DE3738667A1

DE3738667A1 - Verfahren zum verarbeiten von endoskopischen abbildern

Info

Publication number: DE3738667A1
Application number: DE19873738667
Authority: DE
Inventors: Junpei Tsujiuchi; Nagaaki Ohyama; Toshio Honda; Eric Badique; Susumu Kikuchi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1987-11-13
Publication date: 1988-05-26
Also published as: US4895431A; DE3738667C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von mit Hilfe eines Endoskops gewonnenen Abbildern, insbesondere zum Ableiten dreidimensionaler Informationen von einer Vielzahl von endoskopischen Abbildern.

Es sind bisher verschiedene Arten von Endoskopen zum Abbilden von Objekten innerhalb eines Körpers und einer mechanischen Konstruktion vorgeschlagen worden. Es gibt optische Endoskope mit einem als Bildleiter dienenden Faserbündel zum Übertragen eines Abbildes von einem distalen zu einem proximalen Ende des Endoskops, und elektronische Endoskope mit einem am distalen Endoskopende angeordneten Festkörper-Bildsensor. Mit Hilfe solcher Endoskope können Abbilder von Objekten im Innern eines Körpers direkt betrachtet werden. Wenn die endoskopischen Abbilder aufgezeichnet werden müssen, ist am Okularteil des Endoskops eine Stehbildkamera angeordnet, und endoskopische Abbilder werden auf fotografischen Filmen aufgezeichnet, oder der Festkörper-Bildsensor liefert ein Bildsignal, das in einem Bildspeicher, z. B. in einem magnetischen oder optischen Aufzeichnungsgerät, aufgezeichnet wird.

Bei den bekannten Aufzeichnungssystemen werden die endoskopischen Abbilder unabhängig voneinander aufgezeichnet. In manchen Fällen werden mehrere Abbilder nacheinander aufgezeichnet, jedoch ohne daß irgendeine Beziehung zwischen ihnen erkannt oder festgestellt wird. Folglich müssen die aufgezeichneten Abbilder beim Verarbeiten jeweils einzeln verarbeitet werden. Es ist daher bei dem bekannten Verarbeitungssystem für endoskopische Abbilder unmöglich, ein dreidimensionales Bild eines Betrachtungsgegenstandes oder Objektes anzuzeigen.

Es ist vorgeschlagen wurden, stereoskopische Bilder mit Hilfe des Endoskops aufzunehmen. Zu diesem Zweck sind am distalen Endoskopende zwei Objektive und innerhalb des Einführungsteils zwei Bildleiter angeordnet. Es leuchtet jedoch ein, daß ein solches Endoskop große Abmessungen, insbesondere einen großen Durchmesser bekommen kann. Ferner konnten die beiden Objektive nicht so angeordnet werden, daß sich eine zufriedenstellende Parallaxe ergibt, also eine ausreichende stereoskopische Wirkung erzielt werden kann. Wegen der geschilderten Nachteile ist das stereoskopische Endoskop in der Praxis nicht hergestellt und vertrieben worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verarbeiten einer Vielzahl von endoskopischen Abbildern zu schaffen, bei dem diese Abbilder in eine Beziehung zueinander gesetzt werden können, eine dreidimensionale Information über ein Objekt ableitbar und ein dreidimensionales Bild des Objektes anzeigbar ist.

Diese Aufgabe lösende Verfahren sind mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform des Systems zum Verarbeiten von endoskopischen Abbildern,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des distalen Endes desselben Endoskops,

Fig. 3A und 3B Ansichten einer zweiten Ausführungsform des Verarbeitungssystems,

Fig. 4 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform des Verarbeitungssystems,

Fig. 5 eine Ansicht einer vierten Ausführungsform des Verarbeitungssystems,

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung des Betrages einer Versetzung des distalen Endoskopendes,

Fig. 7 eine Darstellung eines Meßverfahrens für eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Abbildern gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform,

Fig. 8 ein Blockschaltbild der Bildverarbeitungsvorrichtung,

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung der Bildverzerrungskorrektur,

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Verzerrungskorrektur-Einrichtung,

Fig. 11 ein Diagramm mit einer Darstellung der b-Splinefunktion,

Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Korrelations-Rechners,

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des elektronischen Korrelations-Rechners,

Fig. 14, 15 und 16 je ein Blockschaltbild einer zweiten, dritten und vierten Ausführungsform des elektronischen Korrelations-Rechners,

Fig. 17, 18 und 19 je ein Blockschaltbild einer ersten, zweiten und dritten Ausführungsform eines Raumfrequenzfilters,

Fig. 20 ein Blockschaltbild einer fünften Ausführungsform des elektronischen Korrelations-Rechners,

Fig. 21 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Raumfrequenzfilters gemäß Fig. 20,

Fig. 22 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des Raumfrequenzfilters,

Fig. 23 ein Blockschaltbild einer sechsten Ausführungsform des elektronischen Korrelations-Rechners,

Fig. 24 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform eines optischen Korrelations-Rechners,

Fig. 25 eine Draufsicht auf die Maske gemäß Fig. 24,

Fig. 26 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des optischen Korrelations-Rechners,

Fig. 27 ein Blockschaltbild des Bildanzeigegerätes gemäß Fig. 8,

Fig. 28A, 28B und 28C je eine Draufsicht eines Anzeigebeispiels,

Fig. 29 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Endoskops und

Fig. 30 eine vergrößerte Ansicht des distalen Endes des in Fig. 29 dargestellten Endoskops.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform eines Verarbeitungssystems für endoskopische Abbilder ist im distalen Ende eines abwinkelbaren Abschnitts 5 vom Endoskop ein Objektiv 1 angeordnet, dessen Aufgabe darin besteht, ein Abbild eines zu betrachtenden Gegenstandes oder Objektes auf einer Endfläche eines von einem optischen Faserbündel gebildeten Bildleiters 8 zu erzeugen. Im distalen Ende des Abschnitts 5 ist auch eine Zerstreuungslinse 7 angeordnet, welche Licht, das durch einen von z. B. einem optischen Faserbündel gebildeten Lichtleiter 6 übertragen wird, so auf das Objekt projiziert, daß dieses gleichmäßig beleuchtet ist. Das proximale Ende des Endoskops ist zu einem Okularteil 10 an einem Bedienungsteil geführt. Das an der Austrittsfläche des Bildleiters 8 erzeugte Abbild des Objekts wird über ein nicht dargestelltes Okular und ein abbildendes Objektiv 11 von einer Fernsehkamera 12 aufgenommen. Ein von dieser geliefertes analoges Ausgangs-Bildsignal wird von einem Analog/Digital-Wandler 13 in ein digitales Bildsignal umgewandelt. Das so abgeleitete digitale Bildsignal wird in einem ersten oder einem zweiten Bildspeicher 14 bzw. 15 gespeichert. Die aus den Bildspeichern 14 und 15 ausgelesenen Bildsignale werden einer Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet.

Zum Verbringen des abwinkelbaren Abschnitts 5 in eine gewünschte Richtung erstreckt sich im Endoskop ein Drehbetätigungsdraht 17, der eine drehbare Trommel 18 im Bedienungsteil umschlingt. Die Trommel 18 ist im Bedienungsteil mit einer Musterscheibe 19 und einer Drehhandhabe 20 gleichachsig angeordnet. Entlang dem Außenumfang der Musterscheibe 19 sind mit gleichem Zwischenabstand schwarze und weiße Muster ausgebildet, die von einem Sensor 21 erkannt werden, der einen nach dem Reflexionsprinzip arbeitenden Fotosensor umfaßt. Ein Ausgangssignal vom Sensor 21 wird von einem Verstärker 22 verstärkt und an einen Zähler 23 abgegeben, der ein Ausgangssignal an eine erste und eine zweite Rastschaltung 24 bzw. 25 abgibt. Deren Ausgangssignale werden der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet. Die beiden Bildspeicher 14 und 15 und die zwei Rastschaltungen 24 und 25 empfangen das Ausgangssignal einer Aufzeichnungsbefehl- Einheit 26, die einen Betätigungsschalter, Zeitglieder usw. umfaßt.

Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Systems ist folgende: In einer in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien gezeichneten ersten (nicht abgewinkelten) Stellung des abwinkelbaren bzw. biegbaren Abschnitts 5 wird mit Steuerung durch einen von der Aufzeichnungsbefehl-Einheit 26 erteilten Befehl ein von der Fernsehkamera 12 aufgenommenes digitales Bildsignal im ersten Bildspeicher 14 gespeichert. Zur gleichen Zeit wird ein Zählstand des Zählers 23 in der ersten Rastschaltung 24 gespeichert. Sodann wird die Drehhandhabe 20 leicht gedreht, und der Abschnitt 5 des Endoskops wird wie in Fig. 1 und 2 mit gestrichelten Linien dargestellt gebogen.

