DE69429464T2

DE69429464T2 - Bildverarbeitungsverfahren- und gerät

Info

Publication number: DE69429464T2
Application number: DE69429464T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ishida; Akihiro Katayama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2014-01-21
Also published as: JPH06223172A; JP3293920B2; US5905579A; EP0611051A1; EP0611051B1; DE69429464D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsverfahren und -gerät. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Bildverarbeitungsverfahren und - gerät zur Verwendung in einem Faksimilegerät, einem Kopierer oder dergleichen, durch den ein eingegebenes Bild in eine Vielzahl von Bildern getrennt wird, wie in einen Zeichenbereich und einen Nicht-Zeichenbereich, und eine Verarbeitung wie eine Kodierung für jeden der Bereiche ausgeführt wird, in die das Bild separiert wurde.

Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Ein Verfahren, das auf der Verteilung von Hochfrequenzkomponenten in einem Bild beruht, wird oft als Verfahren zur Trennung bzw. Einteilung des Bildes in Zeichen- und Nicht-Zeichenbereiche verwendet. Dieses Verfahren arbeitet wie folgt:
(1) Das Bild wird in m · n Blöcke getrennt,
(2) Kantenblöcke werden beispielsweise durch eine Laplace- Operation erfasst,
(3) die Kantenblöcke werden gezählt und
(4) beruhend auf dem Verhältnis zwischen der Anzahl n der
Kantenblöcke und einem Schwellenwert T werden die m · n Blöcke folgendermaßen unterschieden: Ein Block ist ein Zeichenblock, wenn n > T gilt, und ein Block ist ein Nicht- Zeichenbildblock, wenn n ≤ T gilt.
Ferner wurde ein Farbfaksimilegerät vorgeschlagen, bei dem Zeichenbereiche und Nicht-Zeichenbereiche durch ein geeignetes Verfahren kodiert werden (US-A-5416606 und US-A- 5361147).
Allerdings besteht ein Problem bezüglich des vorstehend beschriebenen Stands der Technik darin, dass es bei einer geringen Größe der m · n Blöcke schwierig ist, zwischen einem Kantenabschnitt eines Zeichenbereichs und einem Kantenabschnitt eines Nicht-Zeichenbereichs zu unterscheiden. Das heißt, versucht man eine präzise Unterscheidung durchzuführen, ist eine ziemlich große Blockgröße erforderlich. Dies hat den Nachteil, dass Hardware mit größerem Umfang nötig wird.
Wird ferner eine herkömmliche Blockverarbeitung der vorstehend beschriebenen Art ausgeführt, ist eine Kantenerfassung schwierig, wenn eine Kante an der Grenze zwischen einer Zelle von m · n Blöcken und einer angrenzenden Zelle von m · n Blöcken vorhanden ist. Das daraus entstehende Problem besteht darin, dass ein Zeichenbereich als Nicht-Zeichenbereich beurteilt werden kann.
Ein weiteres Problem des vorstehend beschriebenen Stands der Technik besteht darin, dass der unter einem Zeichenbereich liegende Abschnitt (das heißt, eine Farbe oder ein Muster, das unter dem Zeichenbereich liegt) verschwindet, und infolgedessen ein Teil der Bildinformationen verloren geht.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine genaue Identifizierung der Charakteristiken eines eingegebenen Bilds zu ermöglichen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Bildverarbeitungsgerät gelöst, mit einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Bilddaten, einer Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung der ersten Bilddaten in eine Folge von Sätzen bandbegrenzter Bilddaten durch aufeinanderfolgende Durchführung einer Vielzahl von Ortsfilterungsvorgängen, wobei der erste Satz bandbegrenzter Daten durch Ortsfilterung der ersten Bilddaten erzeugt wird, und jeder nachfolgende Satz bandbegrenzter Bilddaten durch die Durchführung einer Ortsfilterung bei dem vorhergehenden Satz bandbegrenzter Bilddaten erzeugt wird, und einer Unterscheidungseinrichtung zur Unterscheidung einer Charakteristik eines Bilds, die durch die Bilddaten dargestellt wird, auf der Grundlage zumindest eines der Vielzahl von Sätzen bandbegrenzter Bilddaten, wobei die Unterscheidungseinrichtung den zumindest einen der Vielzahl der Sätze bandbegrenzter zweiter Bilddaten zur Verwendung bei der Unterscheidung aus der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten auswählt, wobei jeder Satz durch die Anwendung eines Ortsfilterungsvorgangs eine vorbestimmte Anzahl oft oder durch die Anwendung verschiedener Arten von Ortsfilterungsvorgängen erzeugt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Realisierung dieser Identifikation über eine einfache Anordnung zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der effektiven Verwendung bandbegrenzter Bilddaten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines effizienten Kodierverfahrens, das Ergebnisse verwendet, die aus der vorstehend angeführten Identifikation erhalten werden.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bildverarbeitungsverfahren ausgestaltet, mit den Schritten
Eingeben erster Bilddaten,
