DE3612231C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilddaten-Verarbeitungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Bilddatenverarbeitungssystem ist aus der EP-OS 00 93 429 bekannt. Dieses bekannte Bilddaten-Ver­ arbeitungssystem enthält eine Einrichtung zur Abtastzeilen- Dichteumsetzung von abgetasteten Bildelementdaten und auch eine Einrichtung, um die Pegelwerte abgefragter Bildelement­ daten einzustellen. Dieses bekannte Bilddaten-Verarbeitungs­ system enthält ferner auch eine Speichereinrichtung für die Bildelementendaten und auch eine Berechnungseinrichtung zur Durchführung von Berechnungen auf der Grundlage der ermittelten Daten und unter Zuhilfenahme von Bewertungs­ koeffizienten. Mit Hilfe dieses bekannten Bilddaten-Ver­ arbeitungssystems lassen sich auf einfache Weise schwarze und weiße Muster erkennen, wenn ein Bild vergrößert oder verkleinert wird: Es wird dabei der Tatsache Rechnung getragen, daß die für eine Vergrößerung oder Verkleinerung eines Bildes erforderlichen Daten durch eine periodische Sequenz wiedergegeben werden können, in welcher eine Grund­ sequenz wiederholt wird, und zwar in einer Periode mit fester Länge, wobei Koordinatenberechnungen durchgeführt werden, die für eine Vergrößerung oder Verkleinerung erforderlich sind. Ferner werden gemäß diesen bekannten Systemdaten, die für die Berechnung der Dichte eines vergrößerten oder verkleinerten Bildes erforderlich sind, durch eine periodische Sequenz wiedergegeben, wobei auch Dichteberechnungen unter Verwendung einer Vielzahl von Dichteberechnungsabschnitten durchgeführt werden.

Aus der EP 00 68 358 A2 ist ein Bilddaten-Verarbeitungs­ system bekannt, welches eine Speichereinrichtung zur Speicherung örtlicher Bilddaten enthält, ferner auch eine Berechnungseinrichtung umfaßt, um korrigierte bzw. bewertete Daten zu erzeugen. Dieses bekannte System ist dafür ausgebildet die Zahl der erforderlichen Verarbeitungs­ stufen bzw. Verarbeitungselemente soweit wie möglich zu reduzieren, was dadurch erreicht wird, daß im Prinzip n-Bilddaten für eine Zeile gleichzeitig bzw. parallel verarbeitet werden, und zwar jedesmal dann, wenn eine Verschiebung von Bilddaten für die Prozessoreinheiten vorgenommen wird. Auf diese Weise kann auch gleichzeitig eine insgesamt schnellere Verarbeitung der gesamten anfallenden Bilddaten erreicht werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Bilddaten-Verarbeitungssystem der angegebenen Gattung zu schaffen, welches eine sehr viel schnellere Korrektur von Bildelementen ermöglicht, so daß höhere Abtastgeschwindigkeiten möglich werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, daß gleichzeitig eine sogenannte MFT-Kompensations­ verarbeitung und eine Abtastzeilendichte-Umsetzung durch­ geführt wird, was dadurch erfolgen kann, indem die Bewer­ tungskoeffizienten hinsichtlich der MFT-Kompensation mit den Abtastzeilendichte-Umsetzkoeffizienten multipliziert werden, um dadurch kombinierte oder korregierte Bewertungskoeffizienten zu erhalten. Zwischen den korrigierten Bewertungskoeffizienten und peripheren Bildelementdaten werden dann Produkte gebildet und schließlich wird die Summe der erhaltenen Produkte erzeugt.

