DE19744648A1

DE19744648A1 - Digital image processing method for secondary image generation

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Publication number: DE19744648A1
Application number: DE19744648A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl Ing Volmer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-15

Abstract

The digital image processing method provides a secondary image from an original image via a digital signal processor for wavelet separation, with a color transformation used for matching the digital color and brightness levels to the color and brightness sensitivity of the human eye and/or an image reduction for reduction of the image coefficients. A digital image processing device is independently claimed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zur digitalen Bild verarbeitung bestimmtes Verfahren, bei dem in einer Recheneinheit von einer Bildvorlage mit Hilfe einer Wavelet-Zerlegung ein Sekundärbild erstellt wird, und auf ein zur Suche in einer digitalen Bilddatenbank be stimmtes Verfahren, bei dem in einem Sekundärabstands rechner ein erstes Sekundärbild einer Bildvorlage mit einer Vielzahl zweiten Bildern zugeordneter zweiter Sekundärbilder verglichen und jeweils ein Ähnlichkeits maß zwischen dem ersten und einem zweiten Sekundärbild errechnet wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine zur digitalen Bildverarbeitung und/oder zur Suche in digitalen Bilddatenbanken bestimmte Vorrichtung mit einer Recheneinheit zur Wavelet-Zerlegung digitaler Bilder.The invention relates to a digital image processing certain procedure in which in a Computing unit from an image template with the help of a Wavelet decomposition creates a secondary image, and to be able to search in a digital image database correct procedure in which at a secondary distance compute a first secondary image of an image template a plurality of second images assigned second Secondary images compared and a similarity in each case measured between the first and a second secondary image is calculated. The invention further relates to one for digital image processing and / or for search certain device in digital image databases a computing unit for wavelet decomposition digital Photos.

Derartige Verfahren werden im Rahmen der digitalen Bildverarbeitung benötigt und werden insbesondere dazu verwandt, um in umfangreichen digitalen Bilddatenbanken aus der Vielzahl gespeicherter Bilder ein bestimmtes herauszusuchen. Meist wird eine Vorlage, beispielsweise in Form einer Skizze, mit einer Vielzahl in einer ent fernten Datenbank gespeicherter Bilder verglichen und als Ergebnis der Suche eine Rangfolge in Frage kommen der Bilder angeboten. Die für die Suche erforderliche Auswahl erfolgt entweder durch die Zuordnung alphanu merischer Attribute oder durch eine digitale Verarbei tung der Bildinformation selbst, wodurch andere erzeugt werden, die wesentlich schneller und zuverlässiger ver glichen und unterschieden werden können als die Bild vorlagen selbst und die trotz ihres kompakteren Formats die für das menschliche Empfinden wesentlichen visuel len Merkmale der Bildvorlagen wiedergeben. Schließlich sind Verfahren zum kombinierten Vergleich nach Bild attributen und Bildinhalt bekannt. Die Notwendigkeit effizienter Verfahren zur Erzeugung geeigneter Ver gleichsbildformen und damit zur schnelleren Bildsuche ergibt sich insbesondere aus dem durch die weltweite Vernetzung möglichen Zugriff auf immer umfangreichere digitale Bilddatenbanken, die heute bereits bei mitt lerere Größe Bildmengen von 100 000 und mehr umfassen. Such procedures are part of the digital Image processing is required and is used in particular for this related to in extensive digital image databases a certain one from the large number of stored images to look for. Usually a template, for example in the form of a sketch, with a multitude in one ent remote database of stored images compared and ranking as a result of the search of the pictures offered. The one required for the search Selection is made either by alphanu assignment or by digital processing processing of the image information itself, which creates others be ver that much faster and more reliable can be compared and differentiated as the picture templates themselves and despite their more compact format the most visual for the human sensation reproduce the characteristics of the artwork. Finally are procedures for combined comparison according to the picture attributes and image content known. The need efficient method for generating suitable ver Equal image forms and thus for faster image search arises in particular from the worldwide Networking possible access to ever more extensive digital image databases, which are already used by mitt larger sizes include image quantities of 100,000 and more.

Den auf der Zuordnung von Attributen beruhenden Ver fahren zum Wiederauffinden digitaler Bilder mangelt es aufgrund individuell unterschiedlicher Bildeindrücke und Vorkenntnisse des Benutzers an einer ausreichenden Objektivität der Bildauswahl; zudem führt der Umgang mit alphanumerischen Attributen, die sich nicht wie die eigentliche, durch Farben und Helligkeiten ausdrückbare Bildinformation quantitativ miteinander vergleichen lassen, regelmäßig zum fälschlichen Ausschluß des eigentlich gesuchten Bildes. Aufgrund dieser Nachteile ist für den Umgang mit derartigen Systemen eine längere Erfahrung erforderlich.The Ver. Based on the assignment of attributes drive to retrieve digital images is lacking due to individually different image impressions and previous knowledge of the user on a sufficient Objectivity of image selection; in addition, dealing leads with alphanumeric attributes that are not like that actual, expressible by colors and brightness Compare image information quantitatively leave, regularly to the false exclusion of the actually searched image. Because of these disadvantages is a longer one for dealing with such systems Experience required.