Zusammen mit der Drehhandhabe 20 wird die Musterscheibe 19 gedreht, und der Sensor 21 erkennt den Wechsel zwischen den schwarzen und weißen Mustern. Mit anderen Worten, die Musterscheibe 19 und der Sensor 21 bilden einen Drehmelder, der ein Informationssignal erzeugt, welches einen Drehbetrag bzw. Drehwinkel und eine Drehrichtung darstellt. Dieses Informationssignal wird über den Verstärker 22 dem Zähler 23 zugeleitet. In der zweiten Stellung des Abschnitts 5 wird das digitale Abbild im zweiten Bildspeicher 15 gespeichert. Zur gleichen Zeit wird der Zählstand des Zählers 23 in der zweiten Rastschaltung 25 gespeichert. Auf diese Weise werden in den beiden Bildspeichern 14 und 15 zwei Abbilder eines Teils eines zu betrachtenden Objekts 4 gespeichert, wobei diese Abbilder eine in Fig. 2 mit A′-B′ bezeichnete Parallaxe haben und der genannte Teil des Objekts 4 am schraffierten Bereich gelegen ist; zur gleichen Zeit ist die Stellungsbeziehung zwischen diesen beiden Abbildern in der ersten und der zweiten Rastschaltung 24 und 25 gespeichert worden.

Die digitalen Abbilder werden aus den beiden Bildspeichern 14 und 15 ausgelesen und in der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 verarbeitet. Die in den beiden Rastschaltungen 25 und 25 gespeicherten Zählstände werden ebenfalls der Bildverarbeitungs- Einrichtung 16 zugeleitet und in eine Winkelinformation R umgewandelt. Durch Verarbeiten der Signale in der weiter unten näher beschriebenen Weise werden in der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 verschiedene Arten von Informationen gewonnen, z. B. der Höhenunterschied zwischen zwei Stellen am Objekt 4 sowie Erhebungen und Vertiefungen des Objekts 4.

Beim gezeigten Beispiel wird das optische Endoskop mit dem Bildleiter 8 verwendet; es kann jedoch das Video-Endoskop benutzt werden, das an seinem distalen Ende den Festkörper- Bildsensor aufweist. In diesem Falle werden die vom Festkörper- Bildsensor erzeugten analogen Bildsignale in digitale Bildsignale umgewandelt und dann im ersten und zweiten Bildspeicher 14 bzw. 15 gespeichert. Dieser Aufbau wird anhand Fig. 4 als eine dritte Ausführungsform beschrieben werden.

Bei der in Fig. 3A dargestellten zweiten Ausführungsform des Systems ist dem Okularteil 10 des Endoskops gegenüber eine Stehbildkamera 27 angeordnet, und das zum proximalen Ende des Bildleiters 8 übertragene endoskopische Abbild wird auf einem fotografischen Film 28 erzeugt. In der Stehbildkamera 27 wird auf dem Film 28 ein Datenabbild mittels einer Datenaufzeichnungs- Einrichtung 29 erzeugt, die eine Leuchtdioden- Anzeige umfaßt und an eine Datenaufzeichnungs-Steuereinrichtung 30 angeschlossen ist. Beim gezeigten Beispiel ist mit der Drehhandhabe 20 und der Trommel 18 eine Schlitzscheibe 60 verbunden. Durch Schlitze in der Schlitzscheibe 60 fällt Licht, das eine von einer Leuchtdioden-Treiberschaltung 31 angesteuerte Leuchtdiode 32 aussendet, auf einen von einem Fototransistor gebildeten Lichtempfänger 33, der ein Ausgangssignal über einen Verstärker 22 an einen Zähler 23 abgibt, von dem ein Zählstand an die Datenaufzeichnungs- Steuereinrichtung 30 geleitet wird. An letztere ist auch ein Freigabebefehl-Generator 34 mit einem Freigabeschalter angeschlossen.

Nachdem der Film 28 in der Stehbildkamera 27 mit dem endoskopischen Abbild belichtet worden ist, wird er entwickelt. Das auf dem entwickelten Film 28 erzeugte Bild wird gemäß Fig. 3B von einer Filmlese-Einrichtung 35 ausgelesen, die einen Trommel-Filmabtaster umfaßt. Mit anderen Worten, ein erster Filmabschnitt 37 mit dem endoskopischen Abbild und Stellungsdaten 36, welche die Stellung des abwinkelbaren Abschnitts 5 des Endoskops darstellen, und ein zweiter Filmabschnitt 39 mit dem endoskopischen Abbild und Stellungsdaten 38 des Abschnitts 5 werden von der Filmlese-Einrichtung 35 ausgelesen. Die Filmlese-Einrichtung 35 gibt ein Ausgangssignal über einen Analog/Digital-Wandler 61 an einen Daten-Diskriminator 40 ab, der dazu dient, zwischen Bild- und Stellungsdaten zu unterscheiden. Die Bilddaten 41 und die Stellungsdaten 42 werden der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet, die ein Ausgangssignal über einen Digital/ Analog-Wandler 43 an einen Monitor 44, der den Fernseh- Bildschirm umfaßt, abgibt.

Die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform des Systems ist folgende: Wenn der abwinkelbare Abschnitt 5 des Endoskops die in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien gezeichnete erste Stellung einnimmt, wird durch Betätigen des Freigabebefehl- Generators 34 ein Freigabebefehl generiert, und der Zählstand des Zählers 23 wird auf dem fotografischen Film 28 mit Steuerung durch die Datenaufzeichnungs-Steuereinrichtung 30 durch die Datenaufzeichnungs-Einrichtung 29 aufgezeichnet. In diesem Falle wird der Zählstand unverändert aufgezeichnet. Der Zählstand kann jedoch zuerst codiert werden, und es kann auf dem Film 28 ein codiertes Muster aufgezeichnet werden.

Sodann wird der Film 28 um ein Bild weitertransportiert, und die Drehhandhabe 20 wird so gedreht, daß der Abschnitt 5 des Endoskops in die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien gezeichnete zweite Stellung gebogen wird. Zusammen mit der Drehhandhabe 20 wird auch die Schlitzscheibe 60 gedreht, und der Lichtempfänger 33 stellt den von der Leuchtdiode 32 erzeugten und durch die Schlitzscheibe 60 unterbrochenen Lichtstrom fest. Sind zwei Paare der Kombination aus Leuchtdiode 32 und Lichtempfänger 33 in bezug auf das Schlitzmuster um 90° voneinander getrennt angeordnet, ist es in diesem Falle möglich, nicht nur den Drehwinkel, sondern auch die Drehrichtung zu erkennen. Daher wird auch der Zählstand des Zählers 23 entsprechend der Drehung der Schlitzscheibe 60 geändert.

Sodann wird die Freigabe mittels des Freigabebefehl-Generators 34 vorgenommen, und der Zählstand des Zählers 23 wird auf dem Film 28 mittels der Datenaufzeichnungs-Einrichtung 29 und der Datenaufzeichnung-Steuereinrichtung 30 aufgezeichnet. Zur gleichen Zeit wird der fotografische Film 28 mit dem endoskopischen Abbild belichtet. Auf die vorstehend beschriebene Weise werden der erste und der zweite Filmabschnitt 37 bzw. 39 erzielt, welche die endoskopischen Abbilder bei Betrachtung aus zwei verschiedenen Stellungen des Endoskopabschnitts 5 heraus und die diesen Stellungen entsprechenden Informationen aufweisen. Die beiden Filmabschnitte 37 und 39 werden in die Filmlese-Einrichtung 35 eingesetzt, und deren Ausgangssignal wird von Analog/Digital- Wandler 61 in ein digitales Signal umgewandelt. Der Daten-Diskriminator 40 unterscheidet zwischen den sich auf das endoskopische Abbild beziehenden Daten 41 und den Stellungsdaten 42, die dann der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet werden.

