DE4309105C2 - Verfahren zum Behandeln eines Teils eines verdichteten Bildes für eine Aufbereitung - Google Patents
Verfahren zum Behandeln eines Teils eines verdichteten Bildes für eine AufbereitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines Teils eines verdichteten
Bildes für eine Aufbereitung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
Aus der Zeitschrift Milt Leonard: "IC executes still-picture compression algo
rithms" in Electronic Design, 23. Mai 1991, Seiten 49 bis 53, ist ein Bildkom
pressionsverfahren in Verbindung mit Stehbild-Kompressionsalgorithmen bekannt,
wobei Codier/Decodieralgorithmen beschrieben sind, um spezifische Kompres
sionsverhältnisse zu erreichen, um dadurch letzten Endes die Anforderungen an
die Speicherkapazität einer Bildverarbeitungseinrichtung zu reduzieren. Hierbei
werden Vorteile spezifischer Codierverfahren, wie beispielsweise dem bekannten
Huffman-Codierverfahren, dargelegt.
Aus der DE 41 16 870 A1 ist eine Bildredigiervorrichtung mit einer Eingabe-
Bildspeichereinheit zum Abspeichern von Bilddaten einer Bildeingabeeinheit ohne
Absenkung der Bildauflösung bekannt, mit einer Befehls-Speichereinheit zum
Abspeichern der Redigierbefehle für die Bilddaten der Eingabe-Bildspeicher
einheit, mit einer Befehlsfunktionseinheit zur Ausführung von Redigierbefehlen
der Befehls-Speichereinheit mit den Bilddaten der Eingabe-Bildspeichereinheit,
ferner mit einer Ausgabe-Bildspeichereinheit zum Abspeichern der redigierten
Bilddaten der Befehlsfunktionseinheit und mit einer Bildausgabeeinheit, die mit
einem Ausgang der Ausgabe-Bildspeichereinheit gekoppelt ist. Bei dieser bekann
ten Vorrichtung werden die Bilddaten zunächst getrennt von den Befehlen der
Redigierung der Bilddaten gespeichert, so daß dadurch die Möglichkeit besteht,
die Ausgabe der Bilddaten entweder ohne Redigierfunktion vorzunehmen oder
aber das von einer Befehlsfunktionseinheit gelieferte Ergebnis einer Ausführung
der in der Befehlsspeichereinheit gespeicherten Befehle auf die in der Eingabe-
Bildspeichereinheit gespeicherten Bilddaten anzuwenden. Bei dieser bekannten
Bildredigiervorrichtung wird aber keine Datenkompression durchgeführt, sondern
es werden lediglich einzelne Bilddaten aufbereitet, wobei durch die getrennte
Abspeicherung der Befehle zur Bearbeitung der Bilder und der Bilder selbst ganz
spezifische Vorteile erzielt werden können, da beispielsweise für den Fall einer
Positionsänderung bei der Bildsynthese nur die Gestaltungsinformation mit ihrem
kleinen Datenvolumen geändert werden muß. Es können schließlich die notwendi
gen Funktionen schnell ablaufen, wodurch die erforderliche Bearbeitungszeit
wesentlich verkürzt wird.
Eine moderne Farbbildherstellung für Kameras und Scanner erfordert einen
großen Speicherbedarf, um Bilddateien zu speichern, welche eine Datendarstel
lung des eingegebenen oder abgetasteten Bildes enthalten. Ein übliches Bild, wie
beispielsweise eines, welches bei einem Farbkopierer mit Papier mit den Ab
messungen 216 mm × 297 mm (8,5′′ × 11′′) verwendet wird und eine Auflösung
von 15,75 Punkten/mm (400 Punkten/inch) sowie 3 Bytes (24 Bits) hat, um die
Intensität jedes Punktes darzustellen, würde einen Speicher von 44,88 MBytes
belegen. Zusätzlich zu der Größe des Speichers muß der Speicher eine hohe
Bandbreite für Realzeit-Anwendungen haben, wie beispielsweise bei einem
Farbkopierer, bei welchen 15 Seiten/min eine übliche Anforderung ist. Dies
beinhaltet eine Bandbreite oder eine Datenrate von 11,22 MBytes/S. Diese beiden
Anforderungen treiben die Kosten von Abbildungssystemen in die Höhe. Es sind
Verdichtungs- bzw. Kompressionsverfahren angewendet worden, um sowohl die
Bandbreiten- als auch die Speicherprobleme für eine ganze Zeitlang zu lösen.
Durch eine Verdichtung kann eine Bilddatei in einem kleineren Speicher gespei
chert werden und bewegt sich wegen der geringeren Anzahl von Bits, die zum
Darstellen eines Bildes verwendet werden, schneller durch einen in der Bandbreite
begrenzten Kanal. Ein Verdichtung schließt ein Durchlaufen der rohen Bilddaten
in einen Kompressor ein, welcher die Muster in den Rohdaten verknüpft und
analysiert, um eine komprimierte Bilddatei zu erzeugen, in welcher das ursprüng
liche Bild ohne eine entsprechende Dekompression nicht ohne weiteres erkennbar
ist.
Wenn ein Bild aufzubereiten, zu normieren, zu drehen oder in anderer Weise zu
bearbeiten ist, wird ein beliebiger Zugriff zu irgendeinem oder allen Pixels gefor
dert. Sobald die Verarbeitung beendet ist, muß die Aufbereitung in der Bilddatei
gesichert werden. Wenn die zu verarbeitende Bilddatei verdichtet ist, besteht das
herkömmliche Mittel, um einen wahlfreien Pixelzugriff zu erhalten, darin, das
Bild in einem Rahmenspeicher zu dekomprimieren, die Verarbeitung durchzufüh
ren und dann das Bild in einer neuen Bilddatei wieder zu komprimieren. Die
Schwierigkeit hierbei besteht darin, daß kein Speicher bei dem Dekomprimieren
gesichert ist, da der Speicher für das Rahmenspeichern benötigt wird. Die Band
breite wird ebenfalls verringert, da ein Komprimieren und ein Dekomprimieren
von ganzen Bildern Zeit in Anspruch nimmt. Diese zusätzliche Verarbeitungszeit
und der zusätzliche Speicher werden oft vergeudet, da selbst das aufwendigste
Display in einem Abbildungssystem nicht das gesamte Bild in voller Auflösung
darstellen kann.