Die sogenannte MFT-Kompensationsverarbeitung (Modulations­ transfer-Funktion) wurde nach dem Stand der Technik immer unmittelbar nach der Abtastung eines Originals ausgeführt, da diese erforderliche Kompensation bzw. Korrektur den spezifischen optischen Eigenschaften der verwendeten Abtasteinrichtung zuzuschreiben ist und durchgeführt werden muß, um das jeweils anfallende Abtastsignal auf­ grund des eingeführten Abtastfehlers zu korrigieren. Die zweite Korrekturart, mit der sich die vorliegende Erfindung befaßt, basiert auf ganz anderen Abstastfehlern, die aufgrund der Vergrößerung oder Verkleinerung der wiederzugebenden Bilddaten eingeführt werden. Diese spezielle als Abtastzeilendichte-Umsetzung bzw. Korrektur bezeichnete Verarbeitung der Bilddaten wurde als unabhängige Korrekturmaßnahme durchgeführt.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit die Möglichkeit geschaffen, die beiden zuvor erläuterten Korrekturen gleichzeitig durchführen zu können.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Matrix von Bildelementdaten zum Be­ schreiben einer MTF-Kompensationsverarbeitung;

Fig. 2 eine Anordnung von Bildelementdaten zum Beschreiben einer Abtastzeilendichte-Um­ setzverarbeitung, und

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Bilddaten-Verarbei­ tungseinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen beschrieben. Wie in Fig. 1 dargestellt, werden Bildelementdaten D(i, j) angenommen, welche in vorherbestimmten Abständen L voneinander zweidimen­ sionaler Richtung abgetastet worden sind. Wenn eine MTF- Kompensation bei den Bildelementen D(i, j) durch Ver­ wenden von vier anderen Bildelementdaten angewendet wird, welche den Daten D(i, j) unmittelbar benachbart sind, werden die kompensierten Bildelementdaten (i, j) im allgemeinen folgendermaßen ausgedrückt.

(i, j) = λ D(i, j) + μ [D(i, j-1) + D(i, j +1) + D(i, -1, j) + D(i + 1, j) ]Gl. (1)

wobei gilt:

λ + 4 μ=1Gl. (2)

λ ≧ 1Gl. (3)

Die Gl. (2) ist die Bedingung, welche sicherstellt, daß, wenn alle Bildelementdaten denselben Wert haben, die kom­ pensierten Bildelementdaten auch denselben Wert haben, wie derjenige der andere (Bildelement­ daten) (dies wird nachstehend als Übereinstimmungsgarantie bezeichnet). Die Gl. (3) andererseits ist die Bedingung, welche sicherstellt, daß eine Änderung auffällt. Im all­ gemeinen werden λ=3 und μ=1/2 verwendet.

Es wird, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Bild­ element-Datenwert D(i, j) angenommen, welcher in vorbe­ stimmten Abständen L von anderen festgelegt ist, wie durch einen Schnittpunkt von ausgezogenen Linien darge­ stellt ist. Wenn die Abtastzeilendichte so umgesetzt ist, daß die Bildelementdaten D(i, j) durch Bildelementdaten ersetzt werden, welche in vorherbestimmten Abständen L′ angeordnet sind, wie durch einen Schnittpunkt von ge­ strichelten Linien dargestellt ist, werden die sich ergebenden Bildelementdaten D(X, Y) ausgedrückt als:

wobei S(X) stellvertretend für eine Abfragefunktion vor­ gesehen ist, welche erzeugt ist durch

Während eine Abtastzeilendichte-Umsetzung basierend auf der vorstehend wiedergegebenen Gl. (5) durchgeführt wird, werden die beobachteten Bildelementdaten (D(X, Y) durch 4 × 4-benachbarte Bildelemente angenähert, wie darge­ stellt ist, um die Umsetzung auf einer Realzeitbasis durch­ zuführen. Wenn der angenäherte Wert (X, Y) ist, dann gilt

Da der Gl. (6) die Bedingung für eine Gleichförmigkeits- Garantie genügen muß gilt:

Daher gilt:

Hierbei sei folgendes angenommen:

Dann kann die Gl. (6) ersetzt werden durch:

Aus den Gl. (7) und (9) ergibt sich:

Wie vorstehend ausgeführt, wird eine MTF-Kompensationsver­ arbeitung entsprechend der Gl. (1) und die Abtastzeilendichte- Verarbeitung entsprechend der Gl. (10) durchgeführt. Hieraus ist zu ersehen, daß die Gl. (1) und (10) die linearen Summen der peripheren oder umgebenden Bildelemente sind und noch dazu teilhaben an derselben Bedingung für eine Gleichförmigkeitsgarantie.

