专利摘要:

公开号:WO1980002612A1
申请号:PCT/DE1980/000069
申请日:1980-05-17
公开日:1980-11-27
发明作者:H Taudt;D Preuss
申请人:Hell R Gmbh;H Taudt;D Preuss;
IPC主号:H04N1-00
专利说明:
[0001] Beschreibung
[0002] Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln von Konturen innerhalb eines Bildes
[0003] Technisches Gebiet
[0004] Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ermitteln von Konturen innerhalb eines Bildes für die spätere
[0005] Reproduktion des Bildes, wobei das Bild, innerhalb dessen die Kontur bestimmt werden soll, in Form von digital gespeicherten, durch optisch elektrische Abtastung gewonnene Bildsignale vorliegt und mit Hilfe eines Monitors vor der späteren drucktechnischen Wiedergabe sichtbar gemacht wird.
[0006] Zugrundeliegender Stand der Technik
[0007] Aus der DE-PS 2137 676 ist bereits ein Verfahren bekannt, mit dem Bildkombinationen von digital gespeicherten Bildern vorgenommen werden können. Bei diesem Patent wird je nach dem, welches Bild bzw. welche Bildpartie eines Bildes aufgezeichnet werden soll, für die Aufzeichnung zwischen den entsprechenden gespeicherten Bildsignalen umgeschaltet. Das Umschalten erfolgt üblicherweise mittels einer, die Kontur des gewünschten Bildbereichs wiedergebenden, Maske, wobei die Maskenkontur das entsprechende Umschaltsignal liefert. Hierzu ist es erforderlich, die Maske von Hand zu zeichnen und optisch-elektrisch abzutasten, um das Umschaltsignal zu gewinnen. Dieser Vorgang ist zeitraubend und erfordert eine hohe manuelle Geschicklichkeit, weshalb es wünschenswert wäre, von der manuellen Herstellung und der zusätzlichen Abtastung dieser Maske wegzukommen.
[0008] Offenbarung der Erfindung
[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, wodurch es ermöglicht wird, auf einfache Weise eine genaue Ermittlung von Bildkonturen durchzuführen. Die Erfindung erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 1 bis 5 beschrieben. Mit der Erfindung ist es infolge der so ermittelten Konturlinie möglich, eine Bildpartie, die innerhalb der Kontur liegt, gemäß der
[0010] DE-PS 21 37 676 in ein anderes Bild hinein zu kopieren, indem die Bilddaten, die zu diesem Bereich gehören, in den Datenbestand des anderen Bildes, in den das Bild hinein kopiert werden soll, eingefügt werden. Weiterhin ist es möglich, einzelne Bildpartien, Personen oder Gegenstände freizustellen oder mit Hilfe der so ermittelten Kontur mit einem anderen Hintergrund zu umgeben, z. B. durch Vorgabe eines bestimmten, konstanten Tonwerts für den Hintergrund. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1 - 4 näher beschrieben. Es zeigen:
[0012] Figur 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
[0013] Figur 2a ein Beispiel des Verlaufs einer Untersuchungszone,
[0014] Figur 2b ein Beispiel für die Markierung der
[0015] Kontur innerhalb der Untersuchungszone,
[0016] Figur 3 ein Beispiel für eine Marke zur Erfassung der. Untersuchungszone,
[0017] Figur 4 ein Beispiel für die Füllung eines Tabellenspeichers der Figur 1.
