la primera zona de escala y de esta manera se representa comprimida con relación a la primera zona de escala. De esta manera se producen forzosamente puntos discontinuos en los lugares de transición entre la primera zona de escala y la zona de escala periférica, es decir, que aparecen saltos y cantos no deseados en la imagen.

Por lo tanto, un problema de la presente invención consiste en preparar un procedimiento para la representación de una imagen original detectada electrónicamente en el formato original, con el que es posible transformar este formato original en un formato de representación con relación variable entre la anchura y la altura, para representar toda la imagen original sobre una unidad de representación, sin que para ello sea necesario un corte de zonas marginales de la imagen original. En particular, se pretende configurar la transformación en el formato de representación de tal manera que se mantenga toda la zona de visión que está disponible en el formato original, aunque en virtud del formato de representación modificado, no es posible una representación acorde con la escala de la imagen original sobre la unidad de representación. Por último, la transformación del formato en una zona predeterminada, que puede ser seleccionada de una manera casi discrecional, no debe provocar distorsiones, para que en esta zona se mantenga la resolución máxima de la unidad de representación para la representación de todos los detalles.

Éstos y otros problemas son solucionados por medio del procedimiento según la invención, cuyas etapas del procedimiento se indican en la reivindicación 1.

A través de la determinación de una función de deformación adecuada, que contiene una porción de traslación, y la transformación electrónica de toda la imagen original es posible por primera vez adaptar el formato de la imagen al formato de representación predeterminado, siendo representada, sin embargo, una zona principal especialmente interesante de la imagen original esencialmente no deformada o bien sólo con una deformación reducida. De esta manera se elude con éxito en gran medida el problema de los sistemas convencionales de procesamiento de imágenes, que posibilitan, dado el caso, una adaptación del formato, siendo sometida toda la imagen a una deformación. Según la invención se lleva a cabo la deformación de zonas de imágenes individuales con diferente ponderación. Una zona principal especialmente interesante, que se puede determinar de diferentes manera, permanece esencialmente inalterada para el observador, de manera que se pueden percibir todos los detalles sin problemas. Según el tamaño de esta zona principal seleccionada y de acuerdo con la magnitud del espacio que permanece sobre la unidad de representación para la representación de las zonas secundarias, se deforman estas zonas secundarias con una magnitud diferentes, para adaptar el formato de toda la imagen al formato de la representación.

Por lo tanto, la invención se puede aplicar en los más diferentes sistemas, con tal que la detección de las imágenes se realice por una vía opto-electrónica y, por lo tanto, estén disponibles datos electrónicos, que representan la imagen original y se puedan procesar a través de la utilización de rutinas de software adecuadas o el procesamiento de datos en unidades de circuitos especiales. Un campo de aplicación preferido de la invención se puede ver en la técnica de vehículos y de supervisión. Por ejemplo, con unidades electrónicas de detección de imágenes se puede detectar toda la zona lateral y trasera alrededor de un vehículo, de manera que está disponible como imagen original un campo de visión muy amplio. De una manera convencional, se pueden agrupar varias imágenes parciales en una imagen total, sobre la que se aplica entonces el procedimiento según la invención, para representar toda la zona de visión sobre una unidad de representación convencional. En función de la situación respectiva de la marcha, determinadas secciones de la zona de visión supervisada tienen un interés especial para el conductor del vehículo, las cuales son representadas entonces de manera esencialmente no deformada como zona principal. Las zonas secundarias con importancia subordinada se pueden deformar más o menos, sin que se pierda en este caso la información general de la imagen.

En una forma de realización preferida es posible no sólo establecer la zona principal en la imagen, sino también desplazarla durante un procesamiento continuo de la imagen dentro de la imagen, de manera que se puede adaptar la zona principal representada no deformada a la situación de supervisión respectiva. Para facilitar al usuario el reconocimiento y, dado el caso, el desplazamiento manual de la zona principal, ésta se puede identificar especialmente en la unidad de representación o bien se puede representar de forma resaltada. El desplazamiento de la zona principal es posible también de una manera automática cuando, por ejemplo, se reconoce un objeto móvil, por ejemplo, a través de algoritmos especiales de procesamiento de imágenes y se define como zona principal. La zona principal se puede acoplar en este caso con el objeto móvil y se puede seguir su movimiento. Especialmente en el caso de aplicación de la invención en la técnica de vehículos, también es posible colocar la zona principal sobre una zona preferida de la imagen, por ejemplo sobre un vehículo siguiente o un vehículo que adelanta y se puede mantener esta zona principal a pesar de un entorno que cambia rápidamente en virtud del aparato de toma de imágenes móvil.

