DE19853889A1 - Schwellwertverfahren zur Dokumentenabbildung unter Verwendung von Vordergrund- und Hintergrund-Gruppenbildung - Google Patents
Schwellwertverfahren zur Dokumentenabbildung unter Verwendung von Vordergrund- und Hintergrund-GruppenbildungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Scannen von Dokumenten und insbe
sondere auf die digitale Bildverarbeitung mittels des Schwellwertverfahrens für die
Umwandlung von Grauskalenbildern in Schwarz/Weiß-Bilder.
Dokumentenscanner digitalisieren Hardcopy-Dokumente unter Verwendung einer
CCD-Anordnung, mit der das Bild des Dokuments erfaßt wird. Die CCD-Anordnung
liefert Grauskalendaten mit je 8 Bits pro Pixel an eine Bildverarbeitungseinheit. Ein
typisches Grauskalenbild 10 ist in Fig. 1 dargestellt. Grauskalendaten sind relativ
umfangreich, benötigen beträchtlichen Direktzugriffsspeicherplatz bei der Verarbeitung
des digitalen Bildes und große Festplattensegmente für die Speicherung des Bildes.
Zur Verringerung der Anzahl der Bits pro Pixel auf nur ein Bit, nämlich schwarz oder
weiß, verwendet man häufig das Schwellwertverfahren, das zu einer wesentlichen Ver
ringerung der Größe der Bilddatei führt. Fig. 2 zeigt ein Schwarz/Weiß-Bild 12 nach der
Umwandlung des in Fig. 1 dargestellten Grauskalenbildes 10.
Ein Verfahren zur Umwandlung eines Grauskalenbildes in ein Schwarz/Weiß-Bild ist in
der US-A-5.583.659 beschrieben. Dieser adaptive Schwellwert-Verarbeitungsalgorith
mus funktioniert zwar gut, macht aber zwei Anfangs-Einstellungen, eine für den festen
Schwellwert und eine für den Zeichenkontrastpegel, erforderlich. Die Notwendigkeit,
diese Parameter vom Benutzer des Scanners einstellen zu lassen, ist jedoch uner
wünscht, da die meisten Benutzer von Scannern hierfür nicht ausreichend geschult
sind. Infolgedessen beläßt man die Scanner-Einstellungen meist bei den vom Herstel
ler voreingestellten Vorgabewerten.
Ein weiteres Problem des bekannten Schwellwertverfahrens besteht darin, daß der
Schwellwert für das gesamte Dokument eingestellt wird. Dies kann problematisch sein,
wenn verschiedene Teile des Dokuments einen Hintergrund mit unterschiedlichen Hel
ligkeitswerten aufweisen. Zum Beispiel kann ein Teil eines Dokuments einen hell
grauen Hintergrund 14 haben - siehe Fig. 1 -, während ein anderer Teil einen dunkel
grauen Hintergrund 16 hat. Würde man einen Schwellwert für das gesamte Dokument
festlegen, könnte dies bei der Umwandlung des Bildes in ein Schwarz/Weiß-Bild zu
ungleichmäßigen Ergebnissen führen, da die im Dokument enthaltene Information
wegen des unzureichenden Kontrasts zwischen Vordergrund und Hintergrund unter
Umständen nicht ausreichend interpretierbar ist.
Es wurden bereits eine Anzahl von Schwellwertverfahren beschrieben. Bei einigen der
Verfahren wird ein Gesamtschwellwert errechnet, der dann für das gesamte Bild ver
wendet wird. In diesen Fällen wird der Schwellwert örtlichen Veränderungen des Hin
tergrundes nicht angepaßt. Häufig wird zur Ermittlung des Schwellwerts das Histo
gramm verwendet, aber um das Histogramm zu berechnen, müßte das gesamte Bild
gespeichert und das Histogramm vor Anwendung des Schwellwertverfahrens auf die
Bilddaten berechnet werden. Siehe P. K. Sahoo, S. Soltani, A.K.C. Wong und Y.
