DE19912123A1

DE19912123A1 - Color reduction procedure for computer image bit map

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Publication number: DE19912123A1
Application number: DE19912123A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 1999-11-25

Abstract

The procedure at first initializes a reduction module with the number of target residual colors to be reduced to. The color values of all pixels of the bit map are sent through the reduction module. Then the residual colors determined by the reduction module are transferred into a replacement module. The bit map color values are then replaced by the residual color values determined by the replacement module. The bit map color values are sent through a reduction module which has a memory initialized plus an input memory for each of the residual colors. Each memory holds a residual color value and its weighting. The memories are checked for the smallest spatial distance between colors and two smallest distances are merged onto one memory. The weighting values of both memories are added and the new weighting value assigned to the memory. A new residual color is determined using the weighting values. At the replacement module, memories are initialized and filled with transferred residual colors from the reduction module. A color is compared with all residual colors and color spatially nearest is returned as replacement value. An Independent claim is included for a computer to carry out the procedure.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reduktion von Bitmaps (Computerbildern) auf n (1 . . . n . . . ∞) Restfarben, sowie ein die Durchführung des Verfahrens ermöglichender Computer.The invention relates to a method for reducing bitmaps (computer images) to n (1... N... ∞) Residual colors, as well as a computer that enables the process to be carried out.

Es ist bekannt mittels Farbreduktionsverfahren die in Bitmaps enthaltene Farbanzahl u. a. zur Datenreduktion zu reduzieren. Diese Reduktionsverfahren erhalten jedoch nicht die volle Rauminformation oder verfälschen diese.It is known by means of color reduction methods the number of colors contained in bitmaps u. a. for data reduction to reduce. However, these reduction methods do not receive the full spatial information or falsify it this.

Aufgabe der Erfinder ist es ein Verfahren zur Farbreduktion und einen eine Farbreduktion ermöglichenden Computer zu schaffen bei dem die Rauminformationen unverfälscht erhalten bleiben und in einem nachgeschalteten Verfahren herausrechenbar sind. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung sowie einem Computer der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des und/oder der Patentansprüche 1 und/oder 2 gelöst.The object of the inventors is a method for color reduction and a color reduction enabling To create computers in which the spatial information is preserved unaltered and in one downstream processes are deductible. This task is initiated in a procedure mentioned type and a computer of the aforementioned type with the features of characterizing part of and / or claims 1 and / or 2 solved.

Zu Beginn des Verfahrens wird das Reduktionsmodul mit der Anzahl der n Restfarben auf die reduziert werden soll initialisiert. Bei diesem Verfahren werden die Farbwerte von allen Bildpunkten der Bitmap nacheinander durch ein Reduktionsmodul(Erklärung siehe unten) geschickt. Danach werden die vom Reduktionsmodul ermittelten n Restfarbwerte in das Ersatzmodul(Erklärung siehe unten) überspielt. Die Farbwerte der Bitmap werden nun durch das Ersatzmodul geschickt und jeweils durch den vom Ersatzmodul ermittelten Restfarbwert ersetzt.At the beginning of the process, the reduction module with the number of n residual colors will be reduced to should be initialized. With this method, the color values of all pixels of the bitmap are consecutive sent through a reduction module (explanation see below). Then the reduction module determined n residual color values transferred to the replacement module (explanation see below). The color values of the bitmap are now sent through the replacement module and each time through the residual color value determined by the replacement module replaced.