[0018] Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
[0019] Es wird bei der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, daß ein Bild in Form von vier Farbauszugen, Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz, digital abgespeichert ist. Die Bilddaten werden mittels in Reproduktionstechnik bekannter Scanner durch optisch-elektrische Abtastung der Vorlagen und anschließender Analog-Digitalwandlung der bei der Abtastung gewonnenen Bildsignale ermittelt. In Figur 1 sind die digitalisierten Daten von vier Farbauszügen in einem Plattenspeicher 1 abgelegt, der mit einem Steuerrechner 2 verbunden ist. Die Bilddaten werden von dem Steuerrechner an BildWiederholspeicher 3,4,5 und 6 weitergegeben, welche z. B. eine Kapazität von 512 × 512 Bildpunkten haben, wobei jeder Bildpunkt mit 8 bit abgespeichert ist. Aus diesen Bildwiederholspeichern werden die einzelnen Bildpunkte in bekannter Weise ständig in einer für die Darstellung des Bildes auf einem
[0020] Farbmonitor 7 benötigten Reihenfolge und Frequenz ausgelesen. Die Bilddaten gelangen über zusätzliche Tabellenspeicher 8,9,10 und 11 auf DigitalAnalogwandler 12, 13, 14 und 15, in denen die digitalisierten Bildsignale in analoge Bildsignale für die Ansteuerung des Monitors 7 umgewandelt werden. Da der Monitor bei der vorliegenden Patentanmeldung ein Bild zeigen soll, das dem Druckendprodukt, das durch Übereinanderdrucken mit den Farbauszügen Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz entsteht möglichst genau gleichen soll, ist zwischen den Digital-Analogwandlern und dem Monitor ein sogenannter Farbumsetzer 16 vorgesehen, mit dem die durch subtraktive Farbenmischung erhaltenen Farbauszüge Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz in die für die Monitor-Darstellung erforderlichen additiven Farbsignale R, G, B umgewandelt werden. Solche Farbumsetzer sind ebenfalls bereits bekannt und z. B. in der DE-AS 2607623 beschrieben worden. Damit auf dem Monitor 7 das stehende Bild zustande kommt, werden die Bildwiederholspeicher 3, 4, 5 und 6, wie bereits erwähnt, zyklisch ausgelesen, und zwar gesteuert von einer an sich bekannten BildwiederholAdressensteuerungseinrichtung 17. Um bei der vorliegenden Erfindung die eigentliche Kontur finden zu können, ist mit dem Steuerrechner 2 ein x, y-Koordinatenerfassungsgerät 18 verbunden, mit dessen Hilfe die zu ermittelnde Kontur grob auf dem Bild nachgefahren wird, z. B. die Umrandung einer Person oder eines Gegenstandes. Durch die hierbei ermittelten, die Kontur grob wiedergebenden x, y-Koordinaten wird ein Cursor auf dem Monitor mitgeführt, wodurch auf dem Monitor die durch den x, y-Koordinatenschreiber vorgezeichnete Spur sichtbar gemacht wird. Während auf dem x, y-Koordinaten¬
[0021] Erfassungsgerät die gewünschte Korrektur grob vorgezeichnet wird, wird ein entsprechender Bereich links und rechts der Korrektur in einem ZonenMaskenspeicher 20 von beispielsweise 512 × 512 × 1 bit Speicherkapazität mit binären Einsen gefüllt, während für die übrigen Bildpunkte in dem ZonenMaskenspeicher 20 eine binäre Null enthalten ist. Die erfaßten Koordinaten sind der Mittelpunkt einer flächenhaften, z. B. annähernd kreisförmigen Cursormarke, die durch einen Cursormarkengeber, der mit der x, y-Koordinaten-Erfassungseinrichtung 18 verbunden ist, an entsprechender Stelle in das Monitorbild eingeblendet wird. Gleichzeitig mit der Bewegung der Cursormarke (26 in Fig. 2a) werden vom Steuerrechner 2 die von der Cursormarke bedeckten Bildpunkte durch Einschreiben einer binären Eins an den entsprechenden Stellen des Zonen-Maskenspeichers 20 markiert.
[0022] Die vorgezeichnete Konturbereichszone wird dem
[0023] Bediener z. B. durch Aufhellen des Bildes an den entsprechenden Stellen sichtbar gemacht. Dies geschieht mit Hilfe der Tabellenspeicher 8, 9, 10 und 11. Jeder dieser Speicher besteht z. B. aus 256 Speicherzellen zu je 8 bit Wortlänge.
[0024] Die aus den Bildwiederholspeichern 3, 4, 5 und 6 ausgelesenen Daten werden als Adressen an diese Tabellenspeicher angelegt, und das jeweils aus der adressierten Tabellenspeicherzelle ausgelesene Wort über die DA-Wandler 12, 13, 14 und 15 dem Monitor 7 als Bildinformation zugeführt. Durch entsprechende Füllung der Tabellenspeicher mittels des Steuerrechners 2 kann somit das Bild mit beliebigen Gradationen und Farbkorrekturen auf dem Monitor dargestellt werden, ohne daß der Bildinhalt der Bildwiederholspeicher 3, 4, 5 und 6 verändert wird. Die Ausgänge der 4 Farbauszugswiederholspeicher sind über Schalter 21, 22, 23 und 24 entweder mit den Tabellenspeicherbereichen G1, M1, C1, S1 oder G2, M2, C2, S2 oder G3, M3, C3, S3 verbunden. Die Umschaltung wird durch den Inhalt des Zonen-Maskenspeichers und eines noch zu erläuternden Konturen-Maskenspeichers 25 ausgelesen werden. Wenn aus beiden Maskenspeichern eine binäre Null ausgelesen wird, sind die Ausgänge der Bildwiederholspeicher mit den Tabellenspeichern G1, M1, C1, S1, verbunden. Für Bildpunkte, bei denen der Zonen-Maskenspeicher 20 eine binäre Eins und der Konturen-Maskenspeiσher 25 eine binäre Null enthält, sind die Tabellenspeicher G2, M2, C2 und S2 eingeschaltet, und für die Bildpunkte, bei denen der Konturen-Maskenspeicher 25 eine binäre Eins enthält, sind die Tabellenspeicher G3, M3, C3, S3 wirksam. Diese Umschaltregeln für die Tabellenspeicher sind noch einmal in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