Chen: "A Survey of Thresholding Techniques" (Übersicht über die bekannten Schwell
wertverfahren), Computer Vision Graphics Image Processing, Bd. 41, S. 233-260,
1988. Einige lokal adaptive Verfahren, die ähnlich arbeiten wie das adaptive Schwell
wertverfahren, verwenden lokale Fenster zum Feststellen des Schwellwerts, sind aber
gelegentlich störempfindlich und erfassen manchmal Hintergrundveränderungen nicht
korrekt. Eine in der US-A4.468.704 beschriebene Technik verwendet die Schwarz-
und Weiß-Potentiale der einzelnen Pixel und klassifiziert die Pixel auf der Basis von
Maxima und Minima.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schwellwertverfahren zur Umwandlung von Grau
skalenbildern in Binärbilder anzugeben, bei dem kein Eingriff des Benutzers erforder
lich ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Schwellwerte während des
Verfahrens zur Umwandlung des Grauskalenbildes in ein Binärbild über das Gesamt
dokument hinweg zu aktualisieren.
Durch die Erfindung sollen eines oder mehrere der vorstehend beschriebenen Pro
bleme überwunden werden. Kurz zusammengefaßt, wird gemäß einem Aspekt der
Erfindung ein Dokument gescannt, und es werden ein Bereich und ein Teilbereich des
Dokuments ausgewählt. Der Helligkeitswert eines Pixels im Bereich wird mit einem
mittleren Helligkeitswert von Pixeln einer Vordergrundgruppe und mit einem mittleren
Helligkeitswert von Pixeln einer Hintergrundgruppe verglichen. Wenn der Helligkeits
wert des Pixels näher am mittleren Helligkeitswert der Vordergrundgruppe liegt, wird
das Pixel der Vordergrundgruppe zugeordnet; wenn der Helligkeitswert näher am
mittleren Helligkeitswert der Hintergrundgruppe liegt, wird das Pixel der Hintergrund
gruppe zugeordnet. Anschließend wird für die Vordergrundgruppe und die Hinter
grundgruppe ein neuer mittlerer Helligkeitswert berechnet. Es wird ein neues Pixel
ausgewählt und mit den neuen mittleren Helligkeitswerten der Vordergrundgruppe und
der Hintergrundgruppe verglichen, und dieses Verfahren wird so lange wiederholt, bis
alle in dem Bereich vorhandenen Pixel verglichen wurden. Es wird ein Schwellwert
berechnet, der einer Funktion des mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vorder
grundgruppe und der Hintergrundgruppe entspricht. Danach wird jedes Pixel des Teil
bereichs in ein weißes Pixel umgewandelt, wenn sein Pixelhelligkeitspegel größer ist
als der Schwellwert, oder in ein schwarzes Pixel, wenn sein Helligkeitspegel kleiner ist
als der Schwellwert.
Die vorstehenden sowie andere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfin
dung werden aus den beiliegenden Zeichnungen und der darauf bezug nehmenden
nachfolgenden Beschreibung besser ersichtlich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein durch Scannen eines Dokuments erzeugtes Grauskalenbild;
Fig. 2 ein aus dem in Fig. 1 dargestellten Grauskalenbild erzeugtes Binärbild;
Fig. 3 ein Blockdiagramm der Dokumentenbildverarbeitung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Auswahl eines ersten Bereichs und
eines ersten Teilbereichs sowie eines zweiten Bereichs und eines zweiten
Teilbereichs;
Fig. 5 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Schwellwertverfahrens;
Fig. 6 ein Flußdiagramm der Berechnung des mittleren Helligkeitswerts für eine
Vordergrundgruppe und eine Hintergrundgruppe;
Fig. 7 ein Diagramm der mittleren Hintergrundwerte, mittleren Vordergrundwerte
und der Schwellwerte für das erfindungsgemäße Schwellwertverfahren zur
Dokumentenabbildung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform, bei der
die einzelnen Bereiche in eine Vielzahl von Teilbereichen unterteilt sind;
und
Fig. 9 ein Flußdiagramm einer in Fig. 8 dargestellten alternativen Ausführungs
form der Erfindung.
Die Beschreibung richtet sich insbesondere auf jene Elemente, die Bestandteil des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind oder direkt mit ihm zusammenwirken. Es versteht
sich jedoch, daß hier nicht besonders dargestellte oder beschriebene Elemente in
unterschiedlicher, dem Fachmann bekannter Weise ausgebildet sein können.