Die nach der eigentlichen Bildinformation selektieren den Suchverfahren arbeiten zwar nach objektiven Krite rien, allerdings sind nach dem Gesamteindruck sehr ähn liche Bilder im Hinblick auf die Farben und Helligkei ten der einzelnen Bildpunkte äußerst verschieden; daher wird kein direkter Bildvergleich vorgenommen, sondern die Bilder werden in Sekundärbilder umwandelt, die we sentlich kompakter sind als ihre Vorlagen und dennoch deren ins Auge springenden visuellen Merkmale deut licher wiedergeben.Select those based on the actual image information the search procedures work according to objective criteria rien, but are very similar in terms of overall impression images in terms of colors and brightness the individual pixels extremely different; therefore no direct image comparison is made, but the images are converted into secondary images that we are considerably more compact than their templates and yet whose eye-catching visual features are clear play more safely.

Eine zur Sekundärbilderzeugung geeignete Methode ist das als Wavelet-Zerlegung bekannte Verfahren, bei dem eine Bildvorlage iterativ in Bildstrukturen fortschrei tender Auflösung zerlegt wird und durch diese Vielfach auflösung in ein Sekundärbild umgewandelt wird, das die Grobstruktur und die Detailinformationen der Bildvorla ge separat nebeneinander wiedergibt und daher zum Bild vergleich nach so unterschiedlichen Kriterien wie Bild aufbau und Textur wesentlich geeigneter ist als das ur sprüngliche Bild. A method suitable for secondary image generation is the method known as wavelet decomposition, in which an image iteratively progresses in image structures resolution is broken down and by this multiple resolution is converted into a secondary image that the Rough structure and the detailed information of the image template ge separately side by side and therefore to the picture compare according to criteria as different as picture structure and texture is much more suitable than the original original picture.

Bei der Wavelet-Zerlegung werden, wie im Schema der Fig. 1 dargestellt, die Daten des ursprünglichen Bildes von einer relativ feinen Rasterung m ausgehend in einem ersten Schritt durch zwei komplementäre Hochpaß- und Tiefpaßfilter separat gefiltert, wodurch eine Trennung von Detailinformationen D_m-1 von Infor mationen C_m-1 einer nächstgröberen Auflösung m-1 ent steht. Letztere werden in einem zweiten Schritt wieder zweifach gefiltert und liefern neben Detailinformatio nen D_m-2 Informationen C_m-2 der nächstgröberen Auflö sung m-2, auf die die Filterung in gleicher Weise bis hin zu einer gröbsten Auflösung 0 mit Detail- und Grob informationen D₀ und C₀ iterativ fortgesetzt wird. Vor jeder nächstgröberen Filterung wird, wie in Fig. 1 angedeutet, die Zahl der Rasterpunkte halbiert. Durch dieses Schema entsteht eine Kette von unterschiedlich feinen Wiedergaben des Ausgangsbildes, die sich jeweils um den Faktor 2 in der Auflösung unterscheiden. Jede Auflösungsstufe entspricht einem Raster von 2^m Bild punkten mit dem Rastermaß 2^-m.In the wavelet decomposition, as shown in the diagram of FIG. 1, the data of the original image are filtered separately in a first step by two complementary high-pass and low-pass filters, starting from a relatively fine screening m, whereby a separation of detailed information D _{m- 1} of information C _m-1 a next coarser resolution m-1 arises. The latter are filtered twice again in a second step and, in addition to detailed information D _{m-2, provide} information C _{m-2 of} the next coarser resolution m-2, on which the filtering in the same way up to a coarsest resolution 0 with detail and coarse information D ₀ and C _{0 is} continued iteratively. Before each next coarser filtering, as indicated in FIG. 1, the number of halftone dots is halved. This scheme creates a chain of differently fine renditions of the original image, each differing in resolution by a factor of two. Each resolution level corresponds to a grid of 2 ^m image points with a spacing of 2 ^-m.