La presente invención indica, además, un sistema de procesamiento de imágenes, que es adecuado para la realización del procedimiento mencionado anteriormente. Un sistema de procesamiento de imágenes de este tipo comprende al menos un aparato de toma de imágenes para la detección de una imagen original y al menos una unidad de representación, cuyo formato de representación se diferencia del formato original de la imagen original detectada con respecto a la relación entre la anchura y la altura. Además, está prevista una unidad de procesamiento de imágenes, que lleva a cabo, además de funciones convencionales de procesamiento de imágenes en una unidad de transformación integrada, el procedimiento según la invención. La unidad de procesamiento de imágenes puede estar constituida, en general, por unidades de circuitos electrónicos adaptadas. Para el procesamiento rápido de una cantidad grande de datos de imágenes son especialmente adecuados circuitos lógicos programables por el usuario (FPGA, ASIC). No obstante, la unidad de procesamiento de imágenes y especialmente la unidad de transformación se pueden realizar también por medio de un microprocesador rápido, en el que se ejecuta un programa de procesamiento de datos adaptado.

El sistema de procesamiento de datos según la invención se puede acoplar con las más diferentes aplicaciones, con tal que, cuando sean detectadas zonas de visión mayores por las unidades electrónicas de detección de imágenes, sea posible con el sistema de procesamiento de imágenes según la invención, representar zonas esenciales con alta resolución y llevar a cabo una reducción selectiva de las informaciones de imágenes en zonas secundarias no esenciales, sin que en este caso se pierdan totalmente las zonas secundarias. Como aparatos de registro de imágenes se pueden emplear cámaras CCD o también cámaras CMOS, que ofrecen una serie de ventajas especialmente en el empleo en la técnica del automóvil y en la técnica de supervisión. Cuando deben supervisarse diferentes situaciones del tráfico, es conveniente la distribución de la claridad logarítmica, conocida por cámaras CMOS, para poder representar de una manera óptima para el usuario del sistema de procesamiento de imágenes las informaciones de imágenes, que son necesarias para el control de diferentes situaciones de tráfico, también cuando existan fuertes diferencias de la claridad.

Otras ventajas, detalles y desarrollos de la presente invención se deducen a partir de la descripción siguiente de formas de realización preferidas, con referencia a los dibujos. En este caso:

La figura 1 muestra el desarrollo de una representación de una imagen original sobre una unidad de representación con relación variable entre la anchura y la altura utilizando un procedimiento de procesamiento de imágenes según el estado de la técnica.

La figura 2 muestra la transformación de una imagen original en un formato de representación diferentes, utilizando el procedimiento según la invención.

La figura 3 muestra un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento de imágenes según la invención.

La figura 4 muestra una representación de principio de un vehículo, en la que se utiliza el sistema de procesamiento de imágenes.

La figura 5 muestra una vista parcial de una posibilidad de montaje de principio de un aparato de toma de imágenes en el interior del vehículo.

La figura 6 muestra una representación de diagrama de un sumando de traslación relacionado para diferentes columnas de la imagen sobre un aparato de representación.

Para que se comprendan mejor las diferencias con respecto a los procedimientos de procesamiento de imágenes habituales hasta ahora, se muestra en la figura 1 una situación típica del tráfico en cuatro imágenes simplificadas, con lo que se ilustra la representación de una imagen original sobre una unidad de representación de acuerdo con el estado de la técnica. La imagen A corresponde a una zona de visión, que se puede obtener, por ejemplo, desde un vehículo sobre el espacio trasero del tráfico de una calzada de dirección de dos carriles. A través de la limitación de esta zona de visión se puede definir una imagen original 1, de la que se cortan secciones marginales 2 predeterminadas sin la evaluación del contenido. La imagen original 1 definida de esta forma se muestra en la imagen B con las secciones marginales superior e inferior 2. Según el caso de aplicación, la imagen original 1 se puede definir a través de una pantalla óptica o por vía electrónica. Como imagen original se entiende aquí, por lo tanto, todo el fragmento a tener en cuenta de una zona de visión posible, que debe representarse en una unidad de representación. Durante el corte de las zonas marginales se pueden producir ya pérdidas de información esenciales, puesto que no se procesa la información de la imagen contenida en las zonas marginales.