Ausgehend von den eingegebenen Daten führt die Bildverarbeitungs- Einrichtung 16 Berechnungen durch, um einen Abstand zum Objekt 4 und Vertiefungen und Erhebungen des Objekts 4 abzuleiten. Diese Rechenergebnisse werden über den Digital/ Analog-Wandler 43 dem Monitor 44 zugeleitet, der auf seinem Bildschirm dreidimensionale Bilder anzeigt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten dritten Ausführungsform des Systems sind der Bildleiter 8, der Okularteil 10, das abbildende Objektiv 11 und die Fernsehkamera 12 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 durch einen Festkörper-Bildsensor 45 ersetzt, der im distalen Endoskopende angeordnet ist. Mit anderen Worten, es handelt sich bei dieser Ausführungsform um ein Video-Endoskop. Das nicht dargestellte Objektiv ist am distalen Endoskopende so angeordnet, daß am Festkörper-Bildsensor 45 ein Abbild des Objekts erzeugt wird. Der Bildsensor 45 gibt ein Ausgangssignal über einen Video-Verstärker 50 an einen Analog/Digital-Wandler 51 ab. Mit der Drehhandhabe 20 ist eine mit einem elektrisch leitfähigen Muster 46 versehene Musterscheibe 47 verbunden, und zum Erkennen des Musters 46 ist eine Kontaktbürsten-Einheit 48 vorgesehen, die an eine Trommel-Stellungserkennungs-Einrichtung 49 angeschlossen ist. Die Kontaktbürsten-Einheit 48 umfaßt drei Satz Bürsten, um sowohl die Drehrichtung als auch den Drehwinkel erkennen zu können. Diese drei Satz Bürsten sind in der Drehrichtung so gegeneinander versetzt, daß die Drehrichtung entsprechend der Reihenfolge, in der zwei Satz Bürsten durch das Muster 46 der Musterscheibe 47 kurzgeschlossen werden, erkannt werden kann. Die Trommel-Stellungserkennungs- Einrichtung 49 gibt ein Aufzeichnungsbefehlssignal an einen ersten und einen zweiten Bildspeicher 14 bzw. 15 ab.

Die Arbeitsweise des Systems gemäß der dritten Ausführungsform ist folgende: Beim Drehen der Drehhandhabe 20 gibt jedesmal, wenn zwei Satz Bürsten der Bürsten-Einheit 48 über ein elektrisch leitfähiges Muster kurzgeschlossen werden, die Trommel-Stellungserkennungs-Einrichtung 49 das Aufzeichnungsbefehlssignal 52 an den ersten oder den zweiten Bildspeicher 14 bzw. 15 ab, so daß das vom Festkörper-Bildsensor 45 abgeleitete Bildsignal im ersten oder zweiten Bildspeicher 14 bzw. 15 gespeichert wird. Die zwei Bildspeicher 14 und 15 werden abwechselnd angewählt. Auf diese Weise werden in den beiden Bildspeichern 14 und 15 zwei endoskopische Abbilder des mit einer bestimmten Parallaxe betrachteten Objekts gespeichert. Die aus den Bildspeichern 14 und 15 ausgelesenen Bildsignale werden der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet, die dann verschiedene Arten von Informationen über das Objekt ableitet, z. B. einen Abstand zum Objekt sowie Vertiefungen und Erhebungen des Objekts. Das auf diese Weise abgeleitete Informationssignal wird über den Digital/Analog-Wandler 43 auf dem Monitor 44 angezeigt.

Bei der in Fig. 5 dargestellten vierten Ausführungsform des Systems ist das Endoskop als Video-Endoskop ausgebildet, dessen Festkörper-Bildsensor 45 am distalen Endoskopende angeordnet ist. Der Bildsensor 45 gibt ein Ausgangssignal über einen Video-Verstärker 50 und einen Analog/Digital-Wandler 51 an die Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 ab. Damit die Stellung des abwinkelbaren Endoskopabschnitts 5 ermittelt, also die Parallaxe abgeleitet werden kann, weist der Drehbetätigungsdraht 17 ein schwarz-weißes Streifenmuster auf, und die Größe einer Bewegung des Drahtes 17 wird von einem Sensor 21 erkannt, der einen nach dem Reflexionsprinzip arbeitenden Fotosensor umfaßt. Ein Ausgangssignal vom Sensor 21 wird über einen Verstärker 22 einem Zähler 23 zugeleitet, und ein Zählstand des Zählers 23 wird einer Rastschaltung 54 und der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet. Es ist ferner ein Aufzeichnungsbefehl-Generator 55 vorgesehen, der über einen nicht dargestellten Betätigungsschalter aktiviert wird und ein Treibersignal an einen Bildspeicher 53 und an die Rastschaltung 54 abgibt.

Die Arbeitsweise der vierten Ausführungsform ist folgende: Das Bildsignal wird von der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 verarbeitet, welche den Bildspeicher 53 und die Rastschaltung 54 umfaßt und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit besitzt. Mit anderen Worten, wenn der abwinkelbare Abschnitt 5 die erste Stellung einnimmt, wird der Zählstand des Zählers 23 abhängig vom Aufzeichnungsbefehl, den der Aufzeichnungsbefehl- Generator 55 erzeugt, in der Rastschaltung 54 gespeichert, und zur gleichen Zeit wird das durch den Festkörper- Bildsensor 45 abgeleitete Endoskopbild-Signal im Bildspeicher 53 gespeichert. Nimmt der Endoskopabschnitt 5 die zweite Stellung ein, werden das Endoskopbild-Signal und der Zählstand der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 direkt zugeleitet. Letztere kann dann den Abstand zum Objekt und die Bedingungen hinsichtlich Vertiefungen und Erhebungen des Objekts im Echtzeit-Verfahren durch Benutzen der in der Rastschaltung 54 und im Bildspeicher 53 gespeicherten Signale ableiten. Die berechneten Daten werden über den Digital/ Analog-Wandler 43 auf dem Monitor 44 angezeigt.

Es wird nun die Arbeitsweise der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 anhand eines Beispiels erläutert, bei dem die Absolutwerte von Höhen und Größen des Objekts darstellende Informationen abgeleitet werden.

Gemäß Fig. 6 ist der Endoskopabschnitt 5 unter einem Winkel R abgewinkelt und hat einen Krümmungsradius r. Weil der Winkel R ausreichend klein ist, läßt sich ein Abstand 1 der Objektivstellungen vor und nach dem Abwinkeln etwa ausdrücken durch l=r · R.

In Fig. 7 ist eine geometrische Beziehung zwischen den beiden Abbildern und dem Objekt dargestellt. Zur Vereinfachung ist die optische Achse des Objektivs 1 in eine Ebene gelegt, die zur Verbindungslinie der Objektiv-Mittelpunkte O₁ und O₂ vor und nach der Verstellung rechtwinklig ist. Es sei nun angenommen, daß in den beiden Stellungen endoskopische Abbilder P₁ und P₂ erzeugt werden, und daß das Objektiv 1 die Brennweite f hat. Stellen A und B auf dem Objekt werden im Abbild P₁ an Stellen a₁ und b₁ und im Abbild P₂ an Stellen a₂ und b₂ abgebildet. Wenn daher die beiden Abbilder P₁ und P₂ übereinandergelegt werden, liegen die Stellen a₁ und b₁ an Stellen a₁′ und b₁′ im Abbild P₂. Der Abstand zwischen den Stellen a₁′ und a₂ ist als d _a und jener zwischen den Stellen b₁′ und b₂ als d _b bezeichnet. Ferner sind ein Abstand h _A zwischen der Stelle A am Objekt und einer Ebene P₀, welche durch die Mittelpunkte O₁ und O₂ geht und zum Objekt parallel ist, und ein Abstand h _B zwischen der Stelle B und der Ebene P₀ dargestellt. Wegen der Ähnlichkeit des Dreiecks AO₁O₂ mit dem Dreieck O₂a₁′a₂ ergibt sich die folgende Beziehung zwischen h _A und d _a:

Es ist daher h _A durch die folgende Gleichung gegeben:

In ähnlicher Weise ist h _B durch die nachstehende Gleichung gegeben:

Auf diese Weise ist es möglich, durch Berechnen eines Abstandes d zwischen entsprechenden Stellen in den beiden Abbildern P₁ und P₂ eine absolute Höhe h an einer Stelle abzuleiten.

Es wird nun die Berechnung eines Absolutwertes des Abstandes zwischen zwei Stellen erläutert. Es seien zwischen einem Mittelpunkt C₁ des Abbildes P₁ und a₁ ein Abstand e _a, zwischen C₁ und b₁ ein Abstand e _b sowie von A und B zu einer Linie I, die durch O₁ geht und zum Objekt rechtwinklig ist, ein zugehöriger Abstand W _A bzw. W _B angenommen. Zwischen W _A und e _a ergibt sich dann die folgende lineare Beziehung:

Durch Einsetzen von Gleichung (2) in die Gleichung (4) kann W _A folgendermaßen abgeleitet werden:

In ähnlicher Weise wird W _B berechnet:

Daher kann ein Abstand W _AB zwischen Projektionspunkten der Stellen A und B auf der objektparallelen Ebene P₀ folgendermaßen abgeleitet werden:

In der vorstehend erläuterten Weise ist es möglich, die absolute Größe eines Abstandes zwischen zwei beliebigen Stellen im Abbild P₁ abzuleiten.