Die den unterschiedlichen Auflösungen zugeordneten Bilddaten ergeben gemäß
The image data assigned to the different resolutions result in accordance with

eine durch Koeffizienten f[k] dargestellte Zerlegung des Bildes nach Funktionen, die bestimmten Auflösungen m und bestimmten Koordinaten n der entsprechenden Punktraster entsprechen. Die Funktionen heißen im Falle der Tiefpaßfilterung Skalierungsfunktionen (diese in Fig. 1 jeweils oben stehenden Funktionen führen dementsprechend auf die nächstgröberen Schritte der Bildauflösung) und im Falle der Hochpaßfilterung Wavelets und sind ungefähr um den jeweiligen Raster punkt n lokaliert. Sämtliche Skalierungs- und Wavelet- Funktionen der Zerlegung sind aus einer einzigen Ska lierungs- bzw. Wavelet-Funktion ableitbar.a decomposition of the image represented by coefficients f [k] into functions corresponding to certain resolutions m and certain coordinates n of the corresponding dot matrix. The functions are called scaling functions in the case of low-pass filtering (these functions in FIG. 1 lead accordingly to the next coarser steps of image resolution) and in the case of high-pass filtering wavelets and are located approximately at the respective raster point n. All scaling and wavelet functions of the decomposition can be derived from a single scaling or wavelet function.

Die Zerlegung wird horizontal wie auch vertikal durch geführt und ergibt einen Satz durch (m_i, m_j, n_i, n_j) bestimmter Skalierungsfunktionen und Wavelets. Die Koeffizienten der Zerlegung geben an, in welchem Maß das ursprüngliche Bild in der Nähe des jeweiligen Rasterpunkts (n_i, n_j) einen Informationsanteil mit der durch (m_i, m_j) bestimmten Frequenz enthält.The decomposition is carried out horizontally and vertically and results in a set of (m _i , m _j , n _i , n _j ) certain scaling functions and wavelets. The coefficients of the decomposition indicate to what extent the original image in the vicinity of the respective raster point (n _i , n _j ) contains an information component with the frequency determined by (m _i , m _j ).

Die Koeffizienten der Entwicklungen nach den Skalie rungsfunktionen der gröbsten gewählten Auflösung und nach den Wavelets derselben und aller übrigen, feineren Auflösungen ergeben zusammen das Sekundärbild, wie es in Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist. Darin sind die Informationen über die grobe Struktur der Bildvorlage in einem kleinen linken oberen Bereich und die aus zu nehmend feinerer Auflösung stammenden Detailinforma tionen weiter davon entfernt und auf zunehmend größeren quadratischen Teilflächen des gesamten Sekundärbildes angeordnet. Die Grobrasterung der Auflösung 0 liefert eine relativ kleine Anzahl von Koeffizienten, aus denen das in der linken oberen Ecke angeordnete kleinste Quadrat des Sekundärbildes besteht. Es ist von drei gleich großen Koeffizientenquadraten umgeben, die aus der ersten (im Schema der Fig. 1 letzten) Zerlegung stammen. Durch jede feinere Auflösungsstufe entstehen Quadrate doppelter Größe entsprechend der für das feinere Raster benötigten vier-fachen Zahl von Raster punkten bzw. Wavelets. Bei der zweidimensionalen Wave let-Zerlegung entstehen bei jeder Rasterverfeinerung gleich drei zusätzliche Koeffizientenquadrate entspre chend der vertikalen, horizontalen und kombinierten Filterung.The coefficients of the developments according to the scaling functions of the coarsest chosen resolution and according to the wavelets of the same and of all other, finer resolutions together result in the secondary image, as is shown by way of example in FIG. 2. In it, the information about the rough structure of the original image in a small upper left area and the detailed information coming from increasingly fine resolution are further away and arranged on increasingly larger square partial areas of the entire secondary image. The coarse grid of resolution 0 provides a relatively small number of coefficients that make up the smallest square of the secondary image, which is located in the top left corner. It is surrounded by three equally large coefficient squares, which originate from the first (last in the diagram of FIG. 1) decomposition. Each finer resolution level creates double-sized squares corresponding to the four times the number of halftone dots or wavelets required for the finer grid. With the two-dimensional wave let decomposition, three additional squares of coefficients are created for each raster refinement according to the vertical, horizontal and combined filtering.

Diese Wavelet-Zerlegung wird für alle drei Grundfarben des Bildes separat durchgeführt. Die drei Sekundärbil der können gemeinsam als Merkmalsvektor in einem Eigen schaftsraum aufgefaßt werden, der in diesen Raum einen "Fingerabdruck" der Bildvorlage abbildet und dessen Länge durch die Gesamtzahl der Koeffizienten der Sekun därbilder bestimmt ist. Es ist bekannt, den Merkmals vektor dadurch zu verkürzen, daß durch den Einsatz von Zonenfiltern mit Bereichen von Paßbändern und Sperrbän dern die Zahl der Koeffizienten weiter verringert wird. Ferner ist bekannt, zwecks eines schnelleren Bildver gleichs die Koeffizienten zu vereinfachen, indem bei spielsweise die den verschiedenen Detailauflösungen (mit Ausnahme der Grobrasterung) entsprechenden Koef fizienten in die Werte 1, 0 und -1 überführt werden.This wavelet decomposition is used for all three primary colors of the picture done separately. The three secondary accounts which can be used together as a feature vector in a property be understood as a space in this space Depicts the "fingerprint" of the original and its Length by the total number of coefficients of the seconds därbilder is determined. It is known the characteristic to shorten vector by using Zone filters with areas of pass bands and barrier bands the number of coefficients is further reduced. It is also known for the purpose of faster image processing simplify the coefficients at the same time by for example, the different detail resolutions (with the exception of the coarse screen) corresponding Koef efficient values 1, 0 and -1.