In Fig. 3 besteht ein Hochleistungs-Dokumentenscanner 20 aus einem Bilderfas
sungsmodul 22, das ein Dokument 16 mittels einer linearen Anordnung, etwa einer
CCD-Anordnung, scannt, und einer Bildverarbeitungseinheit 24. Das Dokument 16
wird von dem Bilderfassungsmodul 22 gescannt, das die Bilddaten jeweils zeilenweise
der Bildverarbeitungseinheit 24 zuführt. Die Bildverarbeitungseinheit 24 wandelt ein
Grauskalenbild, bestehend aus Pixeln mit jeweils acht Bits, in ein Schwarz/Weiß-Bild,
bestehend aus Pixeln mit jeweils einem Bit, um.
Bei einer in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird das Grauskalenbild 10 in sich
teilweise überlappende Bereiche unterteilt, d. h. einen ersten Bereich 30 und einen
zweiten Bereich 31. Jeder Bereich besteht aus einer Vielzahl zusammenhängender
Scanzeilen. In jedem Bereich wird ein Teilbereich, zum Beispiel ein erster Teilbereich
32 und ein zweiter Teilbereich 33, festgelegt. Gemäß der bevorzugten Ausführungs
form werden die einzelnen Teilbereiche jeweils etwa in der Mitte des Bereichs ausge
wählt - s. Schritt 40 in Fig. 5.
Im Schritt 50 wird ein mittlerer Helligkeitswert für eine Vordergrundgruppe und eine
Hintergrundgruppe des Bereichs in der Weise berechnet, daß die mittlere Helligkeit der
jeder Gruppe zugeordneten Pixel ermittelt wird. Für den ersten Bereich 30 werden die
mittleren Vordergrund- und Hintergrund-Helligkeitswerte auf feste Anfangswerte, etwa
50 und 200, festgesetzt, wie dies aus Schritt 51 in Fig. 6 ersichtlich ist. Für die nachfol
genden Bereiche des Grauskalenbildes 10 werden die mittleren Vordergrund- und
Hintergrund-Helligkeitswerte jeweils auf Anfangswerte festgesetzt, die den für den vor
ausgehenden Bereich berechneten Werten entsprechen.
Alle im Bereich enthaltenen Pixel werden entsprechend einem Raster jeweils einzeln
ausgewählt - Schritt 52 - und, wenn ihr Helligkeitswert näher am mittleren Helligkeits
wert der Vordergrundgruppe liegt, der Vordergrundgruppe - Schritt 53 - oder andern
falls einer Hintergrundgruppe 54 zugeordnet. Nach der Zuordnung eines Pixels wird
der mittlere Helligkeitswert unter Einbeziehung des neuen Pixelhelligkeitswerts aktuali
siert - Schritte 55 und 56. Dieses Verfahren setzt sich so lange fort, bis alle Pixel des
Bereichs zugeordnet sind - Schritt 57.
Es wird ein Schwellwert für den Teilbereich berechnet, der einer Funktion der mittleren
Helligkeitswerte des Vordergrunds und des Hintergrunds entspricht - Schritt 60 in Fig. 5.
Normalerweise ist diese Funktion gleich der Hälfte der Summe aus dem mittleren
Vordergrund-Helligkeitswert und dem mittleren Hintergrund-Helligkeitswert. Der
Schwellwert wird dazu verwendet, die Daten des Teilbereichs in schwarze oder weiße
Pixel umzuwandeln (ein Bit pro Pixel) - Schritt 62. Anschließend werden ein weiterer
Bereich und ein weiterer Teilbereich festgelegt - Schritt 64, und das Verfahren wird
wiederholt, um einen neuen Schwellwert für den neuen Teilbereich zu erhalten. Fig. 7
zeigt die berechneten Schwellwerte im Vergleich zum mittleren Helligkeitswert der
Pixel einer Vordergrundgruppe und einer Hintergrundgruppe für das gesamte Doku
ment.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung arbeitet mit reduzierter Aktualisierung
der mittleren Helligkeitswerte der Vordergrundgruppe und der Hintergrundgruppe. Wie
bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird auch hier jeder Punkt des
Bereichs rasterartig geprüft und, wenn der Helligkeitswert näher an dem mittleren Hel
ligkeitswert der Vordergrundgruppe liegt, der Vordergrundgruppe, sonst der Hinter
grundgruppe zugeordnet. Die mittleren Helligkeitswerte des Vordergrunds und des
Hintergrunds werden erst aktualisiert, wenn alle Punkte des Bereichs entweder der
Vordergrundgruppe oder der Hintergrundgruppe zugeordnet wurden. Der Schwellwert
für den Teilbereich wird dann als Funktion der Helligkeitswerte der Vordergrundgruppe
und der Hintergrundgruppe und wie zuvor zur Umwandlung der Teilbereichsdaten in
schwarze oder weiße Pixel verwendet.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Diese Lösung ist bezüglich des
Rechenaufwandes effizienter als die zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Es wird
ein erster Bereich 30 ausgewählt und in gleiche Teilbereiche 34 unterteilt. Anschlie
ßend wird ein mittlerer Teilbereich 36 festgelegt, für den ein Schwellwert ermittelt wird.