Eine Lösung hierfür ist, nur eine begrenzte Inline-Realzeit-Manipulation zuzulas
sen, um das Bild zu behandeln, wenn es sich durch einen Kanal von einem ver
dichteten Bild zum anderen bewegt. Leider kann nur ein kleiner Bereich verarbei
tet werden, und eine solche Methode kann nicht bei einer Dialogaufbereitung
angewendet werden.
Kompressionsverfahren zum Komprimieren von Bilddaten sind bekannt. Eine
derartige Kompressionsnorm ist IPEG (Joint Photographic Experts Group); andere
Normen schließen eine CCITr-Gruppe-3-MMR-Norm, die Joint-Bi-Level-Bild
gruppen (JBIG-)Norm und die CCITT-Px 64 H.261 Telekonferenz-Norm ein. Bei
der IPEG-Norm wird beispielsweise ein Bild durch eine zweidimensionale Anord
nung von Bildelementen oder Pixels dargestellt. Wenn das Bild grauskaliert ist,
wird jedes Pixel durch einen Intensitätswert dargestellt, und wenn das Bild farbig
ist, wird das Pixel durch mehrere Werte dargestellt. Vor einem Komprimieren der
Bilddaten wird das Bild in Blöcke von jeweils (8 × 8) Pixels aufgeteilt. In jedem
Block werden die 64 Pixels mit Hilfe einer diskreten Kosinustransformation in 64
Frequenzamplituden, nämlich einen Gleichspannungswert und 63 Wechselspan
nungswerte umgeformt. Bevor allerdings der Gleichspannungswert direkt kodiert
wird, wird der Gleichspannungswert des Blockes, welcher dem aktuellen Block
vorausgeht, von dem Gleichspannungswert des aktuellen Blocks subtrahiert, und
der sich ergebende Differenz-Gleichspannungswert wird gespeichert. Da das zu
komprimierende, übliche Bild eine konstante Farbe in jedem (8 × 8) Pixel-Block
und einen sich verhältnismäßig langsam ändernden durchschnittlichen Farbwert
hat, führt diese Methode zu sehr komprimierten Bildern. Viele andere Bild-
Kompressionsmethoden verwenden ähnliche Methoden zur Kompression und
benutzen Differenzwerte.
Ein Bild weist rohe Pixeldaten, welche Farbe oder Intensität an einer Anzahl
Pixel-Stellen anzeigen, üblicherweise ein zweidimensionales Gitter auf. Pixels
werden in Blöcken gruppiert und jeder Block wird gesondert verdichtet. Der
Kompressionsvorgang schließt ein Umformen der 64 Werte, welche dem Block
zugeordnet sind, in einen Differenz-Gleichspannungswert und 63 Wechselspan
nungswerte sowie ein Verringern der Anzahl an Bits ein, die benötigt werden, um
die transformierten Werte durch ein Entropie-Codieren zu beschreiben. Jeder
Block wird in einer minimalcodierten Einheit (MCU) komprimiert, die MCU-
Einheiten, welche ein komprimiertes Bild zusammensetzen, werden mit einer
Identifizierinformation, wie der Blockstelle in dem Bild, Längendaten, um anzu
zeigen, wie viele Bits in der MCU-Einheit enthalten sind, u.ä. gekennzeichnet,
und die MCU-Einheiten werden nacheinander in einer Bilddatei gespeichert.
Längendaten sind notwendig, da MCU-Einheiten in der Länge unterschiedlich
sind. Die Länge wird durch den Entropie-Codierschritt bestimmt. Ein Block, wel
cher sehr geordnet ist, wie beispielsweise ein gleichmäßig farbiger Block, wird als
Block mit einer "niedrigen Entropie" bezeichnet und wird im Vergleich mit einer
höheren Entropie in eine verhältnismäßig kleine MUC-Einheit komprimiert. Der
Prozeß einer Entropie-Codierung wird im allgemeinen als Codieren bezeichnet,
während ein Komprimierprozeß eine Blockbildung, eine Kosinus-Transformation
und ein Codieren von Bilddaten einschließt. Bezeichnenderweise können Diffe
renz-Gleichspannungswerte aus einer MCU-Einheit gelesen werden, welche nur
decodiert worden ist, da eine volle Dekompression nicht notwendig ist. Dieses
Sichern in Verarbeitungs-Resourcen kann von Bedeutung sein, da Kosinus- und
inverse Transformationen sehr intensive Rechenoperationen sein können.
Um ein Bild zu dekomprimieren, wird jede MCU-Einheit aus einer Bilddatei
durch eine Umkehroperation des Differenzcodierens des Gleichspannungswertes
und durch eine inverse Kosinustransformation in einen Block dekomprimiert.
Während ein Differenzcodieren von sich langsam ändernden Werten von Block zu
Block die Kompression erhöht, nimmt die Schwierigkeit beim Dekomprimieren
des Bildes zu, da eine Dekompression von einigen MCU-Einheiten in dem Teil
bild eine Bezugnahme auf MCU-Einheiten erfordert, welche nicht Teil des partiel
len Bilds sind. Ferner ergeben sich Schwierigkeiten beim partiellen Dekomprimie
ren, wenn das Teilbild aufbereitet und wieder komprimiert wird. Da der Kom
pressionsgrad von den Bilddaten abhängt, hat ein aufbereitetes Teilbild im Ver
gleich zu dem ursprünglichen Bild üblicherweise eine andere Größe, wenn es
verdichtet wird. Folglich ist ein einfaches Austauschen der MCU-Einheiten des
Teilbildes gegen die MCU-Einheiten des aufbereiteten Teilbildes unpraktisch,
wenn nicht das gesamte Bild dekomprimiert, aufbereitet und wieder komprimiert
wird. Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu ersehen, daß eine verbesserte
Methode zum Handhaben und Aufbereiten von komprimierten Bildern notwendig
ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Behandeln eines Teils eines verdichteten Bildes für ein
Aufbereiten der angegebenen Gattung zu schaffen, welches bzw. welche die
Möglichkeit bietet, ohne ein vollständiges Dekomprimieren der Datenblöcke eine
Pixel-Pegel-Manipulation von Teilbildern oder auch vollständigen Bildern bei
einer Aufbereitung vornehmen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des
Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungs
gemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.