La imagen 3 de la figura 1 muestra la imagen original ampliada 1, que debe confeccionarse a continuación para la reproducción sobre la unidad de representación. A tal fin sería posible de nuevo cortar otras zonas marginales sin evaluación. Cuando en otro caso, como en el ejemplo representado, se prepara una imagen original, cuya anchura es claramente mayor que la altura, debe modificarse la relación entre la anchura y la altura, para poder representar toda la imagen original en una unidad de representación convencional utilizando toda la superficie de representación. En general, se contemplan como unidades de representación, pantallas LCD, monitores CRT u otros aparatos de representación, que están adaptados al caso de aplicación respectivo. En función del caso de aplicación hay que decidir si es conveniente una representación en color o una representación en blanco y negro. La unidad de representación debe estar en condiciones en cada caso de representar numerosos puntos de imagen, a partir de los cuales se puede componer una imagen completa con la resolución necesaria.

La imagen D muestra una imagen de representación 3, que ha sido obtenida a partir de la imagen original 1 a través de aplastamiento de la anchura. La imagen de representación 3 está adaptada al formato de representación de la unidad de representación utilizada. Todas las zonas de la imagen de representación 3 están aplastadas de una manera uniforme, de tal forma que, en virtud del mantenimiento de la altura con respecto a la imagen original, se produce una distorsión uniforme en toda la imagen. En el ejemplo mostrado aquí se puede reconocer que, por ejemplo, los vehículos representados sobre la carretera más atrás, solamente se pueden reconocer todavía con dificultad, en virtud del aplastamiento y se dificulta también en una medida considerable la estimación de la distancia con respecto al vehículo delantero debido a la distorsión producida. Para el usuario de un sistema de procesamiento de imágenes de este tipo según el estado de la técnica, es difícil el reconocimiento de la situación del tráfico, puesto que las zonas que realmente interesan se representan tan distorsionadas como las secciones menos interesantes de la imagen completa. Una distorsión de este tipo de la imagen original para la representación en otro formato de representación se lleva a cabo habitualmente también por medio de elementos ópticos, especialmente espejos convexos. Los conductores de vehículos conocen tales aplicaciones, por ejemplo, de espejos retrovisores laterales especiales en el vehículo o también a partir de espejos de visión estacionarios en entradas de calles complicadas.

La figura 2 muestra en dos imágenes las diferentes etapas durante el procesamiento de imágenes según la presente invención. Durante la aplicación del procedimiento según la invención se parte de nuevo de la imagen original 1 seleccionada y, dado el caso, recortada de forma grosera, como se representa de nuevo en la imagen E. En la etapa siguiente del procedimiento se selecciona una imagen principal 5, que se muestra aquí como banda luminosa. La zona principal 5 puede ser seleccionada de forma automática a partir de la situación respectiva de la circulación y/o a partir del contenido total de la imagen original. En el ejemplo representado, la atención de un conductor del vehículo, en el que se emplea el sistema de procesamiento de imágenes, se dirige directamente detrás o bien hacia el vehículo que circula a su lado. La zona principal 5 se coloca de esta manera sobre el lado izquierdo de la imagen original, para situarse en esta sección especialmente interesante.

De acuerdo con la forma de realización, es concebible que el usuario de un sistema de procesamiento de imágenes de este tipo pueda desplazar manualmente la zona principal, en la que marca, por ejemplo, la zona que le interesa especialmente sobre una pantalla sensible al tacto con una huella digital. Cuando el sistema de procesamiento de imágenes es accionado, en una forma de realización modificada, de forma estacionara para fines de supervisión, se podría definir también de forma automática la zona principal, a través de la detección de un objeto móvil dentro de una zona de supervisión grande, que se representa totalmente en la imagen original.

Fuera de la zona principal 5 están definidas al mismo tiempo zonas secundarias 6, que contienen menos informaciones de imágenes importantes. Hay que indicar que dentro de la imagen original se pueden determinar también varias zonas principales, cuando en una imagen original grande, varias secciones separadas entre sí tienen un interés especial para el observador de la imagen. De la misma manera debe mencionarse que las imágenes representadas en las figuras 1 y 2 solamente tienen carácter ejemplar del formato de las imágenes y del tamaño de la zona principal y de la zona secundaria. En otros casos de aplicación sería posible también definir, a partir de una imagen original con una altura esencialmente mayor que la anchura, una zona principal que está incluida rodeada por zonas secundarias.