Wie aus dem Flußdiagramm der Fig. 9 ersichtlich ist, wird jeder Teilbereich nur einmal
verarbeitet. Für jeden Teilbereich ist die Vordergrundgruppe und die Hintergrund
gruppe charakterisiert durch den mittleren Helligkeitswert und die Anzahl der jeder
Gruppe zugeordneten Pixel. Für den ersten Teilbereich 43 werden die mittleren Vor
dergrund- und Hintergrund-Helligkeitswerte auf feste Anfangswerte, zum Beispiel 50
und 200, festgelegt, während für die nachfolgenden Teilbereiche die mittleren Vorder
grund- und Hintergrund-Helligkeitswerte jeweils auf Anfangswerte festgelegt werden,
die den im vorherigen Teilbereich berechneten Werten entsprechen.
Es wird jeder Punkt im Teilbereich rasterartig ausgewählt und, wenn sein Helligkeits
wert näher am mittleren Vordergrund-Helligkeitswert liegt, der Vordergrundgruppe,
andernfalls der Hintergrundgruppe zugeordnet. Nach der Zuordnung eines Pixels wird
der mittlere Gruppen-Helligkeitswert unter Einbeziehung des neuen Pixels aktualisiert.
Dieses Verfahren setzt sich so lange fort, bis alle Pixel des Teilbereichs zugeordnet
sind.
Die mittleren Vordergrund- und Hintergrund-Helligkeitswerte des ersten Bereichs 30
werden als Funktion der mittleren Vordergrund- und Hintergrund-Helligkeitswerte aller
Teilbereiche innerhalb des Bereichs berechnet. Schließlich wird ein Schwellwert für
den mittleren Teilbereich 36 als Funktion der mittleren Vordergrundgruppen- und mitt
leren Hintergrundgruppen-Helligkeitswerte des Teilbereichs berechnet. Dieser Wert
wird dann zur Umwandlung der Daten des mittleren Teilbereichs 36 in schwarze und
weiße Pixel verwendet.
Es wird ein zweiter Bereich 31 ausgewählt, der den ersten Bereich 30 überlappt. Der
Betrag der Überlappung zwischen dem ersten Bereich 30 und dem zweiten Bereich 31
entspricht einem Vielfachen der Breite des Teilbereichs. Wenn zum Beispiel ein Teilbe
reich eine Scanzeile breit ist, beträgt die Überlappung zwischen dem ersten und zwei
ten Bereich eine, zwei, drei, usw. Scanzeilen. Wenn die Breite eines Teilbereichs drei
Scanzeilen beträgt, beträgt die Überlappung zwischen dem ersten und dem zweiten
Bereich drei Scanzeilen, sechs Scanzeilen, neun Scanzeilen, usw. Bei dem in Fig. 8
dargestellten Beispiel beträgt die Überlappung eine Scanzeile. Bei Anwendung dieses
sich wiederholenden Prozesses auf den zweiten Bereich 31 braucht nur für den zuletzt
hinzugekommenen Teilbereich 41 der Vordergrundgruppen- und Hintergrundgruppen-
Helligkeitswert ermittelt zu werden. Dann kann aus dieser neue Gruppe von Vorder
grund- und Hintergrund-Helligkeitswerten zusammen mit allen zuvor berechneten Teil
bereichs-Vordergrund- und Hintergrund-Helligkeitswerten ein Schwellwert für den
mittleren Teilbereich 37 wie weiter oben beschrieben berechnet werden.
Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Aus
führungsformen beschrieben, es versteht sich jedoch, daß dem Fachmann Abände
rungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich sind.
