DE19853889A1 - Schwellwertverfahren zur Dokumentenabbildung unter Verwendung von Vordergrund- und Hintergrund-Gruppenbildung - Google Patents

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.

Bezugszeichenliste

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.