Es wird nunmehr beschrieben, wie ein Abstand d zwischen entsprechenden Stellen in den beiden Abbildern P₁ und P₂ abgeleitet wird. Dieses Verfahren beruht auf einer Korrelationsprüfung in einem kleinen Bereich der beiden Abbilder. Es sei angenommen, daß kleine Bereiche f(r) und g(r) in den beiden Abbildern P₁ und P₂ voneinander den Abstand D haben. Mit anderen Worten, die Bedingungen g(r)=f(r-D) ist erfüllt. Darin stellt r Koordinaten in einer zweidimensionalen Ebene dar. Die Korrelation zwischen f(r) und g(r) kann dann folgendermaßen ausgedrückt werden:

In der nachstehenden Erläuterung ist ψ (s) durch ψ (s)= f(r)*g(r) ausgedrückt. Durch eine Fourier-Transformation läßt sich die Gleichung (8) in die folgende Gleichung (9) überführen:

Φ (u) = F(u) · G*(u) (9)

In Gleichung (9) ist F(u) die durch Fourier-Transformation umgeformte Gleichung von f(r), und G(u) ist die durch Fourier- Transformation umgeformte Gleichung von g(r). Weil g(r) =f(r-D), kann Gleichung (9) folgendermaßen umgeschrieben werden:

Φ (u) = F(u) · F*(u) · e^{-j · 2π u · D} (10)

Durch eine inverse Fourier-Transformation wird die Gleichung (10) übergeführt in:

ψ (s) = R _ff (t)*δ (t - D) (11)

Darin ist R _ff (t) eine Autokorrelationsfunktion von f(r) und kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

R _ff (t) = f(r)*f(r) (12)

Ferner ist δ (t-D) die inverse Fourier-Transformation von e^{-j · 2π · u · D}.

Die Gleichung (11) zeigt, daß die Funktion ψ (s) einen Spitzenwert bei s=D hat. Durch Ableiten der Korrelationsfunktion ψ (s) und Feststellen ihrer Spitzenposition D ist es daher möglich, den Betrag zu bestimmen, um den g(r) gegenüber f(r) versetzt ist. Auf diese Weise kann durch Ableiten der Korrelation der entsprechenden, in den beiden Abbildern P₁ und P₂ ausgewählten kleinen Bereiche der Abstand d zwischen entsprechenden Stellen bestimmt werden.

Es wird nun der Aufbau der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 im einzelnen beschrieben.

Das Blockschaltbild in Fig. 8 zeigt den gesamten Aufbau des Signalverarbeitungssystems der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16. Die beiden aus dem Endoskop kommenden Farbbild-Daten 90 werden in einem Bildspeicher 91 gespeichert. Die aus diesem ausgelesenen Bilddaten werden einem Farben/Monochrom-Wandler 92 zugeleitet und in zum Messen geeignete Monochrombild- Daten umgewandelt. Der Farben/Monochrom-Wandler 92 gibt sein Ausgangssignal an eine Verzerrungskorrektur-Einrichtung 93 ab, wodurch jede Verzerrung des Abbildes behoben wird. Sodann werden die Bilddaten einem Korrelations-Rechner 94 zugeleitet, und es wird der Abstand zwischen den entsprechenden Stellen, also der Versetzungsbetrag, berechnet. Der errechnete Versetzungsbetrag wird in einem Versetzungsbetrag- Speicher 95 gespeichert. Die aus dem Bildspeicher 91 ausgelesenen Bilddaten, der aus dem Speicher 95 ausgelesene Versetzungsbetrag und die aus R errechneten Informationen über Vertiefungen und Erhebungen des Objekts werden einem Bildanzeigegerät 96 zugeleitet, an dem Absolutwerte für Größe und Höhe eines Bereiches im Abbild angezeigt werden.

1) Bildeingabe

Die zwei durch Biegen bzw. Abwinkeln des Endoskopabschnitts 5 gewonnenen Farbbild-Daten werden im Bildspeicher 91 gespeichert. Der Biegewinkel R wird in die Verzerrungskorrektur- Einrichtung 93 und in das Bildanzeigegerät 96 eingegeben.

2) Korrektur der Bildverzerrung

Weil das Objektiv 1 einen sehr großen Blickwinkel hat und das distale Endoskopende abgewinkelt ist, weist das eingegebene Abbild Verzerrung auf, die korrigiert werden muß. Vor dem Aufnehmen des Objekt-Abbildes wird unter denselben Bedingungen ein Normalfeld mit einer Vielzahl von Quadraten abgebildet, und für jedes Bildelement werden Korrekturwerte im voraus festgelegt, derart, daß das verzerrte Abbild korrigiert werden kann (siehe Fig. 9). Durch Anwenden dieser im voraus festgelegten Korrekturwerte wird dann die Verzerrung von tatsächlich aufgenommenen endoskopischen Abbildern korrigiert.

Das Blockschaltbild in Fig. 10 zeigt den Aufbau der Verzerrungskorrektur- Einrichtung 94. Der Wert von R wird einem Speicher 104 zugeleitet, in dem Korrekturwerte für alle möglichen Werte von R gespeichert sind. Die aus dem Speicher 104 ausgelesenen Korrekturwerte werden einem Bildspeicher 105 als Adressensignale zugeleitet, mit denen die Speicherung des Monochrombild-Signals an solchen Stellen des Bildspeichers 105 gesteuert wird, daß Verzerrungen im Eingangsbild korrigiert werden können.

Sodann wird für das aus dem Bildspeicher 105 ausgelesene verzerrungsfreie Abbild eine Interpolation vorgenommen, so daß die durch die Verzerrungskorrektur hervorgerufene Zerstörung von Hochfrequenzkomponenten dadurch ausgeglichen wird.

Die Interpolation wird unter Anwendung einer der bekannten Sinusfunktion ähnlichen b-Splinefunktion durchgeführt. Die in Fig. 11 dargestellte b-Splinefunktion wird folgendermaßen ausgedrückt:

3) Korrelationsberechnung

Bei der Korrelationsberechnung werden in rechten und linken Abbildern RP und LP (siehe Fig. 12) Erkennungspunkte KP und je zu einem Erkennungspunkt KP zentrierte Berechnungsbereiche definiert. Dabei werden zuerst relativ große Bereiche BE mit relativ schwacher Korrelation und dann innerhalb der Bereiche BE kleine Bereiche SE mit starker Korrelation festgelegt. Auf diese Weise kann die Korrelation genau und rasch berechnet werden.

Es werden nun mehrere Ausführungsformen des Korrelations- Rechners, die mit elektronischen Schaltungsanordnungen realisiert sind, beschrieben.

Ausführungsform 1

Gemäß Fig. 13 umfaßt der elektronische Korrelations-Rechner einen Bildspeicher 107, einen Adressengenerator 108 und einen Akkumulations-Rechner 109. Ein Berechnungsbereich für den Bildspeicher 107 wird vom Adressengenerator 108 definiert, und die Korrelation wird durch den Akkumulations- Rechner 109 berechnet. Das Rechenergebnis wird von einem Diskriminator 110 beurteilt. Zuerst wird vom Adressengenerator 108 ein großer Bereich BE festgelegt, und wenn eine berechnete Korrelation einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, werden der Korrelationswert und die entsprechende Adresse einer Steuerung 112 zugeleitet.

Die Steuerung 112 steuert den Adressengenerator 108 entsprechend dem Korrelationswert und der Adresse so, daß er kleine Bereiche SE bezeichnende Adressen generiert. Sodann wird die Korrelation für die kleinen Bereiche SE berechnet. Der Diskriminator 110 stellt den Maximalwert der Korrelation und seine Adresse fest. Die so ermittelte Adresse wird in einem Versetzungsbetrag-Speicher 111 gespeichert. Die erste Ausführungsform des Korrelations-Rechners kann mit einfachen Mitteln aufgebaut werden, jedoch ist die Rechenzeit ziemlich lang.

Ausführungsform 2

Gemäß dem Blockschaltbild in Fig. 14 ist der Akkumulations- Rechner 109 der ersten Ausführungsform durch Einrichtungen 113 a und 113 b für eine erste Fourier-Transformation, eine Multiplizierschaltung 114 und eine Einrichtung 115 für eine inverse Fourier-Transformation ersetzt. Die Einrichtung 113 b für eine erste Fourier-Transformation generiert nach der Fourier-Transformation einen Wert einer zu einer komplexen Zahl konjugierten Zahl. Bei dieser Ausführungsform kann die Berechnung sehr rasch durchgeführt werden.