La imagen original 1 debe transformarse, a través de la aplicación del procedimiento según la invención, en una imagen de representación, de tal forma que en la zona principal fija no se lleva a cabo ninguna o sólo una distorsión o deformación muy reducida de la imagen, mientras que en las zonas secundarias es admisible un aplastamiento más fuerte.

En la imagen F de la figura 2 se representa el resultado de la transformación como imagen de representación 7 deformada de una manera uniforme. La zona principal 5, que se pone de manifiesto de nuevo a través de una iluminación, se reproduce esencialmente sin deformación en la imagen de representación 7. Las zonas secundarias 6, que están adyacentes a la zona principal 5, son deformadas no linealmente, pero sin puntos de inconsistencia, de manera que toda la información de la imagen original está contenida en la imagen de representación, pero se representa de una manera deformada dentro de las zonas secundarias 6. Para evitar las inconsistencias, que conducirían a errores de interpretación durante la consideración de la representación, se lleva a cabo en la proximidad de la zona principal 5 solamente una deformación más reducida, mientras que en las zonas marginales exteriores es necesaria una deformación más fuerte, para reproducir toda la imagen sobre la unidad de representación. Los detalles de la transformación necesaria para ello se explican todavía con más detalle a continuación.

La figura 3 muestra un diagrama de bloques simplificado de un sistema de procesamiento de imágenes según la invención. El sistema de procesamiento de imágenes comprende una o varios aparatos de detección de imágenes 8, por ejemplo cámaras CCD o cámaras CMOS. Además, está prevista una unidad de representación 9, pudiendo acoplarse también varias unidades de representación, cuando la información de la imagen debe estar disponible, por ejemplo, en diferentes lugares o debe distribuirse en una superficie grande sobre varias representaciones. Entre los aparatos de detección de imágenes 8 y la unidad de representación 9 está acoplada una unidad de procesamiento de imágenes 10, que incluye una unidad de transformación, en la que se lleva a cabo el procedimiento para la deformación de la imagen original.

La figura 4 muestra un vehículo 11 en una vista simplificada desde arriba. En el vehículo 11 está integrado un sistema de procesamiento de imágenes, que comprende aquí tres cámaras 8 como aparatos de detección de imágenes y una unidad de representación 9. Los tres aparatos de detección de imágenes 8 poseen en cada caso una zona de detección 13, de manera que en el ejemplo representado se suministran tres imágenes parciales al sistema de procesamiento de imágenes y deben ser combinadas por éste antes de la realización de la transformación para la formación de una imagen original unitaria. A partir del estado de la técnica se conocen varias disposiciones de procesamiento de datos para este problema, de manera que se puede prescindir de una descripción detallada de este procesamiento de imágenes preparado. En determinadas situaciones de la circulación, puede ser también suficiente o deseable procesar solamente la imagen de un aparato individual de detección de imágenes 8 como imagen original, de manera que se pueden suprimir las señales de imágenes suministradas por otros aparatos de detección de imágenes.

La unidad de representación 9 está colocada en el vehículo de tal forma que pueden ser bien vista desde la posición de un conductor 14. Por ejemplo, se puede colocar un monitor en el panel de instrumentos del vehículo. De la misma manera es posible con unidades de proyección modernas proyectan una imagen virtual en una sección predeterminada del parabrisas del vehículo. La unidad de representación 9 podría estar dividida también en varias representaciones, para disponerlas, por ejemplo, en una posición lateral 15, a saber, en la dirección de la visión, que utiliza el conductor del vehículo habitualmente para una visión en el espejo retrovisor lateral.

La figura 5 muestra en una representación de detalle la posición de la cámara 8, que está colocada sobre el lado derecho en el vehículo 11. A través del procesamiento especial de imágenes es posible colocar los aparatos de detección de imágenes totalmente dentro del vehículo, sin que haya que temer por ello limitaciones con respecto a la zona de detección óptica. A tal fin, en una pared exterior del vehículo 17 está insertada una sección de pared transparente 18, a través de la cual la cámara 8 puede tomar la imagen de la zona de detección 13. Sobre el lado interior del vehículo está prevista de una manera preferida una carcasa 19, que encapsula la cámara 8 y que protege de esta manera frente a modificaciones no deseadas de la posición y a incidencia no deseada de la luz lateral. La ventaja esencial de una colocación de este tipo de la cámara 8 consiste en que no se proyectan secciones de la cámara sobre la pared exterior del vehículo, lo que se manifiesta de una manera ventajosa sobre la resistencia del viento del vehículo.