Umwandeln der ersten Bilddaten in eine Folge von Sätzen bandbegrenzter Bilddaten durch aufeinanderfolgende Durchführung einer Vielzahl von Ortsfilterungsvorgängen, wobei der erste Satz bandbegrenzter Daten durch Ortfilterung der ersten Bilddaten erzeugt wird, und jeder nachfolgende Satz bandbegrenzter Bilddaten durch die Durchführung einer Ortsfilterung bei dem vorhergehenden Satz bandbegrenzter Bilddaten erzeugt wird, und
Unterscheiden einer Charakteristik eines Bilds, die durch die ersten Bilddaten dargestellt wird, auf der Grundlage zumindest eines der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Unterscheidungsschritt den zumindest einen der Vielzahl von Sätzen bandbegrenzter zweiter Bilddaten zur Verwendung bei der Unterscheidung aus der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten auswählt, wobei jeder Satz durch die Durchführung eines Ortsfilterungsvorgangs eine unterschiedliche Anzahl oft oder durch die Durchführung vorbestimmter Arten von Ortsfilterungsvorgängen erzeugt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, in der gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Abschnitte in den Figuren bezeichnen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Wavelet-Transformationsschaltung in Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Darstellung, in der die hierarchische Ausgabe der Wavelet-Transformationsschaltung in Fig. 2 im Frequenzbereich ausgedrückt ist,
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Kantenerfassungsschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 5 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels der Arbeitsweise einer Zeichenbereicherfassungsschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus der Zeichenbereicherfassungsschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm der Arbeitsweise einer Expansions-/Kontraktionsschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 8A, 8B zeigen Ablaufdiagramme der Arbeitsweise der Expansions-/Kontraktionsschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Bildspeichergeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Bildverarbeitungsgerät wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, enthält das Bildverarbeitungsgerät eine Bildeingabeschaltung 1 zur zeilenweisen Eingabe von Luminanzbilddaten eines in Bereiche zu trennenden Bilds. Für den Fall, dass RGB-Daten oder YMC-Daten usw. an die Bildeingabeschaltung 1 angelegt wurden, wandelt diese die eingegebenen Daten in Luminanzbilddaten durch ein bekanntes Verfahren um und gibt dann die resultierenden Daten aus.
Die Bildeingabeschaltung ist mit einer Wavelet- Transformationsschaltung 2 verbunden. Die Wavelet- Transformationsschaltung 2 führt eine zweidimensionale Wavelet-Transformation bei den Bilddaten aus, die von der Bildeingabeschaltung 1 eingegeben wurden, wodurch beispielsweise eine dritte hierarchische Schicht der Bilddaten erhalten wird. Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.
Die Wavelet-Transformationsschaltung 2 ist mit einer Kantenerfassungsschaltung 3 verbunden. Drei Elemente von Bandbilddaten, aus denen Bandbilddaten beseitigt wurden, die die niedrigste Frequenzkomponente darstellen, treten in die Kantenerfassungsschaltung 3 von der dritten hierarchischen Schicht der Bandbilddaten ein, die sich aus der durch die Wavelet-Transformationsschaltung 2 durchgeführten Umwandlung ergeben, wobei Einzelheiten nachstehend beschrieben werden. Die Kantenerfassungsschaltung 3 erfasst Kantenbildelemente in diesen Eingangsdaten.
Eine Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 erfasst Makrozeichenbereiche beruhend auf den durch die Kantenerfassungsschaltung 3 zugeführten Bandbilddaten. Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.
Die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 ist mit einer Expansions-/Kontraktionsschaltung 5 verbunden. Die Expansions-/Kontraktionsschaltung 5 führt eine Punktexpansions-/Kontraktionsverarbeitung bei Zeichenbereichen durch, die durch die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 erfasst wurden, sodass verstreute Zeichenbereiche soweit wie möglich konsolidiert werden, wobei Einzelheiten nachstehend beschrieben werden. Die resultierenden Bereichsunterscheidungsdaten werden ausgegeben.
Da eine dritte Schicht von Bilddaten bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, erhalten die durch die vorstehende Verarbeitung erhaltenen Bereichsunterscheidungsdaten eine Größe, die ein Achtel der der eingegebenen Bilddaten sowohl in der Hauptabtastrichtung (der Richtung der eingegebenen Zeile) als auch der Nebenabtastrichtung ausmacht.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus der Wavelet- Transformationsschaltung 2. Diese Schaltung ist ein Filter mit vier Anzapfungen, wobei ein Beispiel der Filterkoeffizienten in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Anzahl der Anzapfungen des Filters und die Anzahl der Filterkoeffizienten nicht auf die in der Tabelle gezeigten beschränkt.