Ausführungsform 3

Bei dieser dritten Ausführungsform gemäß Fig. 15 werden Bild-links-Signale f und Bild-rechts-Signale g, die in einem Bildspeicher 107 gespeichert sind, Mittelungs-Rechnern 120 a und 120 b zugeleitet, und es werden durchschnittliche bzw. mittlere Dichten und in bestimmten Bereichen der Abbilder berechnet. Diese mittleren Dichten und werden dann einer Multiplizierschaltung 121 zugeleitet, die das Produkt · ableitet. Die Bild-links- und Bild-rechts-Signale f und g werden auch einer Multiplizierschaltung 122 zugeleitet, die das Produkt f · g ableitet, welches sodann einem Mittelungs- Rechner 123 zur Ableitung eines Produkt-Mittelwertes zugeleitet wird. Das Ausgangssignal · von der Multiplizierschaltung 121 und das Ausgangssignal von der Multiplizierschaltung 123 werden einer Subtrahierschaltung 124 zur Ableitung der Differenz - · zugeleitet. Ferner werden die Bild-links- und Bild-rechts-Signale f und g zusammen mit den gemittelten Signalen und einem Rechner 125 a bzw. 125 b für die Berechnung der Standardabweichung für das linke und das rechte Abbild,

zugeleitet. Sodann werden diese Standardabweichungen σ _f und σ _g einer Multiplizierschaltung 126 zugeleitet, die das Produkt σ _f · σ _g ableitet. Aus den Ausgangssignalen der Subtrahierschaltung 124 und der Multiplizierschaltung 126 errechnet eine Dividierschaltung 127 den Quotienten - · )/(s _f · σ _g). Der so errechnete Quotient wird einem Diskriminator 110 zugeleitet. Ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform werden errechnete Korrelationswerte für entsprechende Bereiche beurteilt, um die Adresse einer starken Korrelation abzuleiten, die dann in einem Versetzungsbetrag-Speicher 111 gespeichert wird.

Bei dieser Ausführungsform werden die Mittelwerte von den linken und rechten Abbildern subtrahiert, und die Normalisierung wird dann unter Anwendung der Standardabweichungen durchgeführt. Mit anderen Worten, es wird zuerst

berechnet, und sodann wird vorstehende Gleichung folgendermaßen umgeschrieben:

Die Schaltung wird ausgehend von der Gleichung (14) aufgebaut. Nach Berechnen des Korrelationswertes können daher Unterschiede bei der Verstärkung und der Vorspannung eliminiert werden, so daß die Korrelation exakt festgestellt werden kann. Auf diese Weise läßt sich mittels eines einfachen Aufbaus die starke Korrelation genau feststellen.

Ausführungsform 4

Bei der vierten Ausführungsform des Korrelations-Rechners werden gemäß Fig. 16 die in einem Bildspeicher 107 gespeicherten Bild-links- und Bild-rechts-Signale je einem zugehörigen Raumfrequenzfilter 130 a bzw. 130 b zugeleitet.

Ausgangssignale von den Raumfrequenzfiltern 130 a und 130 b werden dann einem Akkumulations-Rechner 109 zugeleitet. Der übrige Aufbau ist gleich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13. Die Raumfrequenzfilter 130 a und 130 b können entsprechend Fig. 17, 18 und 19 aufgebaut sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 17 werden das aus dem Bildspeicher 107 ausgelesene Bildsignal und das Adressensignal vom Adressengenerator 108 einem Nachschlagtabellen-Speicher 131 zugeleitet, der entsprechend dem Bildsignal und dem Adressensignal einen Tabellen-Umrechnungswert generiert. Der Tabellen-Umrechnungswert wird dann einem in einem Speicher 133 gespeicherten Wert hinzuaddiert, und anstelle des zuvor im Speicher 133 gespeicherten Wertes wird ein addierter Wert im Speicher 133 gespeichert. Auf diese Weise wird ein Akkumulations- Wert für einen bestimmten Bereich innerhalb des Abbildes berechnet. Der aus dem Speicher 133 ausgelesene Wert wird mittels einer Wählschaltung 134 je nach Bedarf der Addierschaltung 132 oder dem Akkumulations-Rechner 109 zugeleitet. Die Steuerung der Wählschaltung 134 erfolgt durch das Adressensignal vom Adressengenerator 108.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 18 ist der Nachschlagtabellen- Speicher 131 der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform durch einen Speicher 135 und eine Multiplizierschaltung 136 ersetzt. Das Bildsignal wird mit Koeffizienten multipliziert, die Adressen-Werten entsprechen, und multiplizierte Werte werden der Addierschaltung 132 zugeleitet. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 17.

Bei der noch anderen Ausführungsform des Raumfrequenzfilters gemäß Fig. 19 kann die Operation zum Berechnen des kumulierten Wertes für örtlich begrenzte Bereiche von 3×3 Pixel mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Das Bildsignal wird seriell in der Reihenfolge der Rasterabtastung zugeleitet. Ein Bildsignal, das durch zwei 1-Zeilen-Verzögerungsglieder 140 a und 140 b hindurchgegangen ist, gelangt zu einem Wandler 141 c; ein Bildsignal, das durch das 1-Zeilen- Verzögerungsglied 140 a hindurchgegangen ist, wird einem Wandler 141 b zugeleitet, und ein nichtverzögertes Bildsignal wird einem Wandler 141 a zugeführt. Die Wandler 141 a, 141 b und 141 c sind von ähnlichem Aufbau wie der Nachschlagtabellen- Speicher 131 gemäß Fig. 17 oder wie die Kombination aus dem Speicher 135 und der Multiplizierschaltung 136 gemäß Fig. 18.

Der Wandler generiert einen umgeformten Wert, der gleich ist dem Bildsignal multipliziert mit den Adressen entsprechenden Umrechnungs-Koeffizienten. Die Ausgangssignale von den Wandlern 141 a, 141 b und 141 c werden einer Addierschaltung 142 zugeleitet, und ein Ausgangssignal von der Addierschaltung 142 wird einem 1-Pixel-Verzögerungsglied 143 a, einer Addierschaltung 144 a und einem 1-Pixel-Verzögerungsglied 143 b zugeführt. Das dem 1-Pixel-Verzögerungsglied 143 a zugeführte Signal wird um eine Zeitdauer, die der Zeit eines Pixels bzw. Bildelements entspricht, verzögert und wird dann der Addierschaltung 144 a zugeleitet, in der es dem Ausgangssignal von der Addierschaltung 142 hinzuaddiert wird. Ein Ausgangssignal von der Addierschaltung 144 a wird um die Zeit eines Pixels weiter verzögert. Das so verzögerte Signal wird dann in einer Addierschaltung 144 b dem Signal von der Addierschaltung 142 hinzuaddiert. Das Ausgangssignal von der Addierschaltung 144 b wird als der Akkumulations-Wert dem Akkumulations-Rechner 109 zugeleitet. In der vorstehend erläuterten Weise kann der Akkumulations-Wert für den örtlich begrenzten Bereich von 3×3 Pixel im Parallelbetrieb mit hoher Geschwindigkeit berechnet werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 19 ist der örtlich begrenzte Bereich 3×3 Pixel groß; bei einer Erhöhung der Pixelzahl im Bereich ist die Berechnung der Akkumulation für einen größeren Bereich möglich.

Vor Durchführen der Berechnung zur Ableitung der Korrelation in Übereinstimmung mit der Akkumulations-Rechnung wird also jedes Abbild einer Raumfrequenzfilterung unterworfen. Eine genaue Ableitung der Korrelation von Abbildern ist möglich durch Herausnehmen eines Bereiches, der eine bestimmte, Eigenschaften von Abbildern entsprechende Raumfrequenzkomponente hat. Bei der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform wird daher die Raumfrequenzfilterung vorgenommen, indem die Berechnung zur Ableitung der Akkumulation für örtlich begrenzte, zu Pixels zentrierten Bereichen ausgeführt wird, und sodann wird die Korrelation berechnet. Weil die Bewegung des distalen Endoskopendes sehr klein ist, und die Korrelation zwischen den rechten und linken Abbildern sehr stark ist, kann die Korrelation durch Herausnehmen der hohen Raumfrequenzkomponenten im Abbild genau abgeleitet werden. Zu dieser Hochpaßfilterung wird der Bereich von 3×3 Pixel unter Benutzung des nachstehend angegebenen Laplace-Filters verarbeitet, so daß Niederfrequenzkomponenten abgeschnitten und Randabschnitte herausgefiltert werden.

In der obigen Gleichung stellt das Zeichen * die Faltung dar.

Wenn die Korrelation zwischen dem rechten und dem linken Abbild durch die sich aus den geometrischen Bedingungen und der Beleuchtung ergebende Formverzerrung zerstört wird, kann der Korrelationswert durch Herausfiltern niedrigerer Raumfrequenzkomponenten mittels einer Tiefpaßfilterung präzise abgeleitet werden. Die Tiefpaßfilterung ist unter Anwendung des nachstehend angegebenen Mittelungsfilters durchführbar.