Obwohl die in an sich bekannter Weise durchgeführte Wavelet-Zerlegung einschließlich der oben genannten nachfolgenden Veränderungen des Sekundärbildes zu Fortschritten bei der digitalen Bildsuche geführt hat, führen herkömmliche Verfahren regelmäßig zu falschen Bildzuordnungen; so werden in den errechneten Rang folgen selektierter Bilder selbst in den vordersten Positionen solche Bilder angeboten, die nach menschli chem Ermessen von der Bildvorlage offensichtlich deut lich verschieden sind. Zudem erscheinen in den Rang folgen gewisse Bilder überproportional häufig, die offensichtlich "typische" Eigenschaften besitzen, welche nach herkömmlichen Suchverfahren bevorzugt werden. Die Zuverlässigkeit der digitalen Bildsuche ist aufgrund dieser Mängel erheblich eingeschränkt.Although carried out in a manner known per se Wavelet decomposition including the above subsequent changes in the secondary image Advances in digital image search, conventional methods regularly lead to incorrect ones Image assignments; so be in the calculated rank follow selected images even in the forefront Positions offered such pictures, which according to human chem discretion from the original image is obviously clear are different. Also appear in the rank certain pictures disproportionately follow that obviously have "typical" properties, which is preferred according to conventional search methods become. The reliability of digital image search is significantly limited due to these shortcomings.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zur digitalen Bildverarbeitung bestimmtes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe sich aus einer Bildvorlage ein derartiges Sekundärbild erstellen läßt, das trotz seines gegenüber der Bildvorlage wesentlich kompakteren Formats die aus der Sicht der menschlichen Wahrnehmungssystems wesent lichen visuellen Merkmale der Bildvorlage wiedergibt und durch Vergleich mit anderen derartigen Sekundär bildern eine schnellere und zuverlässigere Suche in digitalen Bilddatenbanken ermöglicht. Es ist insbeson dere Aufgabe der Erfindung, solche Sekundärbilder zu erzeugen, die bei einem Vergleich untereinander nicht mehr zu den vom Stand der Technik bekannten Problemen der Bevorzugung gewisser, offensichtlich typischer Sekundärbilder und der irrtümlichen Gleichordnung von für das menschliche Auge deutlich verschiedenen Bild vorlagen führen. Zudem soll bei der Suche in digitalen Bilddatenbanken auch im Falle stärkerer Verzerrungen der Bildvorlage ein Suchergebnis hoher Qualität er zielt werden.The invention is therefore based on the object digital image processing certain procedure and to provide a corresponding device with whose help turns such a picture into a picture Lets create secondary image, despite its opposite the image template in a much more compact format the view of the human perception system Lichen visual characteristics of the original image and by comparison with other such secondary images a faster and more reliable search in digital image databases. It is in particular another object of the invention to such secondary images generate that in a comparison with each other not more on the problems known from the prior art the preference for certain, obviously more typical Secondary images and the erroneous equal order of image distinctly different for the human eye lead templates. In addition, when searching in digital Image databases even in the event of severe distortion a high quality search result aims to be.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist bezüg lich des Verfahrens in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 8 und bezüglich der Vorrichtung im Anspruch 10 an gegeben; besondere Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. The solution to this problem according to the invention is related Lich the method in independent claims 1 and 8 and regarding the device in claim 10 given; special embodiments are the subject of subclaims.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß in einem Farbtransformierer eine Farbtransformation durchgeführt wird, um die digitale Farb- und/oder Helligkeitsskalierung dem menschlichen Farb- und/oder Helligkeitsempfinden anzugleichen, und/oder daß das Sekundärbild in einem Bildreduzierer durch eine zu mindest teilweise nach der Koeffizientengröße vorge nommene Auswahl auf einen Teil seiner bildspezifisch wesentlichen Koeffizienten reduziert wird.The object is achieved in that a color transformation in a color transformer is carried out to digital color and / or Brightness scaling the human color and / or To adjust perception of brightness, and / or that Secondary image in an image reducer through a too at least partially according to the coefficient size made selection on part of its image specific essential coefficient is reduced.