TABELLE 1

L H

0,482963 -0,129410
0,836516 0,224144
0,224144 0,836516
-0,129410 0,482963
In Fig. 2 stellen die "L" bezeichnenden Bezugszeichen 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35, 39 Tiefpassfilter dar (die nachstehend als "LPFs" bezeichnet werden). Diese Filter führen eine eindimensionale Tiefpassfilterung bei den eingegebenen Bilddaten in der Hauptabtastrichtung aus.
Die "H" bezeichnenden Bezugszeichen 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33, 37, 41 stellen Hochpassfilter dar (die nachstehend als "HPFs" bezeichnet werden). Diese Filter führen eine eindimensionale Hochpassfilterung bei den eingegebenen Bilddaten in der Hauptabtastrichtung durch.
Ferner stellen die "↓" bezeichnenden Bezugszeichen 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42 Abtastschaltungen zur Abtastung der Bilddaten in der Hauptabtastrichtung mit einem Verhältnis von 2 : 1 dar, die von dem unmittelbar vorhergehenden LPF oder HPF eingegeben wurden.
Das heißt, die Wavelet-Transformationsschaltung 2 unterteilt eingegebene Bilddaten 500 in zehn Bänder von Bilddaten 503~512 durch eine Filterung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden Bilddaten 512 mit dem höchsten Frequenzband durch den Durchlauf der eingegebenen Bilddaten 500 durch die Schaltungsanordnung HPF 9 -> Abtastschaltung 10 -> HPF 17 -> Abtastschaltung 18 erhalten, und Bilddaten 503 mit dem niedrigsten Frequenzband werden durch den Durchlauf der eingegebenen Bilddaten 500 durch die Schaltungsanordnung LPF 7 -> Abtastschaltung 8 -> LPF 11 -> Abtastschaltung 12 -> LPF 19 -> Abtastschaltung 20 -> LPF 23 -> Abtastschaltung 24 -> LPF 31 -> Abtastschaltung 32 -> LPF 35 ? Abtastschaltung 36 erhalten.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung, in der die hierarchische Ausgabe der Wavelet-Transformationsschaltung 2 im Frequenzbereich dargestellt ist.
Gemäß Fig. 3 gilt, dass je höher die hierarchische Schicht der Bilddaten ist (beispielsweise sind die Bilddaten 501 auf einer höheren hierarchischen Schicht als Bilddaten 500, Bilddaten 502 sind auf einer höheren hierarchischen Schicht als die Bilddaten 501 und Bilddaten 503 sind auf einer höheren hierarchischen Schicht als die Bilddaten 502), desto breiter sind die Informationen, die das Bild besitzt.
Demnach kann diese Verarbeitung bei einer Bereichsunterteilung, bei der eine breite Verarbeitung hinsichtlich Makrobereichen erforderlich ist, durch die Verwendung eines Bilds mit einer höheren Hierarchie erreicht werden. Insbesondere im Fall, dass Bilddaten in Zeichenabschnitte und Nicht-Zeichenabschnitte unterteilt werden, die Zeichenabschnitte beispielsweise einfach binarisiert und dann einer arithmetischen Kodierung unterzogen werden, und die Nicht-Zeichenabschnitte einer DCT- (diskreten Kosinustransformations-) Kodierung unterzogen werden, können gute Ergebnisse unter Verwendung der Bilddaten 503~506 erhalten werden. Der Grund dafür besteht darin, dass eine DCT allgemein in Einheiten von 8 · 8 Bildelementen durchgeführt wird, wobei ein Bildelement der Bilddaten 503~506 8 · 8 Bildelementen des ursprünglichen Bilds entspricht.
Ferner zeigen die Bilddaten 504~506, die die Hochfrequenzkomponenten der Bilddaten 502 darstellen, die Größe einer Kante an. Demnach wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Kantenerfassung unter Verwendung von Dreibandbilddaten der Bilddaten 504~506 ausgeführt.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung gibt zehn Bänder von Bilddaten 503~512 aus. Da aber drei Bänder der Bilddaten zur Kantenerfassung bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, wie es vorstehend beschrieben ist, muss die Wavelet-Transformationsschaltung 2 lediglich einen Aufbau zur Ausgabe der Bilddaten 504~506 haben.
Ferner wird der Start und das Ende der Verarbeitung, die bei der Filterung ein Problem darstellen, durch periodisches Wiederholen der eingegebenen Bilddaten gehandhabt. Allerdings kann dies auch durch Umlegen des Bildes, beispielsweise durch die. Verwendung eines Spiegelbildes, bei den Start- und Endabschnitten der Bilddaten gehandhabt werden.
Fig. 4 zeigt eine Blockschaltbild des Aufbaus der Kantenerfassungsschaltung 3.
Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, enthält die Kantenerfassungsschaltung 3 eine Absolutwertschaltung 61 zur Ausgabe der Absolutwerte der Bilddaten 504~506, die von der Wavelet-Transformationsschaltung 2 eingegeben werden, einen Addierer 62 zum Summieren der Bildelementdaten, die den drei Elementen der Bilddaten entsprechen, die von der Absolutwertschaltung 61 eingegeben wurden, eine Normalisierungsschaltung 63 zum Normalisieren der summierten Daten auf einen bestimmten Bereich (beispielsweise 0~255), die vom Addierer 62 eingegeben wurden, und eine Binarisierungsschaltung 64 zum Binarisieren der normalisierten Daten, die von der Normalisierungsschaltung 63 eingegeben wurden, bei einem bestimmten Schwellenwert und zur Ausgabe der Ergebnisse. Obwohl der Binarisierungsschwellenwert beispielsweise 40 ist, stellt dies keine Einschränkung für die Erfindung dar. Ein geeigneter Schwellenwert könnte konform mit der Verteilung der Bilddaten eingestellt werden.
Insbesondere extrahiert die Kantenerfassungsschaltung 3 lediglich Bildelemente (d. h., eine Kante), die eine irgendwie abrupte Farbtonänderung zeigen, auf der Grundlage der Bilddaten 504~506. Beispielsweise wird ein Kantenbildelement als "1" und ein Nicht-Kantenbildelement als "0" ausgegeben.
Es ist auch möglich, eine Kante aus den Bilddaten 503 ohne Verwendung der Bilddaten 504~506 zu finden. In diesem Fall können, wenn die Kantenerfassungsschaltung 3 derart aufgebaut ist, dass die Bilddaten 503 einer Laplace- Operation oder dergleichen zum Extrahieren einer Kante unterzogen werden, und dann die Ergebnisse unter Anwendung des Absolutwerts binarisiert werden, Binärdaten ausgegeben werden, die näherungsweise die gleichen sind, wie sie durch die Anordnung in Fig. 4 bereitgestellt werden.
Die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 erfasst Zeichenbereiche beruhend auf den durch die Kantenerfassungsschaltung 3 ausgegebenen Binärdaten.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung der Arbeitsweise der Zeichenbereicherfassungsschaltung 4. Der Mittelpunkt der Darstellung zeigt ein interessierendes Bildelement D.
Ein Zeichenbereich wird beruhend auf 9 · 9 Bildelementen 601 erfasst, deren Mittelpunkt das interessierende Bildelement D ist. Die 9 · 9 Bildelemente 601 werden in Blöcke 602 aus jeweils 3 · 3 Bildelementen unterteilt. Eine Anzahl der Kanten E, die darstellt, wie viele Kanten in einem Block vorhanden sind, und eine Anzahl von Blöcken NB, die darstellt, wie viele Blöcke vorhanden sind, für die der Kantenzählwert E einen Schwellenwert ET überschreitet, werden blockweise gezählt. Gilt die Beziehung Anzahl der Blöcke NB = 4, wird beurteilt, dass das interessierende Bildelement D Teil eines Zeichenbereichs ist.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus der Zeichenbereicherfassungsschaltung 4.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, enthält die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 Zeilenspeicher 125~ 133 zur aufeinanderfolgenden Speicherung einer Zeile der Binärdaten, die von der Kantenerfassungsschaltung 3 eingegeben wurden. Schieberegister 134~142 speichern aufeinander folgend die durch die entsprechenden Zeilenspeicher ausgegebenen Binärdaten. Jedes Schieberegister hält neun Bildelemente der Binärdaten. Das heißt, die Schieberegister 134~142 halten Binärdaten, die die 9 · 9 Bildelemente 601 in Fig. 5 darstellen.
Die Bezugszeichen 143~151 bezeichnen Nachschlagetabellen bzw. LUTs, die jeweils durch ein ROM oder dergleichen gebildet werden, und Adressanschlüsse haben, in die neun Datenbits aus den vorstehend beschriebenen Bits der entsprechenden Schieberegister eingegeben werden. Jede LUT liefert einen Wert, d. h., die Anzahl der Einsen (die Anzahl der Kanten E) entsprechend diesen Neun-Bit-Daten, an ihrem Ausgangsanschluss. Die LUT (a) 143 gibt die Anzahl der Kanten E1 in den 3 · 3 Bildelementen 602 aus, d. h., die Bildelemente 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c. Gleichermaßen gibt jede der LUTs 144~151 eine Anzahl von Kanten En aus, die in den entsprechenden neun Bildelementen vorhanden sind.
Die Bezugszeichen 152~160 bezeichnen Komparatoren. Der Komparator (a) 152 vergleicht die Kantenanzahl E1, die von der LUT (1) 143 eingegeben wurde, mit dem Schwellenwert ET und gibt eine "1" aus, wenn E1 > ET gilt, und eine "0", wenn El ≤ ET gilt. Gleichermaßen vergleichen die Komparatoren 153~160 die Kantenanzahlen von den entsprechenden LUTs mit dem Schwellenwert ET, und geben eine "1" aus, wenn En > ET gilt, und eine "0", wenn En ≤ ET gilt.