Die Akkumulations-Rechnung kann unter Anwendung vieler anderer Koeffizienten als der oben angegebenen durchgeführt werden, und ein Bandpaßfilter kann bei einer speziellen Raumfrequenzfilterung angewendet werden, wenn ein großer örtlicher Bereich gewählt wird. Mit anderen Worten, zweckdienliche Filterungen können entsprechend den Eigenschaften der zu verarbeitenden Abbilder durchgeführt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der Korrelationswert mit einem einfachen Aufbau genau berechnet werden.

Ausführungsform 5

Bei der in Fig. 20 dargestellten fünften Ausführungsform werden die Ausgangssignale von Einrichtungen 113 a und 113 b für eine erste Fourier-Transformation durch zugehörige Raumfrequenzfilter 145 a und 145 b hindurchgeleitet, und deren Ausgangssignale werden der Multiplizierschaltung 114 zugeführt. Zwei Ausführungsformen des Raumfrequenzfilters sind in Fig. 21 und 22 dargestellt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 21 wird ein Nachschlagtabellen- Speicher 146 benutzt. Eine durch Fourier-Transformation des Bildsignals f(r) erhaltene Frequenz und ein durch Fourier-Transformation übergeführter Wert F(r) werden von der Einrichtung 113 a an den Nachschlagtabellen-Speicher 146 abgegeben, und die Umformung geschieht entsprechend einer durch die eingegebene Frequenz u ausgewählte Umrechnungstabelle und hat als Ergebnis F′(u).

Die Ausführungsform gemäß Fig. 22 weist einen Nachschlagtabellen- Speicher 147 und eine Multiplizierschaltung 148 auf. Die Frequenz u wird von der Einrichtung 113 a für eine erste Fourier- Transformation an den Speicher 147 abgegeben, der einen der Frequenz u entsprechenden Koeffizienten k generiert. Die Ableitung von F′(u) erfolgt in der Multiplizierschaltung 148 durch Multiplizieren des Koeffizienten k mit dem durch Fourier- Transformation übergeführten Wert F(u) von der Einrichtung 113 a.

Der andere Raumfrequenzfilter 145 b kann in gleicher Weise aufgebaut sein.

Auch bei der fünften Ausführungsform wird der Korrelationswert berechnet, nachdem, wie bei der vierten Ausführungsform, eine zweckdienliche Raumfrequenzfilterung durchgeführt worden ist. Weil jedoch das Filtern im Raumfrequenzbereich nach der Fourier-Transformation ausgeführt wird, ist die Anwendung einer beliebigen Filterung möglich. Mit anderen Worten, für die Filterung besteht keine Beschränkung durch die Größe der örtlichen Bereiche, so daß es stets möglich ist, entsprechend den Eigenschaften von Abbildern unter bestmöglichen Bedingungen zu filtern. Die genauere Berechnung zur Ableitung des Korrelationswertes kann daher mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Ausführungsform 6

Gemäß Fig. 23 werden die Ausgangssignale von den Einrichtungen 113 a und 113 b für eine erste Fourier-Transformation nicht nur an die Multiplizierschaltung 114, sondern auch an zugehörige Absolutwert-Rechner 149 a und 149 b abgegeben, die absolute Werte der durch Fourier-Transformation übergeführten Werte

berechnen, welche dann einer Multiplizierschaltung 150 zugeführt werden. Sodann werden Ausgangssignale von den Multiplizierschaltungen 114 und 150 einer Dividierschaltung 151 zugeleitet, und ein von dieser abgeleiteter Quotient wird einer Einrichtung 115 für inverse Fourier-Transformation zugeführt. Der übrige Aufbau dieser Ausführungsform ist derselbe wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14.

Bei der sechsten Ausführungsform werden die durch Fourier- Transformation übergeführten Werte F und G* der Abbilder f und g durch die zugehörigen absoluten Werte |F | und |G | dividiert, und danach wird der Korrelationswert C berechnet. Mit anderen Worten, der Korrelationswert C wird nach der nachstehenden Gleichung berechnet:

Bei der sechsten Ausführungsform kann die Korrelation bestimmt werden, ohne daß eine Abhängigkeit vom Fourier-Spektrum besteht, und ist somit nur durch die Phasen-Information bestimmt. Der Korrelationswert kann daher sehr genau abgeleitet werden. Beim Endoskop ist der Blickwinkel des Objektivs sehr klein, und der Biegewinkel des distalen Endes ist klein, so daß das sehr stark korrelierte endoskopische Abbild gewonnen werden kann. Der Korrelationswert kann daher mittels des einfachen Aufbaus genau und rasch berechnet werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Korrelationswert durch die elektronische Schaltungsanordnung abgeleitet. Es ist aber auch möglich, den Korrelationswert mit optischen Mitteln abzuleiten. Nachstehend werden einige Ausführungsformen eines optischen Korrelations-Rechners beschrieben.

Ausführung 1

Bei der in Fig. 24 dargestellten ersten Ausführungsform des optischen Korrelations-Rechners wird ein von einem Laser 156 abgegebener Laserstrahl durch einen Strahlausweiter 157 geweitet und dann zum Teil von einem halbdurchlässigen Spiegel 158 als Bezugsstrahl durchgelassen. Ein vom Spiegel 158 reflektierter Lichtstrom wird von einem totalreflektierenden Spiegel 159 erneut abgelenkt und gegen einen Bild-Film 160 gerichtet. Dieser ist von einem Positivfilm gebildet, der von den im Bildspeicher 107 gespeicherten rechten und linken Abbildern eines aufweist. Vor dem Film 160 ist eine Maske MA gemäß Fig. 25 so angeordnet, daß nur ein für die Berechnung interessierender Objektbereich DE freiliegt. Vom Bild-Film 160 durchgelassenes Licht wird von einer Linse 161 aufgefangen und zusammen mit dem Bezugslicht auf ein Hologramm 162 projiziert, das in einer Brennebene der Linse 161 angeordnet ist. Wegen der Interferenz zwischen dem Bild- und dem Bezugslicht entstehen Fransen, die auf dem holografischen Film 162 aufgezeichnet werden. Sodann wird der Bild-Film 160 gegen den anderen Bild-Film ausgetauscht, und die Lage eines Lichtflecks wird von einer Linse 163 und einem Detektor 164 festgestellt, der die zweidimensionale Verteilung der Lichtstärke zu erfassen vermag und in einer Brennebene der Linse 163 angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine an den Detektor 164 angeschlossene Steuerung 165 die Lichtfleckposition bestimmen. Der vorstehend beschriebene Vorgang wird bei geänderter Lage und Größe des Maskenfensters wiederholt. Auf diese Weise kann der Versetzungsbetrag abgeleitet werden und wird in einem Versetzungsbetrag-Speicher 166 gespeichert.

Es folgt nun eine theoretische Erläuterung zum Prinzip des optischen Verfahrens für die Ableitung des Korrelationswertes.

Wenn eine vom Abbild f(r) durchgelassene monochromatische ebene Welle von der Linse aufgefangen wird, läßt sich die komplexe Amplituden-Verteilung U _f (q) in der Brennebene folgendermaßen ausdrücken:

Darin stellt A eine Amplitude des einfallenden Lichts und f die Brennweite der Linse dar. Wenn für die Gleichung (16) eine Raumfrequenz u=q/λ f angenommen wird, stellt sie die zweidimensionale Fourier-Transformation dar. In der Brennebene der Linse 161 wird daher das Bild erzeugt, das die Fourier-Transformation des Abbildes f(r) ist. Sodann wird die Intensitäts-Verteilung der Interferenz zwischen dem durch Fourier-Transformation umgeformten Bild und dem Bezugslicht auf dem Hologramm-Film 162 ausgezeichnet. In diesem Falle läßt sich die komplexe Amplituden-Verteilung H _f (q) der Lichtwelle am Hologramm-Film 162 folgendermaßen ausdrücken:

H _f (q) ∝ U _f (q) + A exp (- ja q) (17

worin

und β ein Winkel zwischen der optischen Achse des Bezugslichts und der Z-Achse ist.