Herkömmliche Verfahren benutzen zur Farbcharakteri sierung beispielsweise die durch die additiven Grund farben Rot, Grün und Blau mit dem Vorteil eines direk ten Bezugs zur Farberzeugung von Displays, Monitoren u. ä. sowie eines identischen Wertebereichs aller drei Grundfarben. Daneben werden andere Skalierungen nach Helligkeit, Farbton und Farbsättigung oder das von der Commision Internationale d'Élairage vorgeschlagene, durch XYZ-Werte gekennzeichnete Farbsystem benutzt. Naturgemäß solche und andere vergleichbar einfache Farbskalierungen verwandt, um den angesichts des Um fangs heutiger und zukünftiger Bilddatenbanken erheb lichen Zeitaufwand einer Bildrecherche in Grenzen zu halten.Conventional methods use for color character sation, for example, by the additive reason colors red, green and blue with the advantage of a direct th reference to the color production of displays, monitors and. Ä. and an identical range of values of all three Primary colors. In addition, other scales are used Brightness, hue and saturation or that of the Commision Internationale d'Élairage proposed, Color system marked by XYZ values used. Naturally, such and other comparably simple Color scales related to the given the order starting with current and future image databases limited time required for image research hold.

Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß eine Farbtrans formation durchgeführt, die der ungleichmäßigen Beur teilung von Farbunterschieden durch die Rezeptoren des menschlichen Auges Rechnung trägt. Zudem wird - auch zur Kompensation der Rechenzeit - im Anschluß an die Wavelet-Zerlegung eine Reduzierung des Sekundärbildes auf einen Teil seiner bildspezifisch wesentlichsten Koeffizienten vorgenommen, wozu ein Auswahlverfahren durchgeführt wird. In contrast, a color trans formation carried out that the uneven appraisal division of color differences by the receptors of the human eye. In addition, too to compensate for the computing time - after the Wavelet decomposition a reduction of the secondary image to a part of its most essential in terms of image Coefficients made, why a selection process is carried out.

Das Kriterium dafür, welcher Teil der Koeffizienten ausgewählt bzw. vernachlässigt wird, ist in erster Linie die Größe der Koeffizienten selbst, durch die sich ihre bildspezifische Bedeutung ausdrückt. Da auch allgemeine Kriterien wie die Zugehörigkeit der Koeffi zienten zu einer bestimmten Auflösungsstufe oder die Position des zugehörigen Bildpunktes die Relevanz ein zelner Koeffizienten beeinflussen können, ist erfin dungsgemäß ebenfalls denkbar, die Selektion nach einer Kombination aus der Koeffizientengröße und einem oder beiden der nachgenannten Kriterien vorzunehmen. Die zumindest teilweise nach dem Zahlenwert der Koeffi zienten vorgenommene Auswahl gewährleistet im Gegen satz zu herkömmlichen Verfahren, die durch Zonenfilter gewisse Frequenzbereiche unabhängig von ihrer Relevanz für das individuelle Bild vernachlässigen, daß keine bildspezifisch wichtigen Teile des Sekundärbildes ver worfen werden. Die Selektion gewährleistet insbesondere in Verbindung mit der vorgenannten Farbtransformation, daß das Verfahren wirklich zur Extraktion der hervor stechenden Bildmerkmale führt und so die irrtümliche Gleichordnung von für das menschliche Empfinden deut lich verschiedenen Bildvorlagen verhindert.The criterion for what part of the coefficients is selected or neglected, is in the first Line the size of the coefficients themselves, through which expresses its image-specific meaning. There too general criteria such as the affiliation of the Koeffi aimed at a certain resolution level or the Position of the associated pixel the relevance can influence individual coefficients is invented according to the invention also conceivable, the selection for a Combination of the coefficient size and an or carry out both of the following criteria. The at least in part according to the numerical value of the Koeffi the selection made in the opposite guarantees set to conventional methods through zone filters certain frequency ranges regardless of their relevance neglect for the individual image that none image-specific important parts of the secondary image ver will be thrown. The selection ensures in particular in connection with the aforementioned color transformation, that the method really comes out to extract the sharp image features and so the erroneous Equal order of meaning for human senses different image templates prevented.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verwen dung des CIE L*u*v*-Farbsystems entsprechend den Ska lierungen
According to a preferred embodiment, the use of the CIE L * u * v * color system is in accordance with the scalings

oder einer wesensgemäß ähnlichen Farbskalierung im Farbtransformierer vorgesehen, wobei X_W, Y_W und Z_W die dem Referenzweiß entsprechenden XYZ-Werte darstellen und Farbunterschiede (zumindest bei gleicher Auflö sungsstufe) vorzugsweise durch den euklidischen Abstand
or an essentially similar color scaling is provided in the color transformer, where X _W , Y _W and Z _W represent the XYZ values corresponding to the reference white and color differences (at least with the same resolution level) preferably due to the Euclidean distance