Hieraus folgt, daß, wenn die Bildelementdaten D(i, j) einer MTF-Kompensation, um (i, j) zu erzeugen, und dann einer Abtastzeilendichte-Umsetzung unterzogen werden, die sich ergebenden Bildelementdaten (X, Y) ausgedrückt werden können als

Der Grund, warum jede der Größen i und j Werte von -1 bis 4 annimmt, liegt darin, daß während einer MTF-Kompen­ sationsverarbeitung ein Bildelement, welches weiter außen von den äußersten Bildelementdaten angeordnet ist, welche für eine Abtastzeilendichte-Umsetzung benötigt werden, an jeder Seite herangeholt wird. Trotzdem wird durch eine Abtastzeilendichte-Umsetzung weniger bewirkt, wenn der Ab­ stand zwischen dem beobachteten Bildelement und anderen größer wird; der Koeffizient K(i, j) dieser besonderen peripheren Bildelemente ist hinreichend kleiner als derjenige der anderen Bildelemente. Folglich sind Bilder im wesent­ lichen frei von einer Verschlechterung, selbst wenn die Gl. (12) angenähert ist durch.

Basierend auf der Bedingung für eine Gleichförmigkeits- Garantie wird dann erhalten:

Wie aus den Gl. (13) und (14) zu ersehen ist, kann eine MFT-Kompensation gleichzeitig mit einer Zeilendichte- Kompensation nur durchgeführt werden, wenn der Bewertungs­ faktor K(i, j) jedes Bildelements entsprechend gewählt ist.

In Fig. 3 ist eine spezielle Ausführungsform zur Durch­ führung des vorstehend wiedergegebenen Prinzips dargestellt. Die Ausführung weist ein Register 10 zum Speichern von 4×4 Bildelementdaten, ein Register 20 zum Speichern von 4×4 Koeffizienzdaten, welche den Bildelementdaten zuge­ ordnet sind, eine Produktsummierschaltung 30 und einen Zeitsteuergenerator 40 auf. Das Register 20 hat Koeffizienten K(i, j) gespeichert, welche entsprechenden Bildelementen, welche den Gl. (13) und (14) genügen in Übereinstimmung mit einer Abtastzeilendichte zugeordnet sind. Die Element­ daten D(i, j) bzw. die Koeffizientdaten K(i, j) werden sequentiell aus den Registern 10 und 20 nacheinander zu einem Zeitpunkt ausgelesen, welcher auf ein Zeitsteuersignal an­ spricht, welches dem Zeitsteuergenerator 40 abgegeben wird; die beiden Daten werden dann an die Produktsummierschaltung 30 angelegt. Die Schaltung 30 erzeugt Produkte der Eingangs­ daten und summiert die Produkte und gibt, jedesmal dann, von sechzehn Produkten erzeugt bezüglich der Dichte umge­ setzter Bildelementdaten (X,Y) ab. Jedesmal wenn ein Bildelementdatenwert aus dem Register 10 zugeführt wird, wird ein neuer Bildelementdatenwert dem Register 10 zugeführt. Durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Ablaufs kann die Einrichtung Bildelementdaten erzeugen, welche einer MTF-Kompensationsverarbeitung und gleichzeitig einer Ab­ tastzeilendichte-Umsetzverarbeitung unterzogen sind.

Selbstverständlich können das Register 10, das Register 20 und die Produktsummierschaltung 30 als ein Randomspeicher (RAM), ein Festwertspeicher (ROM) und beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU) ausgeführt sein.