A continuación se explica en detalle el procedimiento, que debe realizarse para llevar a cabo la transformación ya descrita anteriormente de la imagen original en la imagen de representación con una relación modificada entre la anchura y la altura. Puesto que la imagen original está constituida por puntos e imagen original detectados electrónicamente, los puntos de imagen original individuales deben transformarse en los puntos de imagen de la representación. Cada punto de imagen original está definido en su posición por medio de coordenadas, a saber, la anchura x_{0} y la altura y_{0}. El punto de imagen de representación que debe mostrarse se encuentra en una posición sobre la unidad de representación con las coordenadas x_{A} (anchura) e y_{A} (altura). El procedimiento según la invención puede ser especialmente ventajoso y se puede realizar con un gasto de cálculo reducido cuando se parte de las coordenadas discretas de los puntos de imagen individuales de la unidad de representación y se asocian a éstas las coordenadas de la imagen original. Las transferencia de los puntos de imagen de representación a los puntos de imagen originales se puede definir a través de la siguiente ecuación de matrices:

1

En esta ecuación, S_{x} y S_{y} son factores de escala, mientras que D_{x} y D_{y} son sumandos de traslación. Se lleva a cabo una escala de las coordenadas de una manera conveniente cuando esto es necesario en virtud de los formados variables del aparato de toma de imágenes y del aparato de representación. Cuando es necesaria la realización de una escala, para adaptar la dimensión (anchura o altura), deben seleccionarse S_{x} = S_{y}, para excluir distorsiones adicionales (no deseadas) de la imagen. En otro caso, deben seleccionarse factores de escala igual a 1.

En general, solamente es necesaria una traslación en una dimensión (anchura o altura), siendo colocado el sumando de traslación no utilizado igual a 0. No obstante, también los dos sumandos de la traslación deben pueden modificar la imagen.

Según la invención, la deformación de los puntos de imagen individuales debe realizarse con una intensidad diferente en función de la posición de estos puntos de imagen dentro de la unidad de representación. El sumando de la traslación D_{x} es, por lo tanto, una función de x_{A}, cuando el aplastamiento deseado de zonas individuales de la imagen depende de la posición de las columnas x_{A}. Si, en otro caso de realización, debe realizarse un aplastamiento en dirección-_{y} (es decir, una modificación de la altura), entonces se podría considerar el comando de traslación D_{y} como función de y_{A}. En general, hay que indicar, que durante la transformación de los puntos de imagen es concebible también un aplastamiento negativo, cuando la imagen original debe estirarse para la adaptación del formato en una dirección.

La función del comando de traslación puede presentar diferentes órdenes n para una de las coordenadas (x_{A}, y_{A}). Las coordenadas de los puntos de imagen originales individuales, que deben representarse, se pueden calcular, por lo tanto, de la siguiente manera:

x_{0} = S_{x} \cdot x_{A} + D_{x} = S_{x} \cdot x_{A} + f(x^{n}{}_{A})

y_{0} = S_{y} \cdot y_{A} + D_{y} = S_{y} \cdot y_{A} + f(y^{n}{}_{A})

A través de los diferentes órdenes n se puede ajustar la pendiente de la modificación de la deformación en la zona secuencia y la anchura de la zona principal no o bien apenas deformada. De esta manera, se puede adaptar la transformación de la imagen original a casos de aplicación especiales. Por ejemplo, son concebibles situaciones, en las que la zona principal solamente debe ocupar una sección muy estrecha en toda la imagen de representación y a tal fin, la deformación en las zonas secundarias será relativamente uniforme y relativamente reducida. Cuando en otro caso de aplicación, la zona principal ocupa una sección grande son una deformación reducida o bien sin deformación en la imagen de representación, esto conduce de forma automática a que deben distorsionarse en una medida esencialmente mayor las informaciones de la imagen que se encuentran en la zona secundaria, para poder representarlas totalmente en la imagen de representación, siendo el grado de distorsión total dependientes de la diferencia entre el formato original y el formato de representación.