[0025] Konturmaske Zonenmaske eingeschalteter Tabellenspeicher 0 0 G1 , M1 , C1 , S1
[0026] 0 1 G2 , M2 , C2 , S2 1 0 G3 M3, C3, S3
[0027] 1 i )
[0028] Durch eine unterschiedliche Füllung der Tabellenspeicher können ganze Bildbereiche oder einzelne Bildpunkte, die im Zonen-Maskenspeicher und im Konturen-Maskenspeicher durch binäre Einsen gekennzeichnet sind, in verschiedener Weise auf dem Monitor-Bildschirm 7 dargestellt werden. Die Bildbereiche, in denen weder ein Zonen-Masken- noch ein Konturen-Maskenpunkt liegt, werden unverändert wiedergegeben, indem in den an diesen Stellen eingeschalteten Tabellenspeichern G1, M1, C1, S1 sich in jeder Speicherzelle ein Wert befindet, der gleich der Adresse dieser Speicherzelle ist (Fig. 4). Die Bildbereiche, die der Untersuchungszone entsprechen, werden auf dem Monitorschirm 7 aufgehellt wiedergegeben, indem in die an diesen Stellen eingeschalteten Tabellenspeicher G2, M2, C2, S2 und konstante Werte Δ G , Δ M, Δ C , Δ S höhere Werte als in den Tabellenspeichern G1, M1, C1, S1 gefüllt werden (Fig. 4). Schließlich werden die in der Konturen-Maske gekennzeichneten Punkte auf dem Bildschirm in einer konstanten, wählbaren Farbe (GK, MK, CK, SK) wiedergegeben, indem in alle Speicherzellen der Tabellenspeicher G3, M3, C3, S3 jeweils die konstanten Werte GK, MK, CK und SK gefüllt werden. Diese Füllungen werden vor der Verarbeitung durch den Steuerrechner 2 in die Tabellenspeicher 8, 9, 10 und 11 eingeschrieben.
[0029] Die genaue Festlegung einer Kontur entlang einer Farbänderung im Bild erfolgt durch den Steuerrechner 2 nach einem an sich bekannten Algorithmus zur Konturenfindung. Solche Algorithmen sind bei der Auswertung von Luftbildaufnahmen bekannt, und zwar werden durch einen automatischen Suchlauf innerhalb des Bildes sämtliche Konturen ermittelt. Der automatische Suchlauf ist aber für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht geeignet. Es wird bezüglich des Algorithmus' auf die Literaturstelle "Computer, Graphics and Image Processing 1973,
[0030] Seiten 66 - 80, Processing of Grey-Scale Pictures, von F. Holdermann & H. Kazmierczak" verwiesen. Weiterhin wird auf den Forschungsbericht aus der Wehrtechnik, BMVg FBWT 73 10, Erzeugung linienhafter Bildmuster aus Grautonbildern mit Hilfe der Kontrastgradienten, herausgegeben i. A. des Bundesministeriums für Verteidigung vom Dokumentationszentrum der Bundeswehr, Bonn, Dezember 1972, hingewiesen. Der rechnergesteuerte Ablauf der Konturenfindung durch Vergleich von Nachbarbildpunkten, d. h. des Kontrastgradienten, ist dort im einzelnen beschrieben, so daß hier auf eine aus- führliche Wiederholung dieser Aufzählung verzichtet werden kann. Im Prinzip erfolgt die Festlegung der Kontur so, daß der Rechner den Inhalt des ZonenMaskenspeichers 20 in seinen Arbeitsspeicher einliest, feststellt, welche Bildbereiche er auf eine Kontur hin untersuchen soll und dann aus den Bildwiederholspeichern die betreffenden Farbwerte in einer durch den gewählten Algorithmus festgelegten Reihenfolge ausliest und bestimmt, welche Koordinatenpunkte auf der Grenze des untersuchten Farbkontrastes liegen. Die gefundenen Konturpunkte werden dann vom Steuerrechner 2 als binäre Einsen in den Konturen-Maskenspeicher 25 geschrieben und erscheinen dadurch auf dem Bildschirm des Monitors in der gewählten Farbe (GK, MK, CK, SK), so daß der Bediener das Resultat sieht und gegebenenfalls eingreifen kann, wenn die Kontur nicht in der gewünschten Weise verläuft. In einem solchen Fall kann der Bediener den Ablauf für die automatische Konturenfindung unterbrechen und mit dem x-y-Koordinatenerfassungsgerät 18 über den Steuerrechner 2 Konturpunkte im Kontur-Maskenspeicher 25 löschen oder direkt manuell hineinschreiben. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem bei der Luftbildausweitung bekannten Verfahren besteht darin, daß durch die Vorgabe der Untersuchungszone und gleichzeitiger Monitorkontrolle Fehler an Kreuzungspunkten vermieden werden und exakt nur die Kontur ermittelt wird, die für eine Bildmontage maßgebend ist und von einer automatisch ermittelten Kontur abweicht.