Eine Einrichtung zum Behandeln eines Teils eines verdichteten Bildes für eine
Aufbereitung ergibt sich aus dem Anspruch 11.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemaßen Einrichtung ergeben
sich aus den Unteransprüchen 12 bis 14.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Aufbereitungssystems gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 eine Speicherabbildung eines Display-Speichers und
ein komprimiertes Bild in einer zweidimensionalen
Anordnung;
Fig. 3 eine Bilddatei, welche MCU-Einheiten enthält und
eine Zeigeranordnung, jeweils in einer linearen
Anordnung;
Fig. 4 ein virtuelles Bild und entsprechend Randtabellen
sowie die Benutzung der Randtatellen;
Fig. 5 einen Zeiger aus einer Zeigeranordnung, und
Fig. 6 die Felder eines Aufbereitungskopfteils für
eine aufbereitete MCU-Einheit.
In Fig. 1 ist funktionell eine Ausführungsform eines Aufbe
reitungssystems 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Ein Auf
bereitungssystem 10 weist einen Speicher 12 für kompri
mierte Bilder, einen Bildprozessor 14 und einen Bildspeicher
16 auf. Der Speicher 12 für komprimierte Bilder enthält einen
Bereich 18 für ursprüngliche Bilddaten, welcher ein kompri
miertes Bild 19 enthält, und einen Bereich 20 für aufberei
tete Bilddaten, um aufbereitete MCU-Einheiten 21 zu halten.
Der Bildprozessor 14 enthält einen Zeigergenerator 12, einen
Blockdecoder 24, einen Randwert-Rechner 26, einen Bildeditor
28, eine Verschiebeeinheit (scroller) 30 und eine Bildaktuali
siereinheit 32 auf. Diese Elemente des Bildprozessors 14
könnten als direkte Hardware, als Software-Unterprogramme,
welche den Prozessor durchlaufen, oder als eine Kombination
aus beiden ausgeführt sein.
Der Bildspeicher 16 weist eine Zeigeranordnung 34, einen
Display-Speicher 36, eine linke Randtabelle 38 und eine rech
te Randtabelle 40 auf. Der Speicher 12 für komprimierte Bil
der ist ein Digitalspeicher, wie beispielsweise ein Random
speicher (RAM), eine Magnetplatte oder ein anderes Speicher
medium.
Bevor ein Aufbereiten an einem komprimierten Bild 12 vorge
nommen wird, ist der Bereich 20 für aufbereitete Bilddaten
leer und enthält keine aufbereiteten MCU-Einheiten 21. Der
Speicherplatz, welcher dem Bereich 20 für aufbereitete Bild
daten zugeordnet ist, kann in Abhängigkeit von den Bedürf
nissen des Benutzers, welche auf der durchzuführenden Auf
bereitungsmenge basieren,und entsprechend dem Bedarf für Viel
fach-Undo-Operationen geändert werden. Das Initialisieren
eines Bildspeichers 16 wird nunmehr beschrieben.
Der Bildspeicher 16 wird beim Start eines Aufbereitungsvorgangs
oder dann initialisiert, wenn ein neues komprimiertes Bild
in den Speicher 12 für komprimierte Bilder geladen wird. Ein
Bild weist eine zweidimensionale Anordnung von Blöcken auf.
Für Farbbilder wird das Bild zuerst in mehrere Farbschich
ten unterteilt, und jede Farbschicht wird dann als ein ein
zelnes Bild behandelt. In der folgenden Erörterung wird nur
ein einziges Farbschichtbild beschrieben; jedoch kann die Aus
dehnung der erörterten Grundsätze auch auf Mehrfarbenschich
ten in einfacher Weise erfolgen. Ein Block umfaßt üblicherwei
se ein Quadrat von (8 × 8) Bildelementen, wodurch 64 Intensi
tätswerte geschaffen sind, wenn sie nicht komprimiert sind,
und ein Bild ist durch eine (N × M) Anordnung solcher Blöcke
gebildet. Da jeder Block für ein Bild von 216 mm × 297 mm
(bzw. 8,5′′ × 11′′) bei 15,75 Pixels/mm (400 Pixels/inch)
(8 × 8) Pixels ist, ist N 425 und M ist 550 für eine Gesamt
anzahl von 233 750 Blöcken pro Bild. Bei diesem Beispiel würde
ein komprimiertes Bild 19 233 750 MCU-Einheiten enthalten,
welche komprimierte Daten enthalten. Wenn das Bild in dem
Speicher 12 für komprimierte Bilder aufbereitet und nicht wie
der indexiert worden ist, enthält ein Bereich 20 für auf
bereitete Bilddaten MCU-Einheiten aus komprimierten Daten,
wobei jede MCU-Einheit im Bereich 20 eine MCU-Einheit in dem
Bereich 18 für die ursprünglichen Bilddaten ersetzt; wenn
ein Block mehr als einmal aufbereitet worden ist, enthält
der Bereich 20 mehr als eine MCU-Einheit, um eine MCU-Einheit
im Bereich 18 zu ersetzen; jedoch nur eine aufbereitete MCU-
Einheit ersetzt tatsächlich den Block im Bereich 18. Ein
Zeigergenerator 22 tastet den Bereich 18 ab und setzt einen
Zeiger an den Anfang jeder MCU-Einheit in einer Zeigeranord
nung 34. Wegen des Verhältnisses von eins-zu-eins zwischen
Blöcken und Zeichen enthält eine Zeigeranordnung 34 (N × M)
oder 233 750 Eingaben.