errechnet werden. Die Wahl dieser Farbskalierung trägt nicht nur der logarithmischen Empfindlichkeit mensch licher Sehrezeptoren Rechnung, sondern bewirkt durch die Trennung des die Bildhelligkeit erzeugenden Farb kanals der Luminanz L* von denen der Buntwirkungen beschreibenden Chrominanz u* und v*, daß die Suche Farbbildern oder Graustufen- bzw. Schwarz-Weiß-Bildern getrennt durchgeführt und so erheblich beschleunigt werden kann.can be calculated. The choice of this color scale bears not just human logarithmic sensitivity visual receptors, but caused by the separation of the color producing the image brightness channel of luminance L * from those of colored effects descriptive chrominance u * and v * that the search Color images or grayscale or black and white images performed separately and thus significantly accelerated can be.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß in einem Grenzwertgeber von dem aus der Wavelet- Zerlegung erhaltenen Sekundärbild aus einer Anzahl K seiner zahlenmäßig größten Koeffizienten und aus dem Wert des kleinsten dieser K Koeffizienten ein Grenzwert bestimmt wird und die Koeffizienten vereinfacht werden entsprechend
According to a further embodiment, it is provided that a limit value is determined in a limit value transmitter from the secondary image obtained from the wavelet decomposition from a number K of its numerically largest coefficients and from the value of the smallest of these K coefficients, and the coefficients are simplified accordingly

um ein kompakt darstellbares Sekundärbild zu erhalten. In diesem Fall wird der Grenzwert nicht pauschal vorgegeben, sondern erfindungsgemäß an die individuell unterschiedlich starke Ausprägung hervorstechender Bildmerkmale angepaßt. Gegenüber dem vorbekannten Einsatz von Zonenfiltern berücksichtigt diese Ausfüh rungsform die bildspezifisch unterschiedliche Vertei lung signifikanter Koeffizienten innerhalb des Se kundärbildes.to get a compact secondary image. In this case, the limit is not a flat rate given, but according to the individual different degrees of prominence Image features adjusted. Compared to the previously known The use of zone filters takes this into account the image-specific, different distribution significant coefficients within the Se secondary image.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Koeffizienten des Sekundärbildes auf vorzugsweise ganzzahlige Werte gerundet werden. Dieser Vorgang betrifft in Verbindung mit der vorgenannten Ausfüh rungsform nur die durch die Grenzwertbildung un beeinflußten Koeffizienten und ermöglicht im Gegensatz zu einer bloßen Reduktion der Koeffizienten auf Zah lenwerte wie -1, 0 und 1 eine differenzierte Gewichtung optischer Merkmale; auftretende Rundungsfehler sind angesichts der typischen Größe der Koeffizienten ver nachlässigbar.Another embodiment provides that the Coefficients of the secondary image on preferably integer values are rounded. This process concerns in connection with the aforementioned Ausfüh form only by the limit value formation influenced coefficients and enables in contrast to a mere reduction of the coefficients to Zah len values such as -1, 0 and 1 a differentiated weighting optical features; are rounding errors given the typical size of the coefficients ver negligent.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß zur Wave let-Zerlegung die Haar-Basis mit der Skalierungsfunk tion
Another embodiment provides that the hair base with the scaling function for wave let-decomposition