Das Bezugszeichen 161 bezeichnet eine LUT (j), die beispielsweise durch ein ROM gebildet wird. Die LUT 161 liefert einen Wert, d. h., die Anzahl der Einsen (die Anzahl der Blöcke NB), die den Neun-Bit-Daten entsprechen, die in ihre Adressanschlüsse von den Komparatoren 152~160 eingegeben wurden.
Das Bezugszeichen 162 bezeichnet einen Komparator zum Vergleichen der Anzahl der Blöcke NB, die von der LUT (j) 161 eingegeben wurde, mit dem Kriterium "4", auf dessen Grundlage ein Bereich als Zeichenbereich beurteilt wird.
Der Komparator 161 gibt eine "1" aus, wenn NE ≥ 4 gilt, und eine "0", wenn NB < 4 gilt.
Es ist anzumerken, dass der Betrieb jedes in Fig. 6 gezeigten Blocks durch einen Bildelementtakt VCLK synchronisiert ist.
Somit gibt die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 ein Zeichenbereichbildelement als "1" und ein Nicht- Zeichenbereichbildelement als "0" aus.
Obwohl der Schwellenwert ET = 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel, kann ein beliebiger geeigneter Wert in Abhängigkeit vom verarbeiteten Bild verwendet werden.
Des Weiteren wird die Blockanzahl. B ≥ 4 als Kriterium zur Beurteilung verwendet, dass ein Bereich ein Zeichenbereich ist. Der Grund dafür ist der, dass es viele Fälle gibt, in denen B < 4 gilt, wie im Fall einer Konturlinie eines Nicht-Zeichenbereichs in einer Fotografie oder dergleichen. Demnach wird vermieden, dass eine Konturlinie eines Nicht- Zeichenbereichs in einer Fotografie oder dergleichen als Teil eines Zeichenbereichs angenommen wird. Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Kriterium zur Beurteilung eines Zeichenbereichs nicht auf B ≥ 4 beschränkt. Andere geeignete Werte können in Abhängigkeit vom verarbeiteten Bild verwendet werden.
Die durch die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 durchgeführte Beurteilung wird zu der Expansions- /Kontraktionsschaltung 5 gesendet. Diese führt eine Verarbeitung zum Verbinden und Konsolidieren von Bildelementen, insbesondere solchen, die verstreut sind, aus, für die geurteilt wird, dass sie einen Zeichenbereich bilden. Dies ist eine Verarbeitung zum groben Trennen der eingegebenen Bilddaten in Zeichen- und Nicht- Zeichenbereiche. Diese Verarbeitung umfasst die zwei nachstehend beschriebenen Schritte.
Der erste Schritt dieser Verarbeitung ist eine Expansionsverarbeitung, bei der, wie angenommen, auf die acht das interessierende Bildelement umgebenden Bildelemente zur Bestimmung Bezug genommen wird, ob es mindestens ein schwarzes Bildelement (ein "1" Bildelement) darunter gibt. Wenn ja, wird das interessierende Bildelement in Schwarz geändert. Der zweite Schritt ist eine Kontraktionsverarbeitung, bei der, wie angenommen, auf die acht das interessierende Bildelement umgebenden Bildelemente zur Bestimmung Bezug genommen wird, ob mindestens ein weißes Bildelement (ein "0" Bildelement) darunter ist. Wenn ja, wird das interessierende Bildelement in Weiß geändert.
Das heißt, die Expansions-/Konträktionsschaltung 5 unterzieht die Binärdaten, die von der Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 eingegeben wurden, zuerst einer m1-maligen Expansionsverarbeitung, dann einer n-maligen Kontraktionsverarbeitung und schließlich einer m2-maligen Expansionsverarbeitung.
Die Anfangsexpansionsverarbeitung dient dem Zusammenführung und Konsolidieren verstreuter Zeichenbildelemente. So zusammengefügte Zeichenbildelemente werden durch die folgende Kontraktionsverarbeitung nicht zur wiederholten Verstreuung veranlasst.
Für gewöhnlich werden der Expansionsverarbeitungsvorgang und der Kontraktionsverarbeitungsvorgang mehrere Male ausgeführt. Isolierte Bildelemente, die durch die Expansionsverarbeitung nicht zum Vereinigen mit anderen Bildelementen veranlasst werden, bleiben isolierte Bildelemente, auch wenn eine Kontraktionsverarbeitung ausgeführt wird. Viele solcher isolierter Bildelemente befinden sich in einem Nicht-Zeichenbereich, wie einer Fotografie oder dergleichen. Werden diese isolierten Bildelemente in der Reihenfolge Expansion-Kontraktion- Expansion wie bei diesem Ausführungsbeispiel verarbeitet, werden sie durch die Kontraktionsverarbeitung eliminiert. Dies ermöglicht eine Reduzierung einer falschen Beurteilung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind m1, m2, n, die darstellen, wie oft die Expansions- /Kontraktionsverarbeitung ausgeführt wird, jeweils auf 4, 1, 5 gesetzt. Allerdings reicht es aus, wenn diese Werte ganze Zahlen sind, die die folgende Gleichung erfüllen:
n = m1 + m2 (1)
Die Expansions-/Kontraktionsschaltung 5, die durch einen (nicht gezeigten) Bildspeicher und eine (nicht gezeigte) CPU auf einem einzelnen Chip gebildet ist, führt die folgende Verarbeitung gemäß einem in einem ROM gespeicherten Programm aus, das in der CPU enthalten ist. Der Bildspeicher speichert die Binärdaten, die durch die Zeichenbereicherfassungsschaltung 4 ausgegeben wurden, an den entsprechenden Bildelementpositionen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Ablaufdiagramme der Arbeitsweise der Expansions-/Kontraktionsschaltung 5.
Wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, wird eine Variable j in Schritt S1 auf 0 gesetzt, eine Expansionsverarbeitung wird in Schritt S2 ausgeführt, und die Variable j wird in Schritt S3 inkrementiert.
Dann werden die Variable j und der Verarbeitungszählwert ml in Schritt S4 verglichen. Das Programm kehrt zu Schritt S2 zurück, wenn j < m1 gilt, und geht zu Schritt S5 über, wenn j ≥ ml gilt.
Ist j ml, wird die Variable j in Schritt S5 wieder auf 0 gesetzt, eine Kontraktionsverarbeitung wird in Schritt S6 ausgeführt, und die Variable j wird in Schritt S7 inkrementiert.
Dann wird die Variable j mit dem Verarbeitungszählwert n in Schritt S8 verglichen. Das Programm kehrt zu Schritt S6 zurück, wenn j < n gilt, und geht zu Schritt S9 über, wenn j ≥ n gilt.
Die Variable j wird in Schritt S9 wieder auf 0 gesetzt, wenn j ≥ n gilt, eine Expansionsverarbeitung wird in Schritt S10 ausgeführt, und die Variable j wird in Schritt S11 inkrementiert.
Die Variable j und der Verarbeitungszählwert m2 werden in Schritt S12 verglichen. Das Programm kehrt zu Schritt S10 zurück, wenn j < m2 gilt, und die Verarbeitung ist beendet, wenn j m2 gilt.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm des Expansionsverarbeitungsvorgangs.
Wie es in Fig. 8A gezeigt ist, wird ein interessierendes Bildelement D in Schritt S21 eingestellt, und der Wert des interessierenden Bildelements D wird in Schritt S22 beurteilt. Dann geht das Programm zu Schritt S23 über, wenn D = "0" gilt, und springt zu Schritt S25, wenn D = "1" gilt.
Im Fall von D = "0" wird in Schritt S23 bestimmt, ob die acht umgebenden Bildelemente ein schwarzes Bildelement (ein "1" Bildelement) enthalten. Das Programm geht zu Schritt S24 über, wenn es ein schwarzes Bildelement gibt, und springt zu Schritt S25 beim Fehlen eines schwarzen Bildelements.
Im Fall eines schwarzen Bildelements wird das interessierende Bildelement D auf "1" (schwarz) in Schritt S24 gesetzt.
Dann wird in Schritt S25 bestimmt, ob die Verarbeitung aller Bildelemente beendet ist oder nicht. Das Programm geht zu Schritt S21 über, wenn die Verarbeitung nicht beendet ist und kehrt zur Hauptroutine in Fig. 7 zurück, wenn die Verarbeitung beendet ist.
Fig. 8B zeigt ein Ablaufdiagramm des Kontraktionsverarbeitungsvorgangs.
Wie es in Fig. 8B gezeigt ist, wird ein interessierendes Bildelement D in Schritt S61 eingestellt, und der Wert des interessierenden Bildelements D wird in Schritt S62 beurteilt. Dann geht das Programm zu Schritt S63 über, wenn D = "1" gilt, und springt zu Schritt S65, wenn D = "0" gilt.
Im Fall von D = "1" wird in Schritt S62 bestimmt, ob die acht umgebenden Bildelemente ein weißes Bildelement (ein "0" Bildelement) enthalten. Das Programm geht zu Schritt S64 über, wenn es ein weißes Bildelement gibt, und springt zu Schritt S65 beim Fehlen eines weißen Bildelements.
Im Fall eines weißen Bildelements wird das interessierende Bildelement D in Schritt S64 auf "0" (weiß) gesetzt.
Dann wird in Schritt S65 bestimmt, ob die Verarbeitung aller Bildelemente beendet ist oder nicht. Das Programm geht zu Schritt S61 über, wenn die Verarbeitung nicht beendet ist, und kehrt zur Hauptroutine in Fig. 7 zurück, wenn die Verarbeitung beendet ist.
Somit gibt die Expansions-/Kontraktionsschaltung 5 binäre Bilddaten, in denen ein Bildelement eines Zeichenbereichs "1" (schwarz) gemacht ist, als Ergebnis der Unterscheidung eines Zeichenbereichs aus.