Erforderlichenfalls kann die MFT-Kompensationsverarbeitung und die Abtastzeilendichte-Umsetzverarbeitung, die vorstehend beschrieben sind, nur in der Hauptabtastrichtung (eine Dimension) angewendet werden, und in der Unterabtastrichtung durch Ändern des Zuführwerts bewirkt werden. In diesem Fall können die verarbeitenden Daten (X) erzeugt werden als:

Wenn dann der MTF-Kompensatzkoeffizienten λ"3" und μ-1/2 ist, kann die Gl. (15) ausgedrückt werden als:

Hieraus ist zu ersehen, daß gemäß der Erfindung eine MTF- Kompensationsverarbeitung und eine Abtastzeilendichte- Umsetzverarbeitung gleichzeitig mittels desselben Aufbaus erhalten werden kann, wodurch bei verhältnismäßig niedrigen Kosten eine klein bemessene und hochschnelle Einrichtung geschaffen wird.

Claims (6)

1. Bilddaten-Verarbeitungssystem mit einer Einrichtung zur Abtastzeilendichte-Umsetzung von abgetasten Bildelementdaten und mit einer Einrichtung zur Einstellung des Pegelwertes der abgefragten Bildelementdaten, mit einer Speicherein­ richtung für die Bildelementdaten und mit einer Berechnungs­ einrichtung zur Durchführung von Berechnungen auf der Grund­ lage der ermittelten Daten und unter Zuhilfenahme von Bewer­ tungskoeffizienten,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur gleichzeitigen Durchführung einer MTF-(Modulations- Transfer-Funktion)-Kompensationsverarbeitung von Bildelement­ daten D(i, j) durch Verwendung von mehreren (z. B. vier) anderen Bildelementdaten, welche den Bildelementdaten D(i, j) be­ nachbart sind, entsprechend der Gleichung: (i, j) = λ D(i, j) + μ [D(i, j-1) + D(i, j +1) + D(i, j-1, j) + D(i+1, j) ]Gl. (1)wobei gilt:λ + 4μ=1Gl. (2)λ≧1Gl. (3)und der Abtastzeilendichte-Umsetzung der abgetasteten Bild­ elementdaten entsprechend der Gleichung: eine Bewertungskoeffizienten-Setz- und Halteeinrichtung vor­ gesehen ist, um Bewertungskoeffizienten, welche jeweils einzeln jedem der peripheren Bildelementdaten zugeordnet sind, in Übereinstimmung mit einem MFT-Kompensationskoeffizienten und einem Abtastzeilen-Umsetzkoeffizienten zu setzen und zu halten, und daß die Berechnungseinrichtung dafür ausgebildet ist, um jeden Bewertungskoeffizienten auf einen Wert zu bringen und zu halten, der durch Multiplikation eines MTF-Kompen­ sations-Koeffizienten mit einem Abtastzeilendichte-Umsetzkoeffi­ zienten erzeugt wird, und um die Summe von Produkten zwischen den korrigierten Bewertungskoeffizienten und peripheren Bild­ elementdaten zu bilden.

2. Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein Bildelementdaten-Register (10) aufweist, welches zwei­ dimensionale (4 × 4) Bildelementdaten speichert.

3. Verarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungskoeffizient- Setz- und Halteeinrichtung ein Koeffizientendatenregister (20) aufweist, welches (4×4)-Koeffizientendaten speichert, welche den (4×4) Bildelementdaten zugeordnet sind.

4. Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsein­ richtung eine Zentraleinheit aufweist.

5. Verarbeitungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildelementdaten­ register (10) einen Randomspeicher und das Koeffizienten­ datenregister (20) einen Festwertspeicher aufweist.

6. Verarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch einen Zeitsteuergenerator (40) zum Erzeugen eines Zeitsteuersignals, welches an das Bildelementdatenregister (10), um nacheinander die Bildelementdaten einzeln zu einer bestimmten Zeit auszulesen, und an das Koeffizientendatenregister (20) angelegt wird, um nacheinander die Koeffizientendaten einzeln zu einer vorge­ gegebenen Zeit auszulesen.