[0031] Figur 2 a zeigt ein Beispiel, wie eine solche
[0032] Konturenuntersuchungszone auf dem Bildschirm des Monitors 7 nachgefahren wird. Es ist eine Cursormarke 26 gezeigt, die innerhalb des vermuteten Konturenbereichs, der durch die Linien 27 und 28 umrandet ist, bewegt wird. Figur 2 b zeigt die Zonen-Maske, durch die die Untersuchungszone durch das Vorzeichnen, d. h. durch die Linien 27 und 28 bestimmt ist. Die Zonen-Maske wird markiert durch binäre Nullen und Einsen, wobei die Eins dort gesetzt ist, wo die Untersuchungszone verläuft.
[0033] Figur 3 zeigt ein Beispiel für die Cursormarke 26, wobei der zentrale Punkt des Cursors 6 jeweils die erfaßte x-y-Koordinate darstellt. Es ist leicht einzusehen, daß die Breite der Cursormarke 26 je nach Aufgabenstellung variiert, d. h. die Breite der zu untersuchenden Zone eingestellt werden kann.
[0034] Figur 4 zeigt ein Beispiel für die Füllung eines Tabellenspeichers, wobei hier die Füllung des Tabellenspeichers 11 für den Gelbauszug dargestellt ist. Die Adressen laufen von 0 bis 255, und es sind 255 Funktionswerte, d. h. 1 Funktionswert pro Adresse, vorgesehen.
[0035] Unter G-, ist eine lineare Funktion eingegeben, wodurch die Ausgangswerte des Speichers gleich den Eingangswerten sind, d. h. es findet eine Transformation 1 : 1 statt. In dem mittleren Speicherbereich G2 ist der Funktionswert um einen Betrag
[0036] Δ G erhöht, d. h. die von dem Tabellenspeicher ausgegebenen Werte sind um den Betrag Δ G größer als die Eingangswerte. Der Speicherbereich, der durch G3 gekennzeichnet ist, enthält einen konstanten Wert GK. Für sämtliche Eingangswerte dieses Speichers wird dieser Wert ausgegeben. Dies kann z. B. ein konstanter Tonwert sein, um die Kontur zu kennzeichnen. In dem Beispiel G2 handelt es sich um eine konstante Aufhellung des Bildes in der Konturzone um den Betrag Δ G.
权利要求:
ClaimsGegenstand der ErfindungPatentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln von Konturen innerhalb eines Bildes, wobei das Bild gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet,
a) daß eine Einrichtung zur X-Y-Koordinatenerfassung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der zu untersuchende Konturenbereich innerhalb des Bildes gekennzeichnet wird, wobei eine Untersuchungszone vorgegebener Breite festgelegt wird,
b) daß die X-Y-Koordinaten der innerhalb der Untersuchungszone liegenden Bildpunkte ermittelt wird,
c) daß die zu diesen Koordinaten gehörenden Bildpunkte anhand der den Koordinaten entsprechenden Adressen aus dem Speicher aufgerufen und tonwertmäßig miteinander verglichen werden und
d) daß aus dem Tonwertunterschied der einzelnen Bildpunkte der exakte Verlauf der Kontur ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Koordinatenerfassung ein X-Y-Digitizer verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monitor zur Anzeige des Bildes bzw. der Kontur verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Koordinatenerfassung der Kontur ein auf dem Monitor verschiebbarer Cursor verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Konturlinie auf dem Monitorbildschirm sichtbar gemacht wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Digialspeichern zur Aufnahme der Bildinformation, den Digitalspeichern nachgeschalteten Bildwiederholungsspeichern und einem an die Bildwiederholungsspeicher angeschlossenen Monitor, dadurch gekennzeichnet, daß a) eine Koordinatenerfassungseinrichtung (18) zum groben Vorgeben der Kontur, b) Speichermittel (20, 25) zur zeitweiligen. Aufnahme der Bildpunktinformationen eines entlang der grob vorgegebenen Kontur verlaufenden Bildbereichs, c) eine Recheneinrichtung (2) zur Ermittlung der exakten Kontur aus den Daten des zwischengespeicherten Bildbereichs sowie d) dem Monitor (7) in den Farbkanälen zwischengeschaltete Tabellenspeicher (8, 9, 10, 1) zur bildmäßigen Markierung der Kontur auf dem Monitor vorgesehen sind.
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优先权:
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