Bilddaten mit Frequenzkomponenten einer dritten Hierarchieschicht aus einer Wavelet-Transformation werden bei der Bereichsunterscheidung verwendet. Infolgedessen kann eine sehr genaue Zeichenbereichsunterscheidung in Einheiten von 8 · 8 Bildelementen des ursprünglichen Bildes durchgeführt werden. Ein Vorteil liegt insbesondere bei der Anwendung der Ergebnisse der Unterscheidung bei einer Standardkompression (einer so genannten ADCT) eines JPEG- Farbbilds.
Des Weiteren stellen bandbegrenzte Bilddaten, aus denen Bilddaten mit dem niedrigsten Frequenzband nach einer Wavelet-Transformation beseitigt wurden, per se die Kantengröße (die Hochfrequenzkomponenten) dar. Daher muss eine Verarbeitung, wie eine Laplace-Operation, nicht erneut angewendet werden, die Verarbeitungsgeschwindigkeit wird erhöht und der Schaltungsaufbau vereinfacht. Da ferner die Extraktion eines Zeichenbereichs aus einer lokalen Kante durch Abtastung eines Fensters in Bildelementeinheiten anstelle durch die Ausführung einer Blockverarbeitung ausgeführt wird, kann die Anzahl falscher Beurteilungen an Blockgrenzen, was ein Problem im Stand der Technik darstellte, verringert werden.
Des Weiteren werden bei diesem Ausführungsbeispiel isolierte Bildelemente durch die Ausführung einer Verarbeitung in der Reihenfolge einer Expansion- Kontraktion-Expansion beim Zusammenführen von Zeichenbereichen als Nachverarbeitung beseitigt. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Genauigkeit, mit der Zeichen- und Nicht-Zeichenbereiche beurteilt werden.
Dieses Ausführungsbeispiel ist nicht auf ein Bildkommunikationsgerät wie ein Farbfaksimilegerät beschränkt. Wie es beispielsweise in Fig. 9 gezeigt ist, kann ein Speicher 106 anstelle einer Kommunikationsleitung vorgesehen sein, sodass die Erfindung auch bei einem Bildspeichergerät, wie, einem Bildablagegerät verwendet werden kann. Es ist anzumerken, dass der Speicher 106 eine Festplatte, ein Halbleiterspeicher oder eine optomagnetische Platte bzw. Disk sein kann, und zur Speicherung einer Vielzahl von Bildern fähig sein kann. Es kann ein Aufbau angewendet werden, bei dem arithmetische Kodes von Farbzeichendaten und Huffmanncodes von Bilddaten individuell oder kollektiv bildweise gespeichert werden.
Des Weiteren ist es bei dem Bildspeichergerät in Fig. 9 beispielsweise möglich, lediglich Farbzeichen oder nur von Zeichen verschiedene Bilder wiederzugeben.
Die Erfindung kann bei einem System angewendet werden, wie bei einem Lese- oder Drucksystem, das durch eine Vielzahl von. Einrichtungen gebildet wird, oder bei einem Gerät, das eine einzelne Einrichtung umfasst. Des Weiteren ist die Erfindung natürlich auch in einem Fall anwendbar, in dem die Aufgabe der Erfindung durch die Zufuhr eines Programms zu einem System oder einem Gerät bewirkt wird.
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, ein Bildverarbeitungsverfahren und -gerät zum Extrahieren von Kanteninformationen in Bilddaten aus zumindest einem einer Vielzahl von Elementen bandbegrenzter Bilddaten, die aus Bilddaten erzeugt werden, und zur Erfassung von Zeichenbereichen in den Bilddaten beruhend auf der Verteilung der Kanteninformationen auszugestalten.
Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, ein Bildverarbeitungsgerät zum Extrahieren von Kanteninformationen in Bilddaten aus zumindest einem einer Vielzahl von Elementen bandbegrenzter Bilddaten, die aus den Bilddaten erzeugt werden, zur Erfassung von Zeichenbereichen in den Bilddaten beruhend auf der Verteilung der Kanteninformationen, zum Trennen der Bilddaten in Zeichendaten und Nicht-Zeichendaten beruhend auf den erfassten Zeichenbereichinformationen und zur Kodierung der getrennten Zeichendaten und Nicht- Zeichendaten auszugestalten.
Es ist anzumerken, dass die vorstehend angeführten bandbegrenzten Bilddaten nicht nur durch eine Wavelet- Transformation realisiert werden können, sondern auch durch andere Verfahren, wie eine Fenster-Fouriertransformation.
Obwohl ferner eine Bildunterscheidung entweder blockweise oder bildelementweise durchgeführt werden kann, können bessere Informationen durch die Verwendung von Bildelementeinheiten erhalten werden.
Des Weiteren ist die Art und Weise, wie Bänder erhalten werden, nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Des Weiteren ist die Charakteristik eines Bilds nicht darauf beschränkt, ob ein Bild ein Zeichen ist oder nicht. Beispielsweise kann eine Charakteristik sein, ob ein Bild ein Punktbild ist oder nicht.