Anhand von Fig. 2 und 3 läßt sich besser erläutern, wie die
Zeiger in der Zeigeranordnung 34 angeordnet sind. Ein erster
Zeiger 35 weist auf die erste MCU-Einheit eines komprimierten
Bildes 19 hin. Weitere Zeiger sind in ähnlicher Weise Blöcken
und den entsprechenden MCU-Einheiten zugeordnet. Eine Zeiger
anordnung 34 kann logischer Weise in einer zweidimensionalen
Anordnung arrangiert sein, wie in Fig. 1 dargestellt ist, um
der Anordnung von Blöcken in dem Bild zu entsprechen, oder
sie kann in einer eindimensionalen Anordnung angeordnet sein,
wie in Fig. 3 dargestellt ist. Jeder Zeiger weist auf eine
MCU-Einheit im Bereich 18 oder- wie im Falle eines Zeigers
(n+3), auf einen MCU-Einheit im Bereich 20 hin.
In Fig. 1 tastet, sobald jede MCU-Einheit im Bereich 18 abge
tastet wird, der Zeigergenerator 22 einen Bereich für auf
bereitete Bilddaten ab. Jede MCU-Einheit im Bereich 20
enthält Bilddaten, welche die Daten in einer anderen MCU-
Einheit ersetzen. Die ersetzte MCU-Einheit ersetzt jeweils
eine MCU-Einheit im Bereich 18, wenn die MCU-Einheit die erste
Aufbereitung einer ursprünglichen MCU-Einheit ist, oder ersetzt
eine MCU-Einheit im Bereich 20, wenn die MCU-Einheit bereits
aufbereitet worden ist. Jede MCU-Einheit im Bereich 20
enthält einen Zeiger zu der MCU-Einheit, welche ersetzt wird.
Folglich tastet ein Zeigergenerator 22 einfach eine MCU-Ein
heit im Bereich 20 ab, identifiziert den der MCU-Einheit zu
geordneten Block und aktualisiert den Zeiger für diesen Block
in der Zeigeranordnung 34. Der Zeigergenerator 22 tastet
einen Bereich 20 von älteren Aufbereitungsvorgängen zu den
neuesten Aufbereitungsvorgängen ab, so daß, wenn Mehrfach-
Aufbereitungen in dem Bereich 20 für einen einzigen Block vor
handen sind, nur auf die letzte MCU-Einheit für diesen Block
durch einen Zeiger in der Zeigeranordnung 34 hingewiesen wird.
Sobald eine Zeigeranordnung 34 initialisiert ist, verwendet
ein Blockdecoder 24 die Zeiger in der Anordnung 34, um aus
gewählte MCU-Einheiten im Bereich 18 zu finden; in anderen
Ausführungsformen legt ein Blockdecoder 24 MCU-Einheiten im
Bereich 18 ohne Bezugnahme auf die Zeigeranordnung 34 fest,
obwohl ein Verwenden einer Zeigeranordnung 34 vorgezogen
wird, da eine Verarbeitungsverdopplung vermieden wird. Ein
Blockdecoder 24 könnte auch das ganze Bilde decodieren, das
in dem Speicher 12 für komprimierte Bilder gespeichert ist;
jedoch würden dadurch mehrere Vorteile der Erfindung verloren
gehen.
Üblicherweise betrifft eine Bildaufbereitung nur einen
kleinen Teil des ganzes Bildes. Dieser Teil, ein virtuelles
Bild, wird decodiert und dann von dem Editor 28 wie ein voll
ständiges Bild behandelt. In Fig. 2 ist dargestellt, welche Be
ziehung ein virtuelles Bild 44 zu einem ganzen Bild 42 hat.
In Fig. 2 mißt ein ganzes Bild 42 (N × M) Blöcke, während ein
virtuelles Bild 44 (4 × 4) Blöcke mißt.
In Fig. 1 ist jedoch beispielsweise das virtuelle Bild 44
das für ein Aufbereiten ausgewählte virtuelle Bild und ein
Blockdecoder 24 decodiert nur die 16 Blöcke des virtuellen
Bildes 44 und bringt die sich ergebenden Blöcke in dem Dis
play-Speicher 36 unter. Von dem Display-Speicher 36 aus kann
das virtuelle Bild 44 verarbeitet, dargestellt oder bloß ge
speichert werden. Bezeichnenderweise braucht der Bildpro
zessor 14 keine Verarbeitungs-Resourcen und -Zeit zum De
komprimieren des gesamten Vollbildes, sondern nur die MCU-
Einheiten zu opfern, die sich auf Blöcke in dem virtuellen Bild
44 beziehen.
Während einer Initialisierung arbeitet der Blockdecoder 24
parallel zu dem Randwert-Berechner 26, obwohl in anderen
Ausführungsformen deren Betrieb seriell erfolgt oder ganz
unabhängig hiervon ist. Der Randwert-Berechner 26 tastet die
MCU-Einheiten in dem Speicher 12 für komprimierte Bilder ab;
ein Auswerten nur der Differentialwerte in jeder MCU-Einheit,
welche differentiell ist, erfordert nur eine Bezugnahme auf
eine Referenz-MCU-Einheit. Für eine Norm, die JPEG-Norm,
enthält jede MCU-Einheit einen Differentialwert für eine
Gleichspannungsintensität, und die Referenz-MCU-Einheit für
irgendeine MCU-Einheit ist die MCU-Einheit für den Block
links von dem zu decodierenden Block. Um beispielsweise den
absoluten Gleichspannungswert für den Block (n + 2) zu finden
(siehe Fig. 2), wird ein Differenz-Wert von einer MCU-Ein
heit (n + 2) extrahiert, und der absolute Gleichspannungswert
für den Block (n + 1) wird von dem extrahierten Wert sub
trahiert. Da jedoch der Block (n + 1) nicht dekomprimiert
ist, da er nicht in dem virtuellen Bild 44 ist, wird von
dem Randwert-Berechner 26 nur der Gleichspannungswert von
diesem Block aus extrahiert. Um die Verzögerungen zu vermei
den, wenn ein virtuelles Bild quer über ein Vollbild schwenkt,
sind linke und rechte Randtabellen 38 und 40 vorgesehen.