und der Wavelet-Funktion
and the wavelet function

verwendet wird. Diese Orthonormalbasis erlaubt eine wesentlich schnellere Bildverarbeitung als andere Funktionen mit komplizierterem Verlauf über einem viel breiteren Wertebereich und erübrigt aufgrund ihrer starken Lokalisierung eine sonst transformations bedingte Signalerweiterung über die Bildbegrenzung hinaus.is used. This orthonormal basis allows one much faster image processing than others Functions with more complicated history over a lot wider range of values and obsolete due to their strong localization an otherwise transformations conditional signal expansion via image limitation out.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Bildvorlage vor der Wavelet-Zerlegung in einer Vor formatiereinheit auf ein einheitliches, vorzugsweise quadratisches Format transformiert wird. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise im Querformat vorliegende Landschaftsbilder und im Hochformat vorliegende Por traits ohne Beschneidung des Bildes miteinander ver glichen werden können; insbesondere das quadratische Format erlaubt aufgrund seiner symmetrischen Abmes sungen besonders schnelle Verfahren zur Bildverar beitung. Die umformatierten Bildvorlagen bestehen beispielsweise aus 128 × 128 Bildpunkten pro Grund farbe.Another embodiment provides that the Image template before the wavelet decomposition in a pre formatting unit to a uniform, preferably square format is transformed. This has the Advantage that existing, for example, in landscape format Landscape pictures and pores in portrait format traits together without cropping the image can be compared; especially the square Format allowed due to its symmetrical dimensions particularly fast image processing methods processing. The reformatted image templates exist for example from 128 × 128 pixels per reason colour.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die zweidimensionale Wavelet-Zerlegung in jedem Itera tionsschritt als einstufige Zerlegung in horizontaler sowie vertikaler Richtung durchgeführt wird. Normalerweise wird die zweidimensional verallgemei nerte Wavelet-Transformation nacheinander in beide Bildrichtungen durchgeführt; die erste Anwendung auf die beispielsweise horizontalen Bildpunktreihen ergibt dann ein Zwischenbild, mit dessen vertikalen Bildpunktreihen die Transformation wiederholt wird. Erfindungsgemäß wird dagegen eine einstufige horizontale und vertikale Wavelet-Zerlegung vorgenommen, die auf den die Grob struktur des Bildes enthaltenden Quadranten iterativ wiederholt wird. Bei einer Größe der Bildvorlage von 2ⁿ Bildpunkten führt diese Ausführungsform zu einer Ver minderung des Rechenaufwands von der Ordnung 2²ⁿ⁺² bei dem Standardverfahren auf eine Größenordnung 2ⁿ⁺².Another embodiment provides that the two-dimensional wavelet decomposition is carried out in each iteration step as a one-stage decomposition in the horizontal and vertical directions. Normally, the two-dimensionally generalized wavelet transformation is carried out in succession in both image directions; the first application to the horizontal rows of pixels, for example, then produces an intermediate image, with the vertical rows of pixels of which the transformation is repeated. In contrast, according to the invention, a one-stage horizontal and vertical wavelet decomposition is carried out, which is repeated iteratively on the quadrants containing the rough structure of the image. With a size of the original image of 2 ⁿ pixels, this embodiment leads to a reduction in the computing effort from the order 2 ^{2n + 2} in the standard method to an order of magnitude 2 ^{n + 2} .

Für das zur Suche in einer digitalen Bilddatenbank bestimmte Verfahren wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Berechnung des Ähnlichkeitsmaßes zweier Sekundärbilder eine posi tions- und/oder auflösungsabhängige Gewichtung von Sekundär bildkoeffizienten vorgenommen wird, so daß sowohl glo bale als auch lokale Übereinstimmungen der Bildvorlage mit einem zweiten Bild das Ähnlichkeitsmaß bestimmen. Die allgemein übliche und daher selbstverständlich scheinende Berechnung euklidischer Abstände als Wurzel einer Summe quadratischer Koeffizientendifferenzen führt in der Bildverarbeitung bei Anwendung auf die durch die Wavelet-Zerlegung bewirkte Vielfachauflösung zu einer Überbetonung der Grobstruktureigenschaften von Bildern gegenüber deren Detailinformationen, weil die Entwicklungskoeffizienten der gröberen Auflösungsstufen aus der Transformation viel größerer Flächen hervor gehen als die Koeffizienten feinerer Auflösungen; da in jeder Auflösungsstufe die gesamte Bildfläche transfor miert werden muß, wächst mit abnehmender Koeffizienten zahl die durch den einzelnen Koeffizienten im Mittel zukommende Bildfläche, so daß bei jedem Schritt zur nächstgröberen Auflösung Koeffizienten mit idealer weise vierfach zu hohen Werten entstehen.For searching in a digital image database certain methods will be the basis of the invention lying problem solved in that for calculating the Similarity measure of two secondary images one posi tion and / or resolution dependent weighting of secondary Image coefficient is made so that both glo bale as well as local matches of the image template determine the similarity measure with a second image. The common and therefore self-evident Apparent calculation of Euclidean distances as the root a sum of quadratic coefficient differences leads in image processing when applied to the multiple resolution caused by the wavelet decomposition to overemphasize the rough structure of Images versus their detailed information because the Development coefficients of the coarser resolution levels from the transformation of much larger areas go as the coefficients of finer resolutions; there in transfor the entire image area at each resolution level must be lubricated, grows with decreasing coefficients number by the individual coefficients on average incoming image area, so that with every step to next coarser resolution coefficients with ideal wise four times too high values arise.

Diese Dominanz der Grobstrukturmerkmale entspricht dem Sachverhalt, daß sich Bilder in erster Linie durch ihren Bildaufbau, d. h. durch ihre Grobstruktur einprä gen und nur in Ausnahmefällen durch ihre Textur oder sonstige Detailinformationen auffallen. Die angesichts dessen bislang vorgenommene euklidische Abstandsbe rechnung führt jedoch zu einem überproportional häufi gen Erscheinen von Bildern mit "typische" Merkmalen in als Suchergebnis angebotenen Ranglisten von Vergleichs bildern. Dieser Mangel wird erst durch die erfindungs gemäße auflösungsabhängige Gewichtung von Sekundärbild koeffizienten behoben, wodurch sowohl globale als auch lokale Übereinstimmungen der Bildvorlage mit einem zweiten Bild das Ähnlichkeitsmaß bestimmen. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäß alternativ oder zusätzlich denkbare positionsabhängige Gewichtung eine stärkere Berücksichtung beispielsweise in der Bild mitte gelegener Strukturen, denen häufig besondere Aufmerksamkeit entgegengebracht wird.This dominance of the rough structure features corresponds to that Facts that images are primarily their image composition, d. H. impress with their rough structure and only in exceptional cases by their texture or other detailed information stands out. The given his previously made Euclidean spacing however, calculation leads to a disproportionately high number against the appearance of images with "typical" features in ranking lists of comparison offered as a search result pictures. This lack is only due to the fiction appropriate resolution-dependent weighting of secondary image fixed coefficients, making both global and local matches of the image template with a second picture determine the similarity measure. About that in addition, according to the invention, alternatively or additionally conceivable position-dependent weighting a more consideration, for example, in the picture structures in the middle, often special Attention is given.