Aufbau des ReduktionsmodulsStructure of the reduction module

Bei der Initialisierung des Reduktionsmoduls wird für jede der n Restfarben ein Speicher initialisiert plus einen Eingangsspeicher. In jedem der Speicher wird ein Restfarbwert und dessen Gewichtung festgehalten. Der Gewichtswert der Speicher wird zu Beginn bei allen Speichern auf 0 gesetzt. Bei einem im Eingangsspeicher ankommenden Farbwert wird der Gewichtswert des Eingangsspeicher auf 1 gesetzt und geprüft ob ein Speicher noch den Wert 0 besitzt. Ist dies der Fall so wird diesem der Farbwert und der Gewichtswert des Eingangsspeichers zugewiesen. Andernfalls wird zwischen allen Speichern geprüft, inklusive des Eingangsspeichers, von welchen zwei Speichern die Restfarbwerte den geringsten räumlichen Abstand zueinander haben. Haben mehr als zwei Speicher den gleichen geringsten räumlichen Abstand ihrer Restfarbwerte zueinander so können aus dieser Menge zwei Speicher ausgewählt werden. Diese beiden werden dann auf einen der beiden vereinigt. Ist einer der beiden der Eingangsspeicher, so erfolgt die Vereinigung auf den anderen. Andernfalls werden beide Speicher auf einen von beiden vereinigt, wobei die Auswahl auf welchem der beiden Speicher vereinigt wird frei ist. Dem Speicher auf den nicht vereinigt worden ist wird der Eingangsspeicher zugewiesen.When the reduction module is initialized, a memory plus one is initialized for each of the n residual colors Input memory. A residual color value and its weighting are recorded in each of the memories. Of the Weight value of the memory is initially set to 0 for all memories. With one in the input memory incoming color value, the weight value of the input memory is set to 1 and checked whether a Memory still has the value 0. If this is the case, the color value and the weight value of the Assigned input memory. Otherwise, it is checked between all memories, including the Input memory, of which two memories the residual color values have the smallest spatial distance to each other. Have more than two stores the same smallest spatial distance of theirs Two color memories can be selected from this set of residual color values. These two will then united on one of the two. If one of the two is the input memory, the union takes place on the other. Otherwise, both memories are merged into one of the two, with the selection on which of the two stores is merged is free. The memory that has not been merged to Input memory assigned.

Die Vereinigung der beiden Speicher erfolgt folgendermaßen: Die Gewichtswerte beider Speicher werden addiert zu einem neuen Gewichtswert und dem Speicher auf dem vereinigt werden soll als neuer Gewichtswert zugewiesen. Der neue Restfarbwert ergibt sich aus dem Schwerpunkt der beiden Gewichtswerte der Speicher, wobei die Koordinaten der Gewichtswerte durch ihren zugehörigen Farbwert repräsentiert sind. Der neue Restfarbwert wird dem Speicher auf dem vereinigt werden soll als neuer Restfarbwert zugewiesen.The two stores are combined as follows: The weight values of both stores are added to a new weight value and the memory on which to be combined as a new weight value assigned. The new residual color value results from the center of gravity of the two weight values of the memories, the coordinates of the weight values being represented by their associated color value. The new Residual color value is assigned to the memory on which to be merged as a new residual color value.

Jetzt ist die Verarbeitung des Farbwertes abgeschlossen und ein neuer kann eingespielt werden. The processing of the color value is now complete and a new one can be imported.

Aufbau des ErsatzmodulsStructure of the replacement module

Es werden n Farbspeicher initialisiert. Diese werden zu Beginn mit den vom Reduktionsmodul überspielten n Restfarben gefüllt. Nun ist das Modul zum errechnen von Ersatzwerten bereit. Wird nun ein Farbwert eingespielt wird er mit allen n Restfarben verglichen. Der Restfarbwert der dem eingespielten Farbwert räumlich am nächsten liegt wird als Ersatzwert zurück gegeben. Haben mehrere Restfarbwerte den selben geringsten räumlichen Abstand zum ein gespielten Farbwert so ist die Auswahl welcher Restfarbwert zurückgegeben wird frei.N color memories are initialized. These are initially copied with the n Residual colors filled. The module is now ready to calculate substitute values. Now becomes a color value imported it is compared with all n residual colors. The residual color value of the imported color value closest to the room is returned as a substitute value. Have multiple residual color values the same The smallest spatial distance to the color value played is the selection of which residual color value returned free.

Nun ist das Modul bereit zur Aufnahme eines neuen Farbwertes. The module is now ready to record a new color value.