Claims

1. Bildverarbeitungsgerät mit

einer Eingabeeinrichtung (1) zum Eingeben erster Bilddaten,

einer Umwandlungseinrichtung (2) zur Umwandlung der ersten Bilddaten in eine Folge von Sätzen bandbegrenzter Bilddaten durch aufeinanderfolgende Durchführung einer Vielzahl von Ortsfilterungsvorgängen, wobei der erste Satz bandbegrenzter Daten durch Ortsfilterung der ersten Bilddaten erzeugt wird, und jeder nachfolgende Satz bandbegrenzter Bilddaten durch die Durchführung einer Ortsfilterung bei dem vorhergehenden Satz bandbegrenzter Bilddaten erzeugt wird, und

einer Unterscheidungseinrichtung (3) zur Unterscheidung einer Charakteristik eines Bildes, die durch die ersten Bilddaten dargestellt wird, auf der Grundlage zumindest eines der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Unterscheidungseinrichtung (3) den zumindest einen der Vielzahl der Sätze bandbegrenzter zweiter Bilddaten zur Verwendung bei der Unterscheidung aus der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten auswählt, wobei jeder Satz durch die Anwendung eines Ortsfilterungsvorgangs eine vorbestimmte Anzahl oft oder durch die Anwendung verschiedener Arten von Ortsfilterungsvorgängen erzeugt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Umwandlungseinrichtung (2) eine zweidimensionale Wavelet- Transformation durchführt.

3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Umwandlungseinrichtung (2) ein Tiefpassfilter (L) und ein Hochpassfilter (H) umfasst.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die bandbegrenzten zweiten Bilddaten eine Kantenkomponente darstellen.

5. Gerät nach Anspruch 4, wobei die Unterscheidungseinrichtung (3) eine Bildcharakteristik unter Verwendung der Kantenkomponente unterscheidet.

6. Gerät nach Anspruch 1, ferner mit einer Korrektureinrichtung zur Korrektur der Ergebnisse der Unterscheidung.

7. Gerät nach Anspruch 1, ferner mit einer Kodiereinrichtung (103) zur Kodierung der ersten Bilddaten, die durch die Eingabeeinrichtung (1) eingegeben wurden, in Übereinstimmung mit Ergebnissen der Unterscheidung.

8. Gerät nach Anspruch 7, wobei die Kodiereinrichtung eine erste Kodierschaltung (255) zur Kodierung eines Zeichenbereichs und eine zweite Kodierschaltung (257) zur Kodierung anderer Bereiche aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 8, wobei die erste Kodierschaltung (255) eine Entropiekodierung und die zweite Kodierschaltung (257) eine Kodierung durchführt, bei der Informationen nicht bewahrt werden.

10. Bildverarbeitungsverfahren mit den Schritten

Eingeben erster Bilddaten

Umwandeln der ersten Bilddaten in eine Folge von Sätzen bandbegrenzter Bilddaten durch aufeinanderfolgende Durchführung einer Vielzahl von Ortsfilterungsvorgängen, wobei der erste Satz bandbegrenzter Daten durch Ortsfilterung der ersten Bilddaten erzeugt wird, und jeder nachfolgende Satz bandbegrenzter Bilddaten durch die Durchführung einer Ortsfilterung bei dem vorhergehenden Satz bandbegrenzter Bilddaten erzeugt wird, und

Unterscheiden einer Charakteristik eines Bildes, die durch die ersten Bilddaten dargestellt wird, auf der Grundlage zumindest eines der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Unterscheidungsschritt das zumindest eine der Vielzahl bandbegrenzter zweiter Bilddaten zur Verwendung bei der Unterscheidung aus der Vielzahl von Sätzen bandbegrenzter zweiter Bilddaten auswählt, wobei jeder Satz durch die Durchführung eines Ortsfilterungsvorgangs eine unterschiedliche Anzahl oft oder durch die Durchführung verschiedener Arten von Ortsfilterungsvorgängen erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Umwandlungsschritt eine zweidimensionale Wavelet- Transformation durchführt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Umwandlungsschritt eine Tiefpassfilterung und eine Hochpassfilterung durchführt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die bandbegrenzten zweiten Bilddaten eine Kantenkomponente darstellen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Unterscheidungsschritt eine Bildcharakteristik unter Verwendung der Kantenkomponente unterscheidet.

15. Verfahren nach Anspruch 10, ferner mit dem Schritt einer Korrektur der Ergebnisse der Unterscheidung.

16. Verfahren nach Anspruch 10, ferner mit dem Schritt einer Kodierung der ersten Bilddaten, die in dem Eingabeschritt eingegeben wurden, in Übereinstimmung mit Ergebnissen der Unterscheidung.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Kodierschritt einen ersten Kodiervorgang zur Kodierung eines Zeichenbereichs und einen zweiten Kodiervorgang zur Kodierung anderer Bereiche aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der erste Kodiervorgang eine Entropiekodierung und der zweite Kodiervorgang eine Kodierung durchführt, bei der Informationen nicht bewahrt werden.

19. Nur-Lese-Speicher, der Prozessor-implementierbare Befehle zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 18 trägt.