10
Grauskalenbild
12
Schwarz/Weiß-Bild
14
Hellgrauer Hintergrund
16
Dunkelgrauer Hintergrund
20
Scanner
22
Bilderfassungsmodul
24
Bildverarbeitungseinheit
30
Erster Bereich
31
Zweiter Bereich
32
Erster Teilbereich
33
Zweiter Teilbereich
34
Gleiche Teilbereiche
36
Mittlerer Teilbereich
40
Schritt
41
Teilbereich
43
Erster Teilbereich
50
Schritt
51
Schritt
52
Ausgewählte Pixel
53
Vordergrund
54
Hintergrundgruppe
55
,
56
Schritt
57
Entscheidungsblock
60
Schwellwertberechnung
62
Schwellwertvergleich
64
Entscheidungsblock
Claims (15)
1. Schwellwertverfahren zur Dokumentenabbildung unter Verwendung von Vor
dergrund- und Hintergrund-Gruppenbildung, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- a) Scannen eines Dokuments (10);
- b) Auswählen eines ersten Bereichs (30) des Dokuments, bestehend aus einer Vielzahl von benachbarten Abtastzeilen;
- c) Auswählen eines Teilbereichs (32) des ersten Bereichs (30);
- d) Vergleichen eines Helligkeitswertes eines Pixels in dem ersten Bereich mit einem mittleren Helligkeitswert von Pixeln in einer Vordergrund gruppe;
- e) Vergleichen des Helligkeitswerts des Pixels mit einem mittleren Hellig keitswert von Pixeln in einer Hintergrundgruppe;
- f) Zuordnen des Pixels zu der Vordergrundgruppe, wenn die Pixelhellig keit näher an der mittleren Helligkeit der Vordergrundgruppe als an der der Hintergrundgruppe liegt;
- g) Zuordnen des Pixels zu der Hintergrundgruppe, wenn die Pixelhelligkeit näher an der mittleren Helligkeit der Hintergrundgruppe als an der der Vordergrundgruppe liegt;
- h) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vor dergrundgruppe;
- i) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hin tergrundgruppe;
- j) wenn die Gesamtzahl der im ersten Bereich verglichenen Pixel kleiner als die Gesamtzahl der Pixel im ersten Bereich ist, muß ein neues Pixel ausgewählt werden und die Schritte d) bis j) sind zu wiederholen
- k) Berechnen eines Schwellenwerts im ersten Teilbereich (32), der einer Funktion des neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hinter grundgruppe und des neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vordergrundgruppe entspricht;
- l) Umwandeln jedes Pixels im ersten Teilbereich (32) in ein weißes Pixel für jeden Pixelhelligkeitspegel, der größer als der Schwellenwert ist; und
- m) Umwandeln jedes Pixels im ersten Teilbereich (32) in ein schwarzes Pixel für jeden Pixelhelligkeitspegel, der kleiner als der Schwellenwert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich
(30) etwa elf Abtastzeilen umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilbe
reich (32) etwa eine Abtastzeile umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilbe
reich (32) etwa in der Mitte des ersten Bereichs (30) liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
- n) Auswählen eines zweiten Bereichs (31) des Dokuments;
- o) Auswählen eines zweiten Teilbereichs (33) innerhalb des zweiten Be reichs;
- p) Wiederholen der Schritte d) bis l) für den zweiten Bereich (31) und den zweiten Teilbereich (33).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich
(31) den ersten Bereich (30) überlappt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich
(31) den ersten Bereich (30) um einen Betrag überlappt, welcher der Anzahl
der Abtastzeilen im ersten Bereich (30) abzüglich der Anzahl der Abtastzeilen
im ersten Teilbereich (32) entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
- - Festlegen des mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vordergrund gruppe auf einen Anfangswert von 50.
9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
- - Festlegen des mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hintergrund gruppe auf einen Anfangswert von 200.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion im
Schritt k) der Hälfte der Summe aus dem mittleren Helligkeitswert der Pixel in
der Hintergrundgruppe und dem mittleren Helligkeitswert der Pixel in der Vor
dergrundgruppe entspricht.