Anhand von Fig. 4 wird die Beziehung zwischen den Randtabellen
und dem virtuellen Bild 44 erläutert, welches in dem Display-
Speicher 36 gespeichert ist. Ein virtuelles Bild 44 wird an
fangs durch Blöcke A, B, C und D zusammengehalten. Die linke
Randtabelle 38 enthält eine Eingabe für jede Zeile eines
Vollbildes 42, und die Tabelle reicht oft über die Grenzen
des virtuellen Bildes 44 hinaus. Die Eingabe für jede Zeile
enthält einen absoluten Gleichspannungswert für den Block
in dieser Zeile und gerade links die am weitesten links lie
gende Blockspalte in dem virtuellen Bild 44. Beispielsweise
ist die Eingabe Y in der linken Randtabelle der Gleichspan
nungs-Absolutwert für den Block in dem Vollbild, welches links
von dem Block D sein würde. Ebenso enthält die rechte Rand
tabelle 40 Eingaben für die Gleichspannungs-Absolutwerte von
Blöcken in den am weitesten rechts liegenden Spalten des
virtuellen Bildes 44. Folglich enthalten die Tabellen 38 und
40 M Eingaben.
Wenn das virtuelle Bild 44 horizontal über das Vollbild 42
verschoben wird, werden neue Blöcke in einem Aktualisierungs
bereich 100 dekomprimiert und in den Display-Speicher 36 ge
bracht. Ohne die Randtabellen müssen, um einen Block vollstän
dig zu dekomprimieren, die Gleichspannungs-Differenzwerte für
jeden Block links von den zu dekodierenden Blöcken summiert
werden. Statt dessen wird mit Hilfe der rechten Randtabelle
nur eine Summe oder Subtraktion benötigt. Wenn beispielsweise
der Block E dekomprimiert wird, wird der Gleichspannungs-Ab
solutwert für den Block E von dem Gleichspannungs-Differenz
wert in der MCU-Einheit aus für den Block E und der Gleich
spannungs-Absolutwert für den Block B gefunden, welcher in
der rechten Randtabelle gespeichert ist. Wenn jede neue Spal
te in das virtuelle Bild eingebracht wird, werden die Randta
bellen mit den Gleichspannungs-Absolutwerten für die neuen
Spalten aktualisiert. Beispielsweise würde die Eingabe, wel
che den Gleichspannungs-Absolutwert für den Block B hielt,
den Gleichspannungs-Absolutwert für den Block E nach einem
Verschieben um eine Spalte nach links halten. In anderen Kom
pressionsschemen können eine obere und eine untere Randtabel
le verwendet werden, wobei Differenzwerte zu Blöcken oberhalb
und unterhalb eines zu dekodierenden Blocks in Beziehung ste
hen. Das sich ergebende virtuelle Bild 104 und die sich erge
benden Randtabellen L′ und R′ sind dargestellt.
Zwei Randtabellen sind nicht unbedingt notwendig, jedoch für
größere virtuelle Bilder ist weniger Berechnung während einer
Verschiebung notwendig, wenn zwei Tabellen verwendet werden.
Wenn beispielsweise keine rechte Randtabelle 40 vorhanden
ist, könnte der Spannungs-Absolutwert für den Block E aus der
linken Randtabelle bestimmt werden, indem die Gleichspannungs-
Differenzwerte für jeden Block in der oberen Zeile des virtu
ellen Bildes 44 summiert werden. Selbst mit einer Randtabelle
wird die Anzahl an erforderlichen Summenbildungen durch die
Anzahl Blöcke zwischen dem Rand des virtuellen Bildes, welchen
die Randtabelle enthält, und dem Rand des Vollbildes verrin
gert. Da ein Randwert-Berechner 26 die Gleichspannungs-Abso
lutwerte für Blöcke, einschließlich denjenigen in dem virtu
ellen Bild 44 bestimmt, können diese Werte in dem Blockdeko
dierer 24 vorgesehen werden, welcher die Werte benutzt, um
MCU-Einheiten zu dekodieren.
Wenn ein virtuelles Bild verschoben wird, benutzt die Ver
schiebeeinheit (Scroller) 30 die Gleichspannungswerte in den
Randtabellen, um Versatz für MCU-Einheiten zu schaffen, wel
che in dem virtuellen Bild zu verschieben sind. Wenn bei
spielsweise das virtuelle Bild so nachgeführt wurde, daß der
linke Rand des virtuellen Bildes, der von der 205-ten Spalte
des Vollbildes zu der 204-ten Spalte bewegt worden ist, müß
ten MCU-Einheiten für Blöcke in der 204-ten Spalte und auch
in dem neuen virtuellen Bild decodiert werden und in den Dis
play-Speicher 36 eingebracht werden. Statt jedoch 203 Sub
traktionen durchzuführen, um den Gleichspannungs-Absolutwert
eines Blockes in der 204-ten Spalte zu finden, können die
Gleichspannungs-Absolutwerte für jeden Block in der 204-ten
Spalte aus der entsprechenden Eingabe der linken Randtabelle
gelesen werden. Die linke Randtabelle wird dann aktualisiert,
um die Gleichspannungs-Absolutwerte der 203-ten Spalte zu
halten, welche aus den Gleichspannungs-Absolutwerten der 204-
ten Spalte und den Gleichspannungs-Differenzwerten der 204-
ten Spalte berechnet werden.