Beispielexample

Beispielbitmap mit Farbwerten
Example bitmap with color values

Anzahl der Restfarben n: 3Number of residual colors n: 3

Initialisierung des Reduktionsmoduls:
Initialization of the reduction module:

Eingangsspeicher:
U 0Input memory:
U 0

Das erste Element der Farbspeicher (Eingangsspeicher, Speicher 1, Speicher 2, Speicher 3) ist die Restfarbe, das zweite Element ist der Gewichtswert. Ein mit einem U gefülltes Element bedeutet, daß dieser Wert undefiniert ist, also noch kein Schreibvorgang auf dieses Element stattgefunden hat.
The first element of the color memory (input memory, memory 1, memory 2, memory 3) is the residual color, the second element is the weight value. An element filled with a U means that this value is undefined, meaning that no writing to this element has yet taken place.

Nun werden alle Farbwerte der Matrix durch das Reduktionsmodul geschickt:Now all color values of the matrix are sent through the reduction module:

Verarbeitung des 1.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 1st color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Speicher 1 hat noch 0 als Gewichtswert, daher wird ihm der Eingangsspeicher zugewiesen.
Reduktionsmodul:
Memory 1 still has 0 as the weight value, so the input memory is assigned to it.
Reduction module:

Verarbeitung des 2.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 2nd color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Speicher 2 hat noch 0 als Gewichstwert, daher wird ihr der Eingangsspeicher zugewiesen.
Reduktionsmodul:
Memory 2 still has 0 as the weight value, so the input memory is assigned to it.
Reduction module:

Verarbeitung des 3.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 3rd color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Speicher 3 hat noch 0 als Gewichstwert, daher wird ihr der Eingangsspeicher zugewiesen.
Reduktionsmodul:
Memory 3 still has 0 as the weight value, so the input memory is assigned to it.
Reduction module:

Verarbeitung des 4.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 4th color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Die Farbwerte von Speicher 1 und 2 haben den geringsten räumlichen Abstand. Es wird auf Speicher 1 vereinigt und der Eingangsspeicher Speicher 2 zugewiesen.The color values of memory 1 and 2 have the smallest spatial distance. It is stored in memory 1 merged and the input memory allocated to memory 2.

Der neue Restfarbwert von Speicher 1 ergibt sich nach dem Schwerpunktsatz der Mechanik, hier (((1.1+3.1)11 + 1) = 2) entspricht ((Restfarbwert von Speicher 1.Gewichtswert von Speicher 1 + Restfarbwert von Speicher 2.Gewichtswert von Speicher 2)/Gewichtswert von Speicher 1 + Gewichtswert von Speicher 2). The new residual color value of memory 1 is based on the mechanics focus, here (((1.1 + 3.1) 11 + 1) = 2) corresponds to ((residual color value of memory 1. Weight value of memory 1 + residual color value from memory 2. Weight value from memory 2) / weight value from memory 1 + weight value from memory 2).

Der neuer Gewichtswert ergibt sich aus der Addition der Gewichtswerte von Speicher 1 und Speicher 2
(1+1=1)
Reduktionsmodul:
The new weight value results from the addition of the weight values from memory 1 and memory 2
(1 + 1 = 1)
Reduction module:

Verarbeitung des 5.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 5th color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Die Farbwerte von Speicher 1 und dem Eingangsspeicher und die Farbwerte von Speicher 3 und dem Eingangsspeicher haben den geringsten räumlichen Abstand. Zur Vereinigung werden Speicher 3 und der Eingangsspeicher gewählt. Es wird auf Speicher 3 vereinigt.The color values of memory 1 and the input memory and the color values of memory 3 and the Input memories have the smallest spatial distance. To unite memory 3 and Input memory selected. It is merged into memory 3.

Der neue Restfarbwert von Speicher 3 ergibt sich nach dem Schwerpunktsatz der Mechanik, hier ((6.1+4.1)11+1) entspricht ((Restfarbwert von Speicher 3.Gewichtswert von Speicher 3 + Restfarbwert vom Eingangspeicher.Gewichtswert vom Eingangspeicher)/Gewichtswert von Speicher 3 + Gewichtswert vom Eingangspeicher).
Reduktionsmodul:
The new residual color value of memory 3 results from the mechanical center of gravity, here ((6.1 + 4.1) 11 + 1) corresponds to ((residual color value of memory 3, weight value of memory 3 + residual color value of input memory, weight value of input memory) / weight value of memory 3 + weight value from the input memory).
Reduction module:

Verarbeitung des 6.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 6th color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Das selbe Schema wie bei der Verarbeitung des 5.ten Matrixwertes
The same scheme as when processing the 5th matrix value

Verarbeitung des 7.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 7th color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Das selbe Schema wie bei der Verarbeitung des 4.ten Matrixwertes
The same scheme as when processing the 4th matrix value

Verarbeitung des 8.ten Farbwertes der Matrix
Processing of the 8th color value of the matrix

Reduktionsmodul:
Reduction module:

Dasselbe Schema wie bei der Verarbeitung des 5.ten Matrixwertes
The same scheme as when processing the 5th matrix value

Die Reduktion der Bitmap (Matrix) ist nun abgeschlossen.The reduction of the bitmap (matrix) is now complete.

Die Restfarbwerte werden nun in das Ersatzmodul überspielt.The residual color values are now transferred to the replacement module.

Wonach das Ersatzmodul folgenden Inhalt hat:
After which the replacement module has the following content:

Nun werden alle Farbwerte der Bitmap durch das Ersatzmodul geschickt und durch den jeweiligen Rückgabewert des Ersatzmoduls ersetzt.Now all color values of the bitmap are sent through the replacement module and through the respective one Return value of the replacement module replaced.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 1 liegt der 3.5 am nächsten, daher ist 3.5 der Rückgabewert.
The 1 is closest to 3.5, so 3.5 is the return value.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 3 liegt der 3.5 am nächsten, daher ist 3.5 der Rückgabewert.
3 is closest to 3.5, so 3.5 is the return value.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 6 liegt der 3.5 am nächsten, daher ist 3.5 der Rückgabewert.
6 is closest to 3.5, so 3.5 is the return value.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 10 liegt der 10 am nächsten, daher ist 10 der Rückgabewert.
The 10 is closest to the 10, so 10 is the return value.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 4 liegt der 3.5 am nächsten, daher ist 3.5 der Rückgabewert.
4 is closest to 3.5, so 3.5 is the return value.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 14 liegt der 14 am nächsten, daher ist 14 der Rückgabewert.
14 is closest to 14, so 14 is the return value.

Ersatzmodul:
Replacement module:

Die 3.5 liegt der 3.5 am nächsten, daher ist 3.5 der Rückgabewert. 3.5 is closest to 3.5, so 3.5 is the return value.

Die auf drei Restfarben reduzierte Bitmap sieht damit wie folgt aus:
The bitmap reduced to three residual colors looks as follows:

Claims

1. Farbreduktionsverfahren zur Reduktion von Bitmaps (Computerbildern) auf n (1 . . . n . . . ∞) Restfarben, dadurch gekennzeichnet das die Farbwerte der Bitmap durch ein Reduktionsmodul geschickt werden und anschließend die vom Reduktionsmodul ermittelten Restfarbwerte in ein Ersatzmodul überspielt werden. Die Farbwerte der Bitmap werden nun durch das Ersatzmodul geschickt und jeweils durch den vom Ersatzmodul ermittelten Restfarbwert ersetzt.1. Color reduction method for reducing bitmaps (computer images) to n (1... N... Rest) residual colors, characterized in that the color values of the bitmap are sent through a reduction module and then the residual color values determined by the reduction module are transferred to a replacement module. The color values of the bitmap are now sent by the replacement module and each replaced by the residual color value determined by the replacement module.

2. Computer, insbesondere geeignet zur Durchführung eines Farbreduktionsverfahrens nach Anspruch 1, d.g., daß wenigstens ein Farbwerte einer Bitmap auf Restfarbwerte reduzierendes Reduktionsmodul vorgesehen ist, und daß wenigstens ein die Restfarbwerte speicherndes und die Farbwerte der Matrix durch die Restfarbwerte ersetzendes Ersatzmodul vorgesehen ist.2. Computer, particularly suitable for performing a color reduction process according to claim 1, d.g., that at least one color value of a bitmap reducing module to reduce residual color values is provided and that at least one which stores the residual color values and the color values of the matrix by the Replacement module replacing residual color values is provided.