Eine weitere Ausführungsform sieht insbesondere vor, daß das Ähnlichkeitsmaß nach
A further embodiment provides, in particular, that the similarity measure

mit allein von der Bildauflösung m_i, m_j abhängigen Gewichtungen Cm_im_j der Koeffizienten K_X[m_i,m_j,n_i,n_j] der Sekundärbilder X bestimmt wird, und daß vorzugs weise die auf die Haar-Basis abgestimmte Gewichtung
with solely on the image resolution m _i, m _j dependent weights Cm _i m _j of the coefficient K _X [m _i, m _j, n _i n _j] of the secondary images X is determined, and that preference, the tailored to the hair base weighting

vorgenommen wird, wobei p die höchste Auflösungsstufe mit der Auflösung 2^p bezeichnet.is made, where ^p denotes the highest resolution level with the resolution 2 ^p .

Für die zur digitalen Bildverarbeitung und/oder zur Suche in digitalen Bilddatenbanken bestimmte Vor richtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Farbtransformierer zur Transfor mation der Farb- und Helligkeitsskalierung nach An spruch 1 und/oder 2 und/oder durch einen Bildreduzierer zur Reduzierung von Sekundärbildern nach mindestens einem der Ansprüche 1, 3 und 4 gelöst, wobei der Farbtransformierer und der Bildreduzierer mit der Recheneinheit und/oder miteinander verbunden sind. Farbtransformierer und Bildreduzierer können dabei sowohl als separate Komponenten als auch in Form von Rechenbereichen eines einkomponentigen Bauteils der gesamten Vorrichtung vorliegen, beispielsweise als Bestandteil der Recheneinheit zur Wavelet-Zerlegung. Ein weiterer, aber nicht notwendiger Bestandteil kann eine Speichereinheit zur Langzeitspeicherung von (Sekundär)Bildern sein, wenn z. B. eine Bilddatenbank mit den erfindungsgemäß erstellten Sekundärbildern ein gerichtet wird. Ein solcher Speicher wird jedoch bei einer Bildsuche in einer vorhandenen, mit der erfin dungsgemäßen Vorrichtung nur durch eine Vernetzung verbundenen Datenbank nicht erforderlich sein.For digital image processing and / or Search specific digital image databases direction is the basis of the invention Task through a color transformer to the Transfor Color and brightness scaling according to An say 1 and / or 2 and / or by an image reducer to reduce secondary images after at least solved one of claims 1, 3 and 4, wherein the Color transformer and the image reducer with the Computing unit and / or are connected to each other. Color transformers and image reducers can do this both as separate components and in the form of Computing areas of a one-component component of the entire device, for example as Part of the computing unit for wavelet decomposition. Another, but not necessary, component can a storage unit for long-term storage of (Secondary) images if e.g. B. an image database with the secondary images created according to the invention is judged. Such a memory, however, will an image search in an existing one, with the inventor device according to the invention only by networking connected database may not be required.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, daß der Bildreduzierer ein Grenzwertgeber zur Bildre duzierung nach Anspruch 3 ist. Dies betrifft insbeson dere die Koeffizientenauswahl ausschließlich nach ihrer Größe, was gegenüber einer Selektion nach kombinierten Kriterien eine besonders schnelle Bildverarbeitung ermöglicht.An embodiment of the invention provides that the image reducer is a limit value transmitter for image re reduction according to claim 3. This applies in particular the selection of coefficients exclusively according to their Size, what compared to a selection after combined Criteria for particularly fast image processing enables.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht einen Sekundärabstandsrechner zum Sekundärbildvergleich in unterschiedlichen Auflösungen derart, daß unterschied lichen Auflösungen entsprechende Sekundärbildkoeffi zienten nach einem Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9 gewichtet werden vor. Der Sekundärabstandsrechner kann mit den übrigen Komponenten vereinigt sein oder einen eigenständigen Bestandteil bilden.Another embodiment of the invention provides one Secondary distance calculator for comparison of secