DE19942709C2 - Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbeitungssystem und Verfahren zum Auslesen von Bilddaten aus einer Bildaufnahmevorrichtung - Google Patents
Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbeitungssystem und Verfahren zum Auslesen von Bilddaten aus einer BildaufnahmevorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbei
tungssystem sowie ein Verfahren zum Auslesen von Bilddaten aus einer
Bildaufnahmevorrichtung, die bzw. das mit dem JPEG-Komprimierungsfor
mat übereinstimmt.
Graphische Abbildungen im JPEG-Format (Joint Photographic Experts
Group) sind Abbildungen, die mittels einer Reihe von Algorithmen zur Kom
primierung verkleinert werden, die von der ISO (International Standard Or
ganization) für nicht-bewegte Bilder als Standard für die Komprimierung de
finiert worden sind. Der erwähnte JPEG-Alogrithmus (ITU-T Rec.T.81/ISO/
IEC 10918-1) erlaubt nicht die Veränderung der Parameter der Kodierung
während des Codierens einer einzelnen Abbildung. Deshalb muß jedes Sche
ma, welches mit JPEG übereinstimmt und danach arbeitet, eine Abbildug zu
mindest zweimal verarbeiten. Der erste Durchgang dient dazu, die Komplexi
tät der Abbildung
zu bestimmen und der andere Durchgang dient dazu, die Kodierung tatsächlich aus
zuführen.
Derzeit sind die JPEG-Algorithmen als Integrierter Schaltkreis (IC) in der Hardware
der Hersteller/Vertreiber für die nicht-bewegte Bildkomprimierung implementiert, zum
Beispiel bei einem Scanner, oder es wird ein Hostcomputer benutzt, um die Ge
schwindigkeit der Komprimierung der Abbildung und die Dekomprimierung der Abbil
dung zu erhöhen. In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Einrich
tung zur JPEG-Komprimierung dargestellt. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 emp
fängt die JPEG-Komprimierungseinrichtung 12, die als IC ausgeführt ist, die digitalen
Bilddaten von einem Speicher (RAM) 15. Der Speicher 15 kann ein RAM (Random
Access Memory) oder auch eine andere Speicherart sein. Der Speicher 15 empfängt
die Daten von einem Analog/Digital-Wandler 11.
Da die JPEG-Komprimierung (das Kontrollschema für JPEG) die Abbildung zumin
dest zweimal verarbeiten muß, und da die Datenströme der Komprimierung und der
Übertragung unterschiedlich sind, weist die JPEG-Komprimierungseinrichtung 12 ei
nen eingebauten Speicher 13 und einen extra vorgesehenen Speicher 14 auf, für
gewöhnlich einen RAM, in dem die Bilddaten während der Komprimierung vorüber
gehend gespeichert werden. Bei einem normalen JPEG-Komprimierungs-
Algorithmus ist zum Beispiel die prinzipielle Komprimierungseinheit ein (Bild-) Block
aus 8 × 8 Pixeln. Dementsprechend kann der Speicher 13 auf einmal 8 × 8 Pixel spei
chern. Auf der anderen Seite werden die Bilddaten von dem Speicher 15 an den
Speicher 14 Zeile für Zeile in Reihenfolge übertragen. Sobald der Speicher 14 voll ist,
werden die Bilddaten in den Speicher 13 übertragen, und zwar als Bildblock, um die
Komprimierung des Bildes durchzuführen.
Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist
es, daß ein gesonderter Speicher 14 erforderlich ist, um mit der Komprimierungsein
heit des Speichers 13 betrieben werden zu können. Aus Kostengründen und Grün
den einer hohen Effizienz wäre es wünschenswert, daß der Speicher 14 weggelas
sen werden kann.
Die DE 40 26 523 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildda
ten-Transformation und zeigt einen Codierer, der einen Line-to-Block-Con
verter umfaßt. Dieser Line-to-Block-Converter erhält an seinem Eingang zei
lenweise digitale Bildsignale, die beispielsweise aus einem empfangenen
Fernsehsignal abgeleitet werden. Aus diesem digitalem Bildsignalen werden
nach bekannten Verfahren Blöcke von Bildpunkten geformt, die einer zweidi
mensionalen DCT-Transformation zugeführt werden.
Die DE 689 16 038 T2 betrifft ein adaptives Transformations-Codierungssy
stem, daß als Eingangskreis einen Line-to-Block-Converter aufweist, der di
gitale Bilddaten zeilenweise empfängt, um digitale Blockbilddaten an eine
DCT-Transformation auszugeben.
Aus "Digitale Bildcodierung", Ohm, J.-R., Springerverlag, Berlin Heidelberg,
1995, Seiten 430 bis 433, ist ein JPEG-Codierer bekannt, der nach dem se
quentiellem DCT-Modus arbeitet. Dieser bekannte JPEG-Codierer weist einen
Eingangskreis auf, der die digitalen Bilddaten empfängt und eine Blockein
teilung der Helligkeits- und Farbkomponenten vornimmt.
In keiner dieser Druckschriften ist angegeben, wie ein Eingangskreis oder ein
Line-to-Block-Converter hardwaremäßig auszugestalten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufnahmevorrichtung für
ein Bildverarbeitungssystem zu schaffen, die es ermöglicht, einen gesonder
ten Speicher einsparen zu können, wie er bei einer herkömmlichen, als inte
grierter Schaltkreis ausgebildeten JPEG-Komprimierungseinrichtung benö
tigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 ge
löst.
Erfindungsgemäß ist bei einer Bildaufnahmevorrichtung mit Bildleseeinheit
und Analog/Digital-Wandler anstelle eines einfachen Speichers mit wahlfrei
em Zugriff eine Schnittstelleneinrichtung vorgesehen, die eine Speicherver
waltung mittels einer Lesesteuereinheit und einer Ausgabesteuereinheit so
durchführt, daß die digitalen Bilddaten blockweise an eine JPEG-Komprimie
rungseinrichtung ausgegeben werden. Damit wird es ermöglicht, eine her
kömmliche JPEG-Komprimierungseinrichtung, die auf einem Chip als inte
grierter Schaltkreis ausgebildet ist, ohne zusätzliche Speicher zum Zwi
schenspeichern der digitalen Bilddaten für eine Line-to-Block-Konvertierung
zur Bilddatenkomprimierung in einem Bildverarbeitungssystem einzusetzen.
Zum Ausgeben der Bilddaten liest die Lesesteuereinheit eine vorbestimmte
Anzahl von Bildzeilen von dem Datenausgang des Analog/Digital-Wandlers
und speichert diese Bilddaten in einem Speicher. Dieser Speicher kann die
gleiche Anzahl an Bildzeilen speichern wie der Speicher, der in der JPEG-
Komprimierungseinrichtung eingebaut ist. Falls die Komprimierungseinheit
ein 8 × 8 Bildblock ist, dann kann der Speicher 8 Zeilen an Bilddaten spei
chern. Nach dem Lesen der vorbestimmten Anzahl von Zeilen der Bilddaten,
erzeugt die Lesesteuereinheit ein Steuersignal, gibt dieses an die Ausgabe
steuereinheit aus, um einen Bildblock aus dem Speicher auszulesen, und
zwar in Reihenfolge, und schickt jeden Bildblock an die JPEG-Komprimie
rungseinrichtung, ebenfalls in Reihe. Da der Bildblock die gleiche Größe hat
wie die Komprimierungseinheit, die von der JPEG-Komprimierungseinrich
tung benötigt wird, kann der Bildblock direkt an die JPEG-Komprimierungs
einrichtung übertragen werden, um die Daten zu komprimieren, ohne dabei
auf einen gesonderten Speicher zugreifen zu müssen. Folglich können die
Kosten für einen gesonderten Speicher eingespart werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zei
gen in:
Fig. 1 ein funktionelles Blockdiagramm, in dem schematisch der Aufbau einer
herkömmlichen JPEG-Komprimierungseinrichtung dargestellt ist;
Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm, in dem der Aufbau der Schnitt
stelleneinrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist; und
Fig. 3 ein Flußdiagramm, in dem das erfindungsgemäße Verfahren nach der
bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird im folgen
den beschrieben werden. Diese Ausführungsform ist lediglich illustrativ beschrieben.
Der Fachmann kann daran Veränderungen vornehmen, ohne sich aus dem Umfang
der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird die Schnittstelleneinrichtung 21 nach der vor
liegenden Erfindung erläutert. Diese Schnittstelleneinrichtung 21 umfaßt eine Lese
steuereinheit 22, eine Ausgabesteuereinheit 23, und eine Speichereinheit bzw. einen
Speicher 24. Die Schnittstelleneinrichtung 21 ist eine modular aufgebaute Einheit, die
die Kommunikation zwischen dem Analog/Digital-Wandler 26 und der JPEG-
Komprimierungseinrichtung 27 herstellt. Die Schnittstelleneinrichtung 21 kann an ei
ne JPEG-Komprimierungseinrichtung 27 in einer Bearbeitungseinrichtung für nicht-
bewegte Bilder angepaßt werden, wie etwa einen Scanner oder eine digitale Kamera,
um die Bilder zu komprimieren. Die Schnittstelleneinrichtung 21 empfängt die Bild
daten vom Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 26 und überträgt die Bilddaten an
die JPEG-Komprimierungseinrichtung 27, wenn die Bilddaten verdichtet bzw. kom
primiert werden sollen. Falls die Bilddaten nicht komprimiert werden sollen, kann die
Schnittstelleneinrichtung 21 die Bilddaten an ein Eingabe/Ausgabe-Interface 25
übertragen, um die Bilddaten an einen Hostcomputer zu schicken, der die Bilder
weiter verarbeitet.
Auf der anderen Seite empfängt der Analog/Digital-Wandler 26 die Bilddaten von der
(Bild-) Leseeinheit 28. Die Leseeinheit 28 kann ein CCD, ein bildberührender Bild
sensor oder eine digitale Kamera sein.
In der Schnittstelleneinrichtung 21 liest die Lesesteuereinheit 22 eine vorbestimmte
Anzahl von Bildzeilen aus den Bilddaten des Analog/Digital-Wandlers 26 aus und
speichert die Bilddaten in dem Speicher 24. Der Speicher 24 kann die gleiche Anzahl
von Bildzeilen speichern wie die Speichereinheit 271, die in der JPEG-
Komprimierungseinrichtung 27 eingebaut ist. Falls die Komprimierungseinheit bei
spielsweise 8 × 8 Pixel groß ist, so kann der Speicher 24 Bilddaten von 8 Bildzeilen
speichern. Nach dem Ende des Lesens dieser 8 Bildzeilen erzeugt die Lesesteuer
einheit 22 ein Kontrollsignal 221, welches für die Ausgabesteuereinheit 23 vorgese
hen ist, so daß diese sequentiell den Bildblock aus 8 × 8 Pixeln aus dem Speicher 24
ausliest und diesen Bildblock in dem Speicher 271 abspeichert. Da dieser Bildblock
in der Größe genau der Größe der Komprimierungseinheit der JPEG-Kom
primierungseinrichtung entspricht, kann der Bildblock direkt an die JPEG-
Komprimierungseinrichtung 27 geschickt werden, so daß diese die Komprimierung
durchführt, ohne auf einen gesonderten Speicher zugreifen zu müssen. Folglich kön
nen die Kosten für einen gesondert vorgesehenen Speicher eingespart werden.