Nimmt man an, daß die Amplituden-Durchlässigkeit vom lichtempfindlichen Material des Hologramm-Films 162 proportional der Wurzel der Lichtstärke ist, ist die Verteilung der Amplituden-Durchlässigkeit T _H (q) des Hologramm-Films 162 dargestellt durch die folgende Gleichung:

T _H (q) ∝ |U _f (q) |² + A² + A U _F (q) exp (ja q) + A U _F*(q) exp (- ja q) (18)

Wenn auf den Hologramm-Film 162 von einem Film 160, der das andere Bild g(r) trägt, durchgelassenes Licht fällt, läßt sich eine Wellenebene O(q) von durch den Hologramm-Film 162 hindurchgehendem Licht folgendermaßen ausdrücken:

O (q) ∝ U _g · T _H (q)=(|U _f (q) |²+A²) · U _g (q)+A · U _f (q) · U _g (q) exp (+ja q)+A U _F*(q) · U _g (q) exp (-ja q) (19)

Die Linse 163 ist in solcher Richtung angeordnet, daß gebrochenes Licht des dritten Terms in der Gleichung (19) durchgelassen wird. Durch Berücksichtigen der zweidimensionalen Fourier-Transformation der Linse 163 läßt sich eine komplexe Amplituden-Verteilung O′(r) in der Brennebene der Linse 163 folgendermaßen darstellen:

O′(r) ∝ Af(r) *g(r - a) (20)

Wird ein Ausgangspunkt nach α verschoben, läßt sich die Gleichung (20) folgendermaßen umschreiben:

O′(r) ∝ Af(r) *g(r) (21)

Diese Gleichung ist mit Gleichung (8) gleich. Der zweidimensionale Detektor 164 ist daher in der Brennebene der Linse 163 angeordnet, und es wird eine Stelle mit der größten Lichtstärke erkannt. Sodann kann der Betrag der Versetzung zwischen den Abbildern f(r) und g(r) ermittelt werden.

Bei Benutzung des optischen Korrelations-Rechners kann der Korrelationswert sofort abgeleitet werden.

Ausführungsform 2

Bei der in Fig. 26 dargestellten zweiten Ausführungsform des optischen Korrelations-Rechners wird das aus dem Bildspeicher 107 ausgelesene und auf einer Kathodenstrahl- bzw. Bildröhre 168 über eine Bildröhren-Steuerung 167 angezeigte Abbild unter Benutzung von Laserlicht von einem Inkohärent/ Kohärent-Wandler 169 optisch ausgelesen. Der Wandler 169 kann von LCLV oder BSO, die Flüssigkristalle verwenden, gebildet sein.

Beim gezeigten Beispiel ist die Ausbildung des Positivfilms nicht mehr erforderlich, und die Umwandlung von elektrischen in optische Daten kann reibungslos durchgeführt werden.

4) Bildanzeige

Der Aufbau des Bildanzeigegerätes ist in Fig. 27 dargestellt. In einem Bild auf einer Anzeigesteuerung 170 werden das eingegebene Farbbild, der Versetzungsbetrag und R in Übereinstimmung mit Befehlen bestimmt, die von einer Mensch/ Maschine-Schnittstelle 171 kommen, welche eine Tastatur und eine Joymatic umfaßt. Die ausgewählten Daten werden auf einer Farbanzeige 172 angezeigt.

Gemäß Fig. 28A, 28B und 28C gibt es drei Anzeige-Betriebsarten. In der ersten Anzeige-Betriebsart wird das eingegebene Farbbild unverändert angezeigt (siehe Fig. 28A). In der zweiten Anzeige-Betriebsart wird die Vertiefungen und Erhebungen betreffende Information aus dem Versetzungsbetrag abgeleitet, und R wird als Graubild angezeigt (siehe Fig. 28B). In der dritten Anzeige-Betriebsart gemäß Fig. 28C wird die Höheninformation mittels einer dreidimensionalen grafischen Darstellung angezeigt. Die dritte Anzeige-Betriebsart umfaßt zwei Unterbetriebsarten. In der ersten Unterbetriebsart wird das dreidimensionale Bild durch Zeilenbilder dargestellt, und in der zweiten Unterbetriebsart werden das dreidimensionale Bild und die Farb-Information übereinandergelegt. Die Bildanzeige-Steuerung 170 führt in der ersten Unterbetriebsart die Vorgänge des Glättens und weniger scharf Konturierens und in der zweiten Unterbetriebsart die Vorgänge des Glättens und Schattierens aus, so daß der dreidimensionale Eindruck verbessert wird.

In der dritten Anzeige-Betriebsart kann die dreidimensionale grafische Darstellung entsprechend von der Mensch/Maschine- Schnittstelle 171 gelieferter Befehle unter jedem Blickwinkel erzielt werden.

In der zweiten und dritten Anzeige-Betriebsart lassen sich bestimmte Stellen des Abbildens mit einem Zeiger CA markieren, und Höhe, Abstand und Fläche der markierten Abschnitte lassen sich auf dem Bildschirm anzeigen.

Das auf der Farbanzeige 172 angezeigte Bild wird mit einem Bildaufzeichnungsgerät 173 aufgezeichnet, das von einer Stehbildkamera unter Benutzung eines fotografischen Films un eines Sofortbild-Films und von einem Farb-Papierkopiergerät gebildet sein kann.

Für das Erkennen der Drehbewegung der Musterscheibe 19 in der ersten Ausführungsform und des Musterriemens bzw. Drehbetätigungsdrahtes 17 bei der vierten Ausführungsform können statt des optischen Sensors 21 verschiedene andere Arten von Sensoren verwendet werden. Beispielsweise läßt sich das magnetische Muster mittels eines magnetoelektrischen Wandlers, z. B. eines Hall- oder Magnetwiderstands-Elementes, feststellen. Ferner kann für den Drehantrieb der Drehhandhabe 20 ein Elektromotor vorgesehen sein. Der Grad der Biegung des abwinkelbaren Abschnitts 5 kann mittels eines auf ihn aufgebrachten Dehnungsmeßstreifens ermittelt werden.

Bei der ersten bis vierten Ausführungsform wird der abwinkelbare Endoskopabschnitt 5 an einer einzigen Stelle gebogen; er kann aber gemäß Fig. 29 an zwei Stellen W₁ und W₂ abwinkelbar sein. Das Objektiv 1 wird dann in solcher Weise versetzt, daß seine optische Achse stets zu sich selbst parallel bleibt (siehe Fig. 30). Gemäß Fig. 30 ist im distalen Endoskopende ein Festkörper-Bildsensor 45 so angeordnet, daß ein Objekt 4 auf dem Bildsensor 45 durch ein Objektiv 1 abgebildet wird. Durch die Aufnahme von zwei Bildern bei parallelgehaltener optischer Achse des Objektivs 1 wird ein durch Schraffierung dargestelltes gemeinsames Feld unter einer Parallaxe l erzielt.

Bei der vorstehenden Ausführungsform wird das distale Endoskopende gekrümmt, es kann aber auch abgeknickt werden. Ferner können die Biege- oder Abknickrichtungen nach oben und unten, nach rechts und links weisen oder kombiniert sein.

Bei der ersten Ausführungsform sind die linken und rechten Abbilder im ersten und zweiten Bildspeicher 14 und 15 gespeichert, und Stellungen der Trommel 18 sind in einer ersten und einer zweiten Rastschaltung 24 und 25 gespeichert. Diese Signale können auch in einem einzigen optischen Plattengerät oder einem Magnetplattengerät gespeichert werden, und die aus der Platte ausgelesenen Signale können dann der Bildverarbeitungs-Einrichtung 16 zugeleitet werden.

Bei der ersten Ausführungsform werden durch Ableiten einer Differenz zwischen den in der ersten und der zweiten Rastschaltung 24 und 25 gespeicherten Zählstände Biegewinkelinformationen abgeleitet. Dies kann entweder in der Bildverarbeitungs- Einrichtung 16 oder im Endoskop durchgeführt werden. Wenn ferner der Zählstand des Zählers 23 der Biegestellung des abwinkelbaren Abschnitts 5 direkt entspricht, ist es möglich, Informationen über die Richtung der optischen Achse des Objektivs 1 einzugeben. In diesem Falle läßt sich die Berechnung durch Berücksichtigen der Richtung der optischen Objektivachse sehr viel genauer durchführen.

Bei der ersten bis vierten Ausführungsform wird das von der Fernsehkamera 12 oder dem Festkörper-Bildsensor 45 gelieferte Bildsignal mittels des Analog/Digital-Wandlers 13 in ein digitales Signal umgewandelt; das analoge Bildsignal kann jedoch direkt in einem analogen optischen oder Magnetplattengerät gespeichert werden.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen werden die beiden Abbilder vom Endoskop in zwei verschiedenen Stellungen gesehen. Es ist jedoch auch möglich, mehr als zwei Bilder aufzunehmen. Es kann dann erwartet werden, daß Abstand, Höhe sowie Vertiefungen und Erhöhungen mit sehr viel größerer Genauigkeit erhalten werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der abwinkelbare Abschnitt 5 des Endoskops durch Drehen der Drehhandhabe 20 im Bedienteil am proximalen Ende des Einführungsteils bewegt. Es ist auch möglich, die Trommel 18 mittels eines Elektromotors zu drehen. In diesem Falle können Betätigungsorgane, z. B. Schalter und veränderbare Widerstände, im Bedienteil des Endoskops oder in einer Beleuchtungs-Einheit, mit der das Endoskop verbunden ist, angeordnet sein. In letzterem Falle läßt sich der abwinkelbare Abschnitt 5 mit Fernsteuerung bewegen.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung es ermöglicht, mehrere endoskopische Abbilder, die aus verschiedenen Stellungen gesehen werden, zusammen mit den die gegenseitigen Beziehungen dieser Abbilder darstellenden Informationen aufzunehmen und durch Verarbeiten dieser Signale verschiedene Arten von Informationen über die geometrischen Eigenschaften des Objekts abzuleiten.