In ähnlicher Weise enthält, wenn der rechte Rand des virtuel
len Bildes die 204-te Spalte ist, die rechte Randtabelle 40
den Gleichspannungs-Absolutwert für die 205-te Spalte. Bei
einem Verschieben um eine Spalte nach rechts, gibt die Ver
schiebeeinheit 30 dem Blockkodierer 24 eine Richtung, um die
MCU-Einheiten zu dekodieren, welche den Blöcken des neuen
virtuellen Bildes entsprechen. Die neuen Blöcke liegen in der
205-ten Spalte, so daß die Gleichspannungs-Absolutwerte für
diese Blöcke bereits in der rechten Randtabelle 40 verfügbar
sind. Die rechte Randtabelle ist dann aktualisiert, indem je
de Eingabe durch den Gleichspannungs-Differenzwert der Blöcke
in der 205-ten Spalte verändert wird, wodurch sich die
Gleichspannungswerte für Blöcke in der 206-ten Spalte erge
ben.
Wenn das virtuelle Bild verschoben wird, ändern sich die Rand
tabellen nicht, sondern es werden verschiedene Eingabewerte
verwendet. Da die Randtabellen sich über die Länge des Voll
bildes 42 erstrecken, kann das virtuelle Bild von der Ober
seite zu der Unterseite des vollen Bildes verschoben werden,
ohne daß irgendwelche Eingaben in den Randtabellen geändert
zu werden brauchen.
Ein Bildeditor 28 kann eine interaktive bzw. dialogfähige
Einrichtung sein, wobei eine Person das Bild aufbereitet,
während sie den Inhalt des Display-Speicher 36 betrachtet,
oder der Bildeditor 28 kann ein automatisierter Prozeß sein.
Jedoch wird bei einer Anwendung ein Bild in einem Kopierer
entsprechend Befehlen modifiziert, welche von einem Benutzer
eingegeben worden sind, wobei der Benutzer den Inhalt des
Display-Speichers 36 betrachtet oder nicht. Wenn eine Aufbe
reitung gesichert ist, komprimiert eine Bild-Aktualisierein
heit 32 den aufbereiteten Block 30 in einer aufbereiteten MCU-
Einheit wieder, speichert die aufbereitete MCU-Einheit an
einer verfügbaren Stelle in dem Bereich 20 für aufbereitete
Bilddaten und aktualisiert den Zeiger in der Zeigeranordnung
34, welcher diesem Block zugeordnet ist, um auf die gerade
gesicherte, aufbereitete MCU-Einheit hinzuweisen. Eine Bild-
Aktualisierungseinheit 32 sichert auch ein Referenzfeld mit
der aufbereiteten MCU-Einheit, die anzeigt, welcher Block
die kürzlich gesicherte MCU-Einheit ersetzt. Auf diese Weise
kann, wenn die Bild-Aktualisiereinheit 28 eine "Undo"-Opera
tion initiiert, eine Bild-Aktualisiereinheit 32 einfach den
Zeiger ändern, um auf die MCU-Einheit hinzuweisen, auf welche
durch die gerade gesicherte MCU-Einheit Bezug genommen worden
ist, wodurch wirksam der vorhergehende Aufbereitungsvorgang
gelöscht wird. Eine Bild-Aktualisierungseinheit 32 und ein
Bild-Editor 28 können auch mit mehr als einem Block gleich
zeitig arbeiten. Da eine Bild-Aktualisierungseinheit 32 eine
Zeigeranordnung 34 für jede aufbereitete MCU-Einheit aktua
lisiert, ist die Zeigeranordnung 34 auf den neuesten Stand
gebracht, und der Speicher 19 für komprimierte Bilder muß
nicht von dem Zeigergenerator 32 abgetastet werden, bis ein
neues komprimiertes Bild in den Speicher 12 geladen wird.
In Fig. 5 ist ein Zeiger 35 einer Zeigeranordnung 34 darge
stellt. In der beschriebenen Ausführungsform weist der Zeiger
32 Bits auf, von denen das höchstwertige Bit zum Halten eines
Aufbereitungsflags dient, und die verbleibenden 31 Bits eine
MCU-Adresse 52 bilden. Ein virtuelles Aufbereiten wird mit
Hilfe von Werkzeugen erreicht, um die Bilddaten auf dem Dis
play-Speicher 36 zu ändern. Wenn Pixels in einem Block aufbe
reitet werden, wird das Aufbereitungsflag in dem Zeiger für
diesen Block gesetzt, und da ein Aufbereiten den Gleichspan
nungs-Absolutwert für den aufbereiteten Block beeinflussen
könnte, wird das Aufbereitungsflag in dem Zeiger für den
Block rechts von dem aufbereiteten Block ebenfalls gesetzt,
da dieser Block tatsächlich ebenfalls aufbereitet worden ist,
da der Differenz-Gleichspannungswert für den Block auf der
rechten Seite sich mit dem Gleichspannungs-Absolutwert für
den Block auf der linken Seite ändert. Sobald ein Aufberei
tungsvorgang beendet ist, wird die Zeigeranordnung 34 wieder
bezüglich gesetzter Aufbereitungsflags abgetastet. Für jeden
durch ein Flag gekennzeichneten Bereich werden MCU-Einheiten
von einem komprimierten Bild 12 aus decodiert, wobei von der
links sichtbaren MCU-Einheit für jede Blockzeile des mit
einem Flag gekennzeichneten Bereich gestartet wird, um die
Gleichspannungswerte für die Blöcke links von jedem aufberei
teten Block zu bestimmen. Wenn eine aufbereitete MCU-Einheit
auf den ganz links oder ganz rechts befindlichen Rand fällt,
wird die Randtabelle mit Hilfe des neuen Werts aktualisiert.