Das Flußdiagramm nach der Fig. 3 zeigt den Betrieb der erfindungsgemäßen
Schnittstelleneinrichtung. Die Schritte werden wie folgt erläutert:
301: Setzen von I = 0, J = 0, N = Anzahl der Bildzeilen einer Komprimierungseinheit, M = Anzahl der Pixel der Breite einer Komprimierungseinheit;
302: Lesen der Daten am Ausgang des Analog/Digital-Wandlers, Setzen von I = I + 1;
303: Speichern der Bilddaten in einem Speicher, und zwar in Reihenfolge;
304: Entscheiden, ob I = N ist?, Falls ja, weiter zu dem Schritt 306; Falls nein, weiter zu dem Schritt 302;
305: Entscheiden, ob die Bilddaten komprimiert werden sollen? Falls ja, weiter zu dem Schritt 306; Falls nein, weiter zu dem Schritt 307;
306: Setzen von J = M und Lesen von J . N Bildblöcken aus dem Speicher und übertra gen des Bildblocks an die JPEG-Komprimierungseinrichtung; Setze M = M + M;
307: Senden der Bilddaten in der Speichereinheit an einen Hostcomputer für die weitere Bearbeitung.
301: Setzen von I = 0, J = 0, N = Anzahl der Bildzeilen einer Komprimierungseinheit, M = Anzahl der Pixel der Breite einer Komprimierungseinheit;
302: Lesen der Daten am Ausgang des Analog/Digital-Wandlers, Setzen von I = I + 1;
303: Speichern der Bilddaten in einem Speicher, und zwar in Reihenfolge;
304: Entscheiden, ob I = N ist?, Falls ja, weiter zu dem Schritt 306; Falls nein, weiter zu dem Schritt 302;
305: Entscheiden, ob die Bilddaten komprimiert werden sollen? Falls ja, weiter zu dem Schritt 306; Falls nein, weiter zu dem Schritt 307;
306: Setzen von J = M und Lesen von J . N Bildblöcken aus dem Speicher und übertra gen des Bildblocks an die JPEG-Komprimierungseinrichtung; Setze M = M + M;
307: Senden der Bilddaten in der Speichereinheit an einen Hostcomputer für die weitere Bearbeitung.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren, welche bzw. welches mit dem JPEG-
Komprimierungsformat übereinstimmt, dazu in der Lage ist, die Bilddaten von dem
Ausgang eines Analog/Digital-Wandlers zu empfangen und an eine JPEG-
Komprimierungseinrichtung weiterzuleiten, die in einer Bearbeitungseinheit für nicht-
bewegte Bilder vorgesehen ist. Darüber hinaus wirkt die Schnittstelleneinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung als ein (Zwischen-) Speicher, der die unterschiedli
chen Datenraten für die Komprimierung und Übertragung verarbeitet. In der Folge
benötigt eine JPEG-Komprimierungseinrichtung mit dieser Schnittstelleneinrichtung
keinen gesonderten Speicher für den Austausch der Daten.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die erläuternde Ausfüh
rungsform beschrieben worden ist, ist die Beschreibung nicht als beschränkend an
zusehen. Zahlreiche Änderungen an der und Kombinationen mit der erläuterten
Ausführungsform, sowie auch andere, weitere Ausführungsformen nach der vorlie
genden Erfindung sind für den Fachmann ausführbar, wenn er die vorliegende Be
schreibung studiert. Deshalb wird der Schutzumfang im wesentlichen durch die fol
genden Ansprüche bestimmt.
Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung
wird im übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnungen verwie
sen.
Claims (10)
1. Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbeitungssystem, mit
- - einer Bildleseeinheit (28) zur Aufnahme eines Einzelbildes,
- - einem Analog/Digital-Wandler (26), der an die Bildleseeinheit (28) angeschlossen ist, um Einzelbilddaten in digitale Bilddaten zu konvertie ren, und
- - einer Schnittstelleneinrichtung (21) zum Anschluß einer JPEG-Kom primierungseinrichtung (27), wobei die Schnittstelleneinrichtung (21)
- - eine Lesesteuereinheit (22), die mit dem Analog/Digital-Wandler (26) verbunden ist, um eine vorbestimmte Anzahl von Bildzeilen von einem Da tenausgang des Analog/Digital-Wandlers (26) sequentiell auszulesen und um ein Steuersignal zu erzeugen, nach dem das Auslesen der vorbestimm ten Anzahl von Bildzeilen beendet ist,
- - einen Speicher (24), der mit der Lesesteuereinheit (22) verbunden ist, um die vorbestimmte Anzahl an Bildzeilen zu speichern, und
- - eine Ausgabesteuereinheit (23) umfaßt, die in Antwort auf das Steu ersignal einen Bildblock sequentiell aus dem Speicher ausliest und diesen Bildblock an die JPEG-Komprimierungseinrichtung (27) weiterleitet.
2. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Bildleseeinheit (28) ein CCD-Chip ist.
3. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Bildleseeinheit (28) ein Kontakt-Bildsensor ist.
4. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Bildleseeinheit (28) eine digitale Kamera ist.
5. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Speicher (24) ein RAM ist.
6. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die vorbestimmte Anzahl der Bildzeilen acht ist und das der Bild
block aus 8 × 8 Pixel besteht.
7. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausgabesteuereinheit (23) mit einem Eingabe/Ausgabe-An
schluß eines Host-Computers verbindbar ist, um die Daten von dem Aus
gang der Schnittstelleneinrichtung (21) zu einem Host-Computer übertra
gen zu können.
8. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe des Speichers (24) durch das Komprimierungsformat der
JPEG-Komprimierungseinrichtung (27) bestimmt ist.
9. Verfahren zum Ausgeben von Bilddaten aus einer Bildaufnahmevor
richtung mit folgenden Schritten:
- - Sequentielles Auslesen einer vorbestimmten Anzahl von Bildzeilen von ei nem Datenausgang eines Analog/Digital-Wandlers (26);
- - Speichern der vorbestimmten Anzahl von Bildzeilen in einem Speicher (24);
- - Sequentielles Lesen eines Bildblocks vorbestimmter Größe aus dem Spei cher (24);
- - Übertragen des Bildblocks an eine JPEG-Komprimierungseinrichtung (27), wenn die Bilddaten zu komprimieren sind.
10. Verfahren zum Ausgeben von Bilddaten aus einer Bildaufnahmevor
richtung mit folgenden Schritten:
- - Sequentielles Auslesen einer vorbestimmten Anzahl von Bildzeilen von ei nem Datenausgang eines Analog/Digital-Wandlers (26);
- - Speichern der vorbestimmten Anzahl von Bildzeilen in einem Speicher (24);
- - Sequentielles Lesen eines Bildblocks vorbestimmter Größe aus dem Spei cher (24); und
- - Weiterleiten des Bildblocks an eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenein richtung (25), um den Bildblock an einen Host-Computer zu schicken, wenn die Bilddaten nicht komprimiert werden sollen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19942709A DE19942709C2 (de) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbeitungssystem und Verfahren zum Auslesen von Bilddaten aus einer Bildaufnahmevorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19942709A DE19942709C2 (de) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbeitungssystem und Verfahren zum Auslesen von Bilddaten aus einer Bildaufnahmevorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19942709A1 DE19942709A1 (de) | 2001-03-15 |
DE19942709C2 true DE19942709C2 (de) | 2001-09-27 |
Family
ID=7921107
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DE19942709A Expired - Fee Related DE19942709C2 (de) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Bildaufnahmevorrichtung für ein Bildverarbeitungssystem und Verfahren zum Auslesen von Bilddaten aus einer Bildaufnahmevorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19942709C2 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4026523A1 (de) * | 1990-08-22 | 1992-02-27 | Thomson Brandt Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur bilddaten-transformation |
DE68916038T2 (de) * | 1989-09-29 | 1994-10-27 | Bell Telephone Mfg | Adaptives transformationskodierungssystem. |
-
1999
- 1999-09-07 DE DE19942709A patent/DE19942709C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE68916038T2 (de) * | 1989-09-29 | 1994-10-27 | Bell Telephone Mfg | Adaptives transformationskodierungssystem. |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OHM, J..-R.: "Digitale Bildcodierung", Springer- Verlag, Berlin Heidelberg, 1995, S. 430-433 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19942709A1 (de) | 2001-03-15 |
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Owner name: TRANSPACIFIC OPTICS LLC, WILMINGTON, DEL., US |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
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