11. Schwellwertverfahren zur Dokumentenabbildung unter Verwendung von Vor
der- und Hintergrund-Gruppenbildung gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- a) Scannen eines Dokuments (10);
- b) Auswählen einer Vielzahl von überlappenden Bereichen;
- c) Aufteilen jedes der Bereiche in eine Vielzahl von Teilbereichen, wobei jeder der Bereiche einen benachbarten Bereich überlappt;
- d) Auswählen eines ersten Bereichs aus der Vielzahl der Bereiche;
- e) Ermitteln, ob jeder Teilbereich des ersten Bereichs einen berechneten mittleren Vordergrundgruppen-Helligkeitswert hat;
- f) Ermitteln, ob jeder der Teilbereiche einen berechneten mittleren Hinter grundgruppen-Helligkeitswert hat;
- g) wenn jeder Teilbereich einen berechneten mittleren Vordergrundgrup pen-Helligkeitswert und einen berechneten mittleren Hintergrundgrup pen-Helligkeitswert aufweist, mit Schritt p) fortfahren, wenn nicht, mit Schritt h) weitermachen;
- h) Vergleichen des Helligkeitswerts eines Pixels im ersten Teilbereich, der keinen berechneten mittleren Hintergrundgruppen-Helligkeitswert hat, mit dem mittleren Helligkeitswert der Pixel in einer Vordergrundgruppe;
- i) Vergleichen des Helligkeitswerts dieses Pixels mit dem mittleren Hellig keitswert der Pixel in einer Hintergrundgruppe;
- j) Zuordnen des Pixels zu der Vordergrundgruppe, wenn die Helligkeit des Pixels näher an der mittleren Helligkeit der Vordergrundgruppe als an der der Hintergrundgruppe liegt;
- k) Zuordnen des Pixels zu der Hintergrundgruppe, wenn die Helligkeit des Pixels näher am mittleren Helligkeitswert der Hintergrundgruppe als an der der Vordergrundgruppe liegt;
- l) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vor dergrundgruppe;
- m) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hin tergrundgruppe;
- n) wenn die Gesamtzahl der im ersten Teilbereich verglichenen Pixel klei ner als die Gesamtzahl der im ersten Teilbereich vorhandenen Pixel ist, muß ein neues Pixel ausgewählt werden und die Schritte h) bis n) sind zu wiederholen;
- o) andernfalls, wenn alle Pixel im ersten Teilbereich abgearbeitet sind, mit Schritt e) weiterfahren;
- p) Auswählen eines zentralen Teilbereichs innerhalb des ersten Bereichs;
- q) Bestimmen eines kombinierten, mittleren Hintergrundgruppen-Hellig keitswerts, der einer Funktion berechneter, mittlerer Hintergrundgrup pen-Helligkeitswerte für den zentralen Teilbereich und zweier benach barter Teilbereiche entspricht;
- r) Bestimmen eines kombinierten, mittleren Vordergrundgruppen-Hellig keitswerts, der einer Funktion des berechneten, mittleren Vordergrund gruppen-Helligkeitswerts für den zentralen Bereich und der beiden benachbarten Teilbereiche entspricht;
- s) Berechnen eines Schwellenwertes für den zentralen Teilbereich, der einer Funktion des kombinierten, mittleren Hintergrundgruppen-Hellig keitswerts und des kombinierten, mittleren Vordergrundgruppen-Hellig keitswerts entspricht; und
- t) Umwandeln jedes Pixels im zentralen Teilbereich in ein weißes Pixel, wenn jeder Pixelhelligkeitspegel größer als der Schwellenwert ist, oder umwandeln jedes Pixels in dem Teilbereich in ein schwarzes Pixel, wenn jeder Pixelhelligkeitspegel kleiner als der Schwellenwert ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Teilbe
reiche den benachbarten Bereich um einen Betrag überlappt, welcher der
Breite der Teilbereiche entspricht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des
Teilbereichs eine Abtastzeile ist.