Como valores de partida para los cálculos, se lleva a cabo durante la ejecución del procedimiento, por ejemplo bajo el control del programa, sirven las dimensiones máximas de la imagen original y de la imagen de representación. Si se desvían entre sí los dos puntos de imagen representados como máximo en la dimensión respectiva (es decir, que se diferencian las coordenadas; x_{Amax} \neq x_{Omax}; y_{Amax} \neq y_{Omax};), entonces deben incluirse en el cálculo los factores de escala (Sx, Sy). Las variables de entrada necesarias a tal fin se limitan al orden n y a la posición relativa de la zona principal no deformada o bien apenas deformada (H en % de las coordenadas máximas de la imagen). El procedimiento de cálculo para la traslación por columnas (coordenadas-x) da como resultado de esta manera para el sumando máximo de traslación D_{xmax}, su valor en la posición de la zona principal D_{xH} y las coordenadas de las columnas de la zona principal en el campo de representación x_{AH}:

D_{xmax} = x_{Omax} - S_{x} \cdot x_{Amax}

D_{xH} = D_{xmax} \cdot H/100

x_{AH} = x_{Amax} \cdot H/100

El sumando de traslación D_{x} se puede calcular por secciones a partir de las magnitudes dadas de esta manera:

D_{x}= F \cdot |x_{A} - xAH|^{n} + D_{xH}

En este caso, se divide el factor F como una constante F < _{xAH} para columnas, que son menores que las coordenadas de las columnas de la zona principal, y una constante F > _{xAH} para columnas, que son mayores que las coordenadas de las columnas de la zona principal:

F<_{xAH}= - \frac{D_{xH}}{x^{n}{}_{AX}}

F>_{xAH}=\frac{(D_{xmax}.D_{xH})}{(X_{Amax} - X_{AH})^{n}}

Si se añade el sumando de traslación calculado D_{x} de acuerdo con la ecuación indicada anteriormente a las coordenadas de representación x_{A}, se obtiene la columna representada de la imagen original x_{0}:

x_{O} = S_{x} \cdot x_{A} + D_{x} = S_{x} \cdot x_{A}+ F |x \cdot _{A} -x_{AH}|^{n} + D_{xH}

La figura 6 muestra en un diagrama la curva del sumando de traslación normalizado D_{x}/ D_{xmax} para diferentes columnas de la imagen de representación x_{A}/ x_{Amax} reproducida en la unidad de representación (con respecto al número máximo de columnas de la imagen). En el diagrama se representa la curva del comando de traslación para diferentes órdenes n con n = 1, 2, 3, 5. En el caso de n = 1, resultaría una imagen de representación deformada de una manera uniforme, como se muestra en la imagen D de la figura 1. En este caso, no está presente una zona principal no deformada. En el caso de n = 3 resulta la representación de la imagen F en la figura 2, con la zona principal y las zonas secundarias que se muestran allí. La zona principal no deformada, que se representa en la imagen de representación con la misma resolución que la imagen original, se puede leer a partir de la curva del diagrama de la figura 6 para el orden n correspondiente. La zona principal corresponde al intervalo de valores x_{A}/ x_{Amax} con la constante D_{x}/ D_{xmax}.

El cálculo descrito se puede aplicar también por líneas para las coordenadas-y de una manera individual o en combinación con las coordenadas-x. Para el cálculo con ambas coordenadas resulta un campo principal redondo circular no deformado o bien apenas deformado en la imagen de representación.

Como ya se ha mencionado anteriormente, se obtienen los más diferentes campos de aplicación para la presente invención. En el campo de la técnica de supervisión se posibilita a través de la invención, por ejemplo, representar las imágenes suministradas por varias cámaras sobre un único aparato de representación. En combinación con un procesamiento de imágenes para la identificación del movimiento se puede asociar la zona principal a un movimiento reconocido, de manera que se reproduce un objeto móvil con total resolución sobre la unidad de representación. A través de la determinación de varias zonas principales se pueden representar también varios objetos con máxima resolución. La zona principal puede seguir el movimiento establecido, con lo que es posible una supervisión mejorada del movimiento.

La invención se puede combinar también con técnicas especiales de procesamiento de imágenes para resaltar, por ejemplo, los puntos de imagen que se encuentran en la zona principal (coloración especial o valor de claridad elevado).