Wie in Fig. 6 dargestellt, werden die neuen Aufbereitungsdaten
an den Bereich 18 für ursprüngliche Bilddaten in dem auf berei
teten Bilddatenbereich 20 angehängt. Folglich kann die Zeiger
anordnung 34 den Bildspeicher 12 für komprimierte Bilder als
einen einzigen linearen Speicher adressieren. Sobald die auf
bereitete MCU-Einheit geschaffen ist, werden die in Fig. 6
dargestellten Aufbereitungskopffelder initialisiert, die auf
bereitete MCU-Einheit wird im Bereich 20 gespeichert, und der
Zeiger in der Zeigeranordnung wird initialisiert, um auf den
Aufbereitungskopfteil in der gerade gespeicherten, aufberei
teten MCU-Einheit hinzuweisen.
Die MRKR- und HLEN-Felder sind vorgesehen, so daß die aufbe
reiteten MCU-Einheiten zu der JPEG-Norm passen. Das EID-Feld
zeigt die Aufbereitungs-Kennummer zum Nachführen und "Auf
wickeln" ("undoing") von Aufbereitungen in einem Block an.
Das PBP-Feld weist auf die vorherige Version der MCU-Einheit
hin. Die vorherige Version ist im Bereich 18 für die erste
aufbereitete MCU-Einheit eines Block; Wenn jedoch eine aufbe
reitete MCU-Einheit wieder aufbereitet wird, weist das PBP-
Feld der zweiten aufbereiteten MCU-Einheit auf die erste auf
bereitete MCU-Einheit hin. Das NBP-Feld in der ersten aufbe
reiteten MCU-Einheit wird dann gesetzt, um in Vorwärtsrich
tung auf die zweite aufbereitete MCU-Einheit hinzuweisen, um
auf diese Weise eine verknüpfte Liste zu bilden. Das CBB-Feld
zeigt die Anzahl von folgenden Bilddaten-Bits an, so daß folg
lich die Bilddatei durch Überspringen von einem Kopfteil zum
anderen abgetastet werden kann, bis der gewünschte Kopfteil
gefunden ist. Das CBD-Feld enthält die Bilddaten selbst. Da
die Daten in dem CBD-Feld entropie-kodiert sind, ändert sich
die Anzahl Bits von MCU-Einheit zu MCU-Einheit. Diese Felder
erlauben es, daß eine aufbereitete Bilddatei nacheinander in
eine neue Bilddatei gelesen wird, indem die. MCU-Einheiten in
dem aufbereiteten Bereich in einer Bilddatei wieder geordnet
werden,. wobei die aufbereiteten MCU-Einheiten in den Bereich
für ursprüngliche Daten der neuen Bilddatei eingegliedert
werden, und der aufbereitete Bereich der neuen Bilddatei leer
ist.
Die gesondert identifizierten Einheiten eines Bildprozessors 14 könnten als
ein oder mehrere Software-Programme ausgeführt sein, die in
einem Computer laufen, oder die Funktionalität der Einheiten
kann verknüpft oder weiter unterteilt werden.
Claims (14)
1. Verfahren zum Behandeln eines Teils eines verdichteten
Bildes für ein Aufbereiten, wobei das Bild in Blöcke
aufgeteilt wird, indem jeder Block durch digitale Daten
dargestellt wird, und wobei die digitalen Daten für jeden
Block in eine minimalcodierte Einheit (MCU) komprimiert
werden, indem eine Anzahl der minimalcodierten Einheiten
ein Paket aus komprimierten Bilddaten bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Zeigeranordnung geschaffen wird, wobei jeder Zeiger in der Zeigeranordnung auf eine minimalcodierte Einheit in dem Paket aus komprimierten Bilddaten in einer komprimier ten Bilddatei hinweist;
eine Teilmenge an Blöcken aus dem Bild ausgewählt wird, um ein virtuelles Bild festzulegen;
eine Gruppe von minimalcodierten Einheiten, welche dem vir tuellen Bild entsprechen dekomprimiert wird;
das virtuelle Bild aufbereitet wird, um zumindest einen aufbereiteten Block zu bilden;
der zumindest eine aufbereitete Block in eine aufbereitete minimalcodierte Einheit komprimiert wird;
die aufbereitete, minimalcodierte Einheit in einem Speicher für aufbereitete Blöcke gesichert wird, und
der entsprechende Zeiger in der Zeigeranordnung so modifi ziert wird, daß der Zeiger dem aufbereiteten Block ent spricht und auf diesen hinweist, wobei die Blöcke, auf de ren entsprechende minimalcodierte Einheiten durch die Zei ger der Zeigeranordnung hingewiesen wird, wie sie bei dem Modifizierschritt modifiziert worden sind, kollektiv ein aufbereitetes Bild festlegen.
eine Zeigeranordnung geschaffen wird, wobei jeder Zeiger in der Zeigeranordnung auf eine minimalcodierte Einheit in dem Paket aus komprimierten Bilddaten in einer komprimier ten Bilddatei hinweist;
eine Teilmenge an Blöcken aus dem Bild ausgewählt wird, um ein virtuelles Bild festzulegen;
eine Gruppe von minimalcodierten Einheiten, welche dem vir tuellen Bild entsprechen dekomprimiert wird;
das virtuelle Bild aufbereitet wird, um zumindest einen aufbereiteten Block zu bilden;
der zumindest eine aufbereitete Block in eine aufbereitete minimalcodierte Einheit komprimiert wird;
die aufbereitete, minimalcodierte Einheit in einem Speicher für aufbereitete Blöcke gesichert wird, und
der entsprechende Zeiger in der Zeigeranordnung so modifi ziert wird, daß der Zeiger dem aufbereiteten Block ent spricht und auf diesen hinweist, wobei die Blöcke, auf de ren entsprechende minimalcodierte Einheiten durch die Zei ger der Zeigeranordnung hingewiesen wird, wie sie bei dem Modifizierschritt modifiziert worden sind, kollektiv ein aufbereitetes Bild festlegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß beim Auswählen von Blöcken weniger als alle Blöcke
eines Bildes ausgewählt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Aufbereitungsschritt durch einen Rechner über
eine Wechselwirkung mit einem Benutzer erreicht wird, welcher
das virtuelle Bild auf einem Display betrachtet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Schritte, Aufbereiten, Verdichten zumindest
des einen aufbereiteten Blockes und Modifizieren des Zeigers
mehr als einmal wiederholt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß ein Block ein einzelnes Pixel ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Zeiger ein Aufbereitungsflag und einen Adres
senwert aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß eine minimalcodierte Einheit einen Kopfteil und
einen Hauptteil aufweist, wobei der Kopfteil der minimalco
dierten Einheit eine Bildblock-Identifiziereinheit und ein
Längenfeld aufweist, das die Anzahl an Bits der minimalcodier
ten Einheit anzeigt, und daß der Kopfteil der minimalcodier
ten Einheit zumindest einen Relativwert und eine Anzahl Abso
lutwerte für Qualitäten eines Bildblockes aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die minimalcodier
ten Einheiten differentiell codierte Werte für eine Qualität
eines Blockes enthalten, dadurch gekennzeichnet,
daß bei dem Verfahren ein Absolutwert für die Qualität einer
Anzahl von Blöcken bestimmt wird, die einem Rand des virtuel
len Bildes benachbart sind;
eine Randtabelle geschaffen wird, um die Absolutwerte zu hal ten, und
die Randtabelle verwendet wird, um Absolutwerte für die Quali tät für neue Blöcke zu bestimmen, die dekomprimiert und zu dem virtuellen Bild hinzugefügt worden sind.