14. Verfahren zum Umwandeln eines Graustufenbildes in ein Binärbild unter Ver
wendung von Vordergrund- und Hintergrund-Gruppenbildung, gekennzeichnet
durch folgende Schritte:
- a) Auswählen eines aus einer Vielzahl benachbarter Abtastzeilen beste henden Bereichs;
- b) Auswählen eines Teilbereichs in dem Bereich;
- c) Vergleichen des Helligkeitswerts eines Pixels in diesem Bereich mit dem mittleren Helligkeitswert der Pixel einer Vordergrundgruppe;
- d) Vergleichen des Helligkeitswerts dieses Pixels mit dem mittleren Hellig keitswert der Pixel einer Hintergrundgruppe;
- e) Zuordnen dieses Pixels zu der Vordergrundgruppe, wenn die Pixelhel ligkeit näher an dem mittleren Helligkeitswert der Vordergrundgruppe als an dem der Hintergrundgruppe liegt;
- f) Zuordnen dieses Pixels zu der Hintergrundgruppe, wenn die Pixelhel ligkeit näher an dem mittleren Helligkeitswert der Hintergrundgruppe als an dem der Vordergrundgruppe liegt
- g) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vor dergrundgruppe;
- h) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hin tergrundgruppe;
- i) wenn die Gesamtzahl der überprüften Pixel kleiner als die Gesamtzahl der in diesem Bereich vorhandenen Pixel ist, muß ein neues Pixel aus gewählt werden und die Schritte c) bis i) sind zu wiederholen;
- j) Berechnen eines Schwellenwerts für den Teilbereich, der einer Funk tion des neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hintergrund gruppe und des neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vor dergrundgruppe entspricht; und
- k) Umwandeln jedes der Bildpixel in diesem Teilbereich in ein weißes Pixel, wenn dessen Pixelhelligkeitspegel größer als der Schwellenwert ist, und Umwandeln jedes der Pixel in diesem Teilbereich in ein schwarzes Pixel, wenn dessen Pixelhelligkeitspegel kleiner als der Schwellenwert ist.
15. Schwellwertverfahren zur Dokumentenabbildung unter Verwendung von Vor
der- und Hintergrund-Gruppenbildung, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- a) Scannen eines Dokuments (10);
- b) Auswählen eines aus einer Vielzahl von benachbarten Abtastzeilen bestehenden Bereichs (30) des Dokuments;
- c) Auswählen eines Teilbereichs (34) in diesem Bereich;
- d) Vergleichen des Helligkeitswerts jedes Pixels in diesem Teilbereich mit dem mittleren Helligkeitswert der Pixel einer Vordergrundgruppe;
- e) Vergleichen des Helligkeitswerts der Pixel einer Teilbereich mit dem mittleren Helligkeitswert der Pixel einer Hintergrundgruppe;
- f) Zuordnen jedes Pixels in dem Teilbereich zu der Vordergrundgruppe, wenn die Pixelhelligkeit näher an der mittleren Helligkeit der Vorder grundgruppe als an der der Hintergrundgruppe liegt;
- g) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Vor dergrundgruppe, um Pixelwerte aus dem Teilbereich mit einzube ziehen;
- h) Zuordnen jedes Pixels zu der Hintergrundgruppe, wenn die Pixelhellig keit näher an dem mittleren Helligkeitswert der Hintergrundgruppe als an der der Vordergrundgruppe liegt;
- i) Berechnen eines neuen mittleren Helligkeitswerts der Pixel in der Hin tergrundgruppe, um Pixelwerte aus diesem Bereich mit einzubeziehen;
- j) Ermitteln, ob alle Teilbereiche (34) dieses Bereichs (30) einen neuen mittleren Helligkeitswert für die Vorder- und Hintergrundgruppe haben, wenn nicht, muß ein weiterer Teilbereich (34) ausgewählt werden und die Schritte d) bis j) sind zu wiederholen;
- k) Berechnen eines regionalen Vordergrund-Helligkeitswerts, bestehend aus einem Durchschnittswert aller mittleren Vordergrund-Helligkeits werte aller Teilbereiche (34);
- l) Berechnen eines regionalen Hintergrund-Helligkeitswerts, bestehend aus einem Durchschnittswert aller mittleren Hintergrund-Helligkeits werte aller Teilbereiche (34);
- m) Berechnen eines Schwellenwerts für einen zentralen Teilbereich (36), der einer Funktion des regionalen Vordergrund-Helligkeitswerts und des regionalen Hintergrund-Helligkeitswerts entspricht;
- n) Umwandeln jedes der Bildpixel in dem zentralen Teilbereich (36) in ein weißes Pixel, wenn dessen Pixelhelligkeitspegel größer als der Schwellenwert ist;
- o) Umwandeln jedes Pixels in dem zentralen Teilbereich (38) in ein schwarzes Pixel, wenn dessen Pixelhelligkeitspegel kleiner als der Schwellenwert ist.
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