Lista de signos de referencia

1

Imagen original

2

Secciones marginales

3

Imagen de la representación

5

Zona principal

6

Zonas secundarias

7

Imagen de representación deformada de forma irregular

8

Cámara / aparato de detección de imágenes

9

Unidad de representación

10

Unidad de procesamiento de imágenes

11

Vehículo

13

Zonas de detección

14

Posición del conductor

15

Posición lateral

17

Pared exterior del vehículo

18

Sección de pared transparente

19

Carcasa.

Claims (11)

1. Procedimiento para la representación de una imagen original (1), registrada electrónicamente en un formato original, en un formato de representación, que se diferencia del formato original en lo que se refiere a la relación entre la anchura y la altura, sobre una unidad de representación (9) como imagen de representación (7) deformada, que comprende las siguientes etapas:

\bullet

detección de la imagen original (1) numerosos puntos de imagen original;

\bullet

determinación de una zona principal (5) en la imagen original, que debe representarse de manera no deformada, y de una o varias zonas secundarias (6), que pueden representarse deformadas;

\bullet

determinación de un formato de representación, que corresponde al formato físico de la unidad de representación (9);

\bullet

determinación de una función de deformación con al menos una porción de traslación, que transfiere las coordenadas origines (x_{0}, y_{0}) de los puntos de imagen original a coordenadas de representación (x_{A}, y_{A}), siendo reproducida la zona principal de una manera no deformada y siendo representada la zona secundaria (6) de una manera deformada no lineal;

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transformación de la imagen original, siendo determinadas las coordenadas originales (x_{0}, y_{0}), que son representadas, a través de la aplicación de la siguiente función de deformación no lineal sobre las coordenadas de representación (x_{A}, y_{A}) a partir de éstas:

x_{0} = S_{x} \cdot x_{A} + D_{x} = S_{x} \cdot x_{A} + f(x^{n}{}_{A})

y_{0} = S_{y} \cdot y_{A} + D_{y} = S_{y} \cdot y_{A} + f(y^{n}{}_{A})

donde S_{x}, S_{Y} son factores de escala y D_{x}, D_{Y} son sumandos de traslación, y se aplica n > 1;

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representación de los puntos de imagen de representación en el formato de representación sobre la unidad de representación (9).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la imagen original (1) se compone, antes de la transformación, por varias imágenes parciales, que son preparadas por varios aparatos de toma de imágenes (8).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se utiliza en tiempo real en secuencias de imágenes rápidas, especialmente en secuencias de imágenes de vídeo.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la zona principal (5) a transformar de una manera no deformada es desplazada en la imagen original (1) de forma automática o en virtud de previsiones del usuario y se lleva a cabo de forma continua una actualización de la imagen de representación (7) a través de la transformación progresiva.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciojesm1 a 4, caracterizado porque la función de deformación se selecciona para que no aparezcan puntos de inconsistencia en toda la imagen de representación.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la imagen original (1) se determinan varias zonas principales (5), que se representa todas de manera no deformada en la imagen de representación (7).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, además, se lleva a cabo un análisis de la imagen original para calcular informaciones adicionales de la imagen y para representarlas en caso necesario, especialmente la distancia con respecto a objetos reconocidos, la velocidad de objetos móviles, la velocidad diferencial entre un objeto reconocido y un aparato móvil de toma de imágenes, el tamaño de objetos reconocidos.

8. Sistema de procesamiento de imágenes con un aparato de toma de imágenes (8) para la detección de una imagen original (1) en un formato original, con una unidad de representación (9), que presenta un formato de representación con una relación entre la anchura y la altura que se diferencia del formato original, y con una unidad de procesamiento de imágenes (10), que incluye una unidad de transformación, que lleva a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, para representar una imagen de representación (7) transformada sobre la unidad de representación (9).

9. Sistema de procesamiento de imágenes según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende varios aparatos de registro de imágenes (8), que transmiten imágenes parciales a la unidad de procesamiento de imágenes (10), que combina las imágenes parciales para formar la imagen original y luego las prepara para la unidad de transformación.

10. Sistema de procesamiento de imágenes según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque está integrado en un vehículo (11), estando formados los aparatos de registro de imágenes por cámaras (8), que están fijadas dentro del vehículo (11), no se proyectan sobre la pared exterior del vehículo (17) y registran las imágenes a través de secciones transparentes (18) en la pared del vehículo (17).

11. Sistema de procesamiento de imágenes según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la unidad de representación (9) está constituida por varias superficies de representación separadas unas de otras.