eine Randtabelle geschaffen wird, um die Absolutwerte zu hal ten, und
die Randtabelle verwendet wird, um Absolutwerte für die Quali tät für neue Blöcke zu bestimmen, die dekomprimiert und zu dem virtuellen Bild hinzugefügt worden sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die neuen Blöcke in einer Verschiebe- oder Rollope
ration hinzugefügt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bild in Blöcke aufgeteilt
wird, indem jeder Block durch digitale Daten dargestellt wird, die zumindest
einen Relativwert einschließen, und wobei ein Absolutwert für einen Block festge
legt wird, indem auf Relativwerte für andere Blöcke Bezug genommen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
Blöcke aus dem Bild gewählt werden, um ein virtuelles Bild festzulegen, das dem Teil eines komprimierten Bildes entspricht;
ein Absolutwert für jeden einer Anzahl Blöcke festgelegt wird, die einem Rand des virtuellen Bildes benachbart sind;
eine Randtabelle zum Halten der Absolutwerte geschaffen wird, und die Randtabelle dazu verwendet wird, Absolutwerte für Blöcke zu bestim men, die dekomprimiert und zu dem virtuellen Bild hinzugefügt worden sind.
Blöcke aus dem Bild gewählt werden, um ein virtuelles Bild festzulegen, das dem Teil eines komprimierten Bildes entspricht;
ein Absolutwert für jeden einer Anzahl Blöcke festgelegt wird, die einem Rand des virtuellen Bildes benachbart sind;
eine Randtabelle zum Halten der Absolutwerte geschaffen wird, und die Randtabelle dazu verwendet wird, Absolutwerte für Blöcke zu bestim men, die dekomprimiert und zu dem virtuellen Bild hinzugefügt worden sind.
11. Einrichtung zum Behandeln eines Teils eines verdichteten
Bildes für ein Aufbereiten, wobei das Bild in Blöcke aufge
teilt wird, indem jeder Block Pixel-Daten aufweist, die das
digitale Bild an Stellen darstellen, welche jedem Pixel in
jedem Block entsprechen, und wobei das Bild in Form von mini
malcodierten Einheiten (MCU) in einem Paket aus komprimierten
Bilddaten gespeichert wird, wobei jede minimalcodierte Ein
heit einem Block entspricht, gekennzeichnet
durch
eine Zeigeranordnung, wobei jeder Zeiger der Zeigeranordnung auf eine minimalcodierte Einheit hinweist, und die Zeigeran ordnung kollektiv auf das Paket aus komprimierten Bilddaten hinweist;
einen Speicher für komprimierte Daten zum Halten des aus kom primierten Bilddaten gebildeten Pakets;
einen Speicher für virtuelle Bilder zum Halten von Blöcken, die einem virtuellen Bild entsprechen;
einen Speicher für aufbereitete Daten zum Halten von aufbe reiteten minimalcodierten Einheiten, welche aufbereiteten Blöcken des virtuellen Bildes entsprechen, und
eine Einrichtung, um einen Zeiger in der Zeigeranordnung zu modifizieren, welcher einem aufbereiteten Block entspricht, wobei die Einrichtung zum Modifizieren den Zeiger modifiziert, um auf eine aufbereitete minimalcodierte Einheit hinzuweisen, welche dem aufbereiteten Block entspricht.
eine Zeigeranordnung, wobei jeder Zeiger der Zeigeranordnung auf eine minimalcodierte Einheit hinweist, und die Zeigeran ordnung kollektiv auf das Paket aus komprimierten Bilddaten hinweist;
einen Speicher für komprimierte Daten zum Halten des aus kom primierten Bilddaten gebildeten Pakets;
einen Speicher für virtuelle Bilder zum Halten von Blöcken, die einem virtuellen Bild entsprechen;
einen Speicher für aufbereitete Daten zum Halten von aufbe reiteten minimalcodierten Einheiten, welche aufbereiteten Blöcken des virtuellen Bildes entsprechen, und
eine Einrichtung, um einen Zeiger in der Zeigeranordnung zu modifizieren, welcher einem aufbereiteten Block entspricht, wobei die Einrichtung zum Modifizieren den Zeiger modifiziert, um auf eine aufbereitete minimalcodierte Einheit hinzuweisen, welche dem aufbereiteten Block entspricht.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die verdichteten Daten entsprechend der
JPEG-Norm komprimiert sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pixel-Daten eine Grauskala-Intensi
tät darstellen.
14. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bildelementdaten mehr als einen Di
gitalwert aufweisen, wobei jeder Digitalwert die Intensität
einer Farbe darstellt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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