Claims

1. Verfahren zum Verarbeiten von endoskopischen Abbildern, die mit einem Endoskop gewonnen werden, das einen Einführungsteil, an dessen distalem Ende einen abwinkelbaren Abschnitt und einen Bedienungsteil zum Steuern einer Biegebewegung des abwinkelbaren Abschnitts umfaßt, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

- Eingabe eines ersten endoskopischen Abbildes eines Objektes (4), das mit dem in einer ersten Stellung angeordneten Endoskop gewonnen wurde,
- Eingabe eines zweiten endoskopischen Abbildes des Objektes (4), das mit dem in einer zweiten Stellung angeordneten Endoskop gewonnen wurde und sich zunehmend zum Teil mit dem ersten endoskopischen Abbild überlappt, und
- Erkennung einer Stellungsbeziehung zwischen der ersten und der zweiten Stellung des Endoskops.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite endoskopische Abbild durch Bewegen des abwinkelbaren Abschnitts (5) des Endoskops gewonnen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- der abwinkelbare Abschnitt (5) des Endoskops durch Bewegen eines Betätigungsorgans (20) im Bedienungsteil am proximalen Ende vom Einführungsteil des Endoskops bewegt wird und
- die Stellungsbeziehung durch Erkennen einer Bewegung des Betätigungsorgans (20) festgestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- der abwinkelbare Abschnitt (5) durch Drehen einer Drehhandhabe (20) im Bedienungsteil bewegt wird, die mit dem Abschnitt (5) über einen Drehbetätigungsdraht (17) verbunden ist, und
- die Stellungsbeziehung durch Erkennen einer Drehbewegung der Drehhandhabe (20) festgestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsbeziehung durch Erkennen einer Drehbewegung einer Musterscheibe (19) festgestellt wird, die mit der Drehhandhabe (20) gleichachsig verbunden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Musterscheibe (19) durch einen fotoelektrischen Sensor (21) erkannt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsbeziehung durch Erkennen der Bewegung des Drehbetätigungsdrahtes (17), auf dem ein Muster ausgebildet ist, festgestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abwinkelbare Abschnitt (5) an einer einzigen Stelle gebogen wird, derart, daß die Richtung einer optischen Achse eines im digitalen Ende des Abschnitts (5) angeordneten Objektivs (1) in bezug auf das Objekt (4) änderbar ist.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abwinkelbare Abschnit (5) an zwei Stellen (W₁, W₂) gebogen wird, derart, daß die Richtung einer optischen Achse eines im distalen Ende des Abschnitts (5) angeordneten Objektivs (1) in bezug auf das Objekt (4) unverändert bleibt.

10. Verfahren zum Verarbeiten von endoskopischen Abbildern, die mit einem Endoskop gewonnen werden, das einen Einführungsteil, an dessen distalem Ende einen abwinkelbaren Abschnitt und einen Bedienungsteil zum Steuern einer Biegebewegung des abwinkelbaren Abschnitts umfaßt, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

- Eingabe eines ersten endoskopischen Abbildes eines Objektes (4), das mit dem Endoskop in einer ersten Stellung gewonnen wurde,
- Eingabe eines zweiten endoskopischen Abbildes des Objektes (4), die mit dem Endoskop in einer zweiten Stellung gewonnen wurde und sich zumindest zum Teil mit dem ersten endoskopischen Abbild überlappt.
- Erkennung einer Stellungsbeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten endoskopischen Abbild und
- Verarbeitung des ersten und des zweiten endoskopischen Abbildes in Übereinstimmung mit der Stellungsbeziehung, um geometrische Informationen über das Objekt (4) abzuleiten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Verarbeitungsschritt der Betrag einer Versetzung abgeleitet wird, dargestellt durch einen Abstand zwischen zwei entsprechenden Stellen auf dem ersten und dem zweiten endoskopischen Abbild.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand durch Ableiten einer Korrelation zwischen kleinen Bereichen im ersten und im zweiten endoskopischen Abbild erkannt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ableiten der Korrelation eine Verzerrung des ersten und des zweiten endoskopischen Abbildes korrigiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die endoskopischen Abbilder nach Korrektur ihrer Verzerrung einer Interpolation unterworfen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolation entsprechend einer b-Splinefunktion vorgenommen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelation mit Hilfe eines elektronischen Korrelations- Rechners erkannt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschritt der Korrelationserkennung folgende Schritte umfaßt:

- Ableitung von Korrelationswerten von ersten Bereichen im ersten und im zweiten endoskopischen Abbild,
- Wahl von ersten Bereichen, deren Korrelationswerte einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigen,
- Ableitung von Korrelationswerten von zweiten Bereichen, die innerhalb ausgewählter erster Bereiche gelegen und kleiner als diese sind,
- Erkennung eines zweiten Bereiches, der den größten Korrelationswert besitzt und
- Ableitung einer Adresse des zweiten Bereiches mit dem größten Korrelationswert.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelation nach der nachstehenden Gleichung berechnet wird, worin der Mittelwert eines Produktes aus erstem und zweitem Abbild f bzw. g ist, · das Produkt aus je einem Mittelwert von f und g, und σ _f und σ _g Standardabweichungen der Abbilder f und g sind.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ableiten der Korrelation das erste und das zweite endoskopische Abbild einer Raumfrequenzfilterung unterworfen werden.

20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

- jedes erste und jedes zweite endoskopische Abbild nacheinander einer Fourier-Transformation und einer Raumfrequenzfilterung unterworfen wird,
- durch die Raumfrequenzfilterung gewonnene Ausgangssignale multipliziert werden und
- ein multipliziertes Signal einer inversen Fourier-Transformation unterworfen wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumfrequenzfilterung durch Ausfiltern von Hochfrequenzkomponenten des ersten und des zweiten endoskopischen Abbildes durchgeführt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzkomponente mittels eines Laplace-Filters herausgefiltert werden.

23. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumfrequenzfilterung durch Ausfiltern von Niederfrequenzkomponenten des ersten und des zweiten endoskopischen Abbildes durchgeführt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederfrequenzkomponenten mittels eines Mittelungsfilters herausgefiltert werden.

25. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelationswert C nach der nachstehenden Gleichung abgeleitet wird, worin ^-1 die inverse Fourier-Transformation darstellt, F und G* Fourier-Transformationen des ersten und des zweiten endoskopischen Abbildes und |F | und |G | absolute Werte von F und G* sind.

26. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelation mittels eines optischen Korrelations- Rechners erkannt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschritt der Abstandserkennung folgende Schritte umfaßt:

- Ausbildung eines holografischen Films (162) vom ersten endoskopischen Abbild,
- Ausbildung eines überlagerten Bildes von einer Abbildung eines Teils des holografischen Films (162) und
- Erkennung der Lage einer Stelle mit der maximalen Lichtstärke im überlagerten Bild.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der holografische Film (162) durch Projizieren eines Abbildes eines Teils des auf einem fotografischen Film (160) aufgezeichneten ersten endoskopischen Abbildes zusammen mit einem Bezugslicht auf einen fotografischen Rohfilm und durch Entwickeln des fotografischen Films ausgebildet wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der holografische Film (162) ausgebildet wird durch

- Anzeigen eines inkohärenten Abbildes des ersten endoskopischen Abbildes an einem Anzeigegerät,
- Umwandeln des inkohärenten in ein kohärentes Abbild,
- Projizieren des kohärenten Abbildes zusammen mit Bezugslicht auf einen fotografischen Rohfilm und
- Entwickeln des fotografischen Films.

30. Verfahren nach Anspruch 11, im Verarbeitungsschritt eine Höhe der interessierenden Stelle des Objektes (4) in Übereinstimmung mit dem Versetzungsbetrag berechnet wird.

31. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Verarbeitungsschritt der Abstand zwischen zwei Stellen auf dem Objekt (4) in Übereinstimmung mit dem Versetzungsbetrag berechnet wird.

32. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsschritt das erste und das zweite endoskopische Abbild, ein Vertiefungen und Erhebungen des Objektes (4 darstellendes Graubild und eine dreidimensionale Abbildung des Objektes (4) angezeigt werden.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß im Anzeigeschritt der Abstand zwischen zwei Stellen auf der angezeigten Abbildung angezeigt wird, wobei diese Stellen mit Zeigern (CA) markiert sind.

34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß im Anzeigeschritt die Höhe einer Stelle auf der angezeigten Abbildung angezeigt wird, die mit einem Zeiger (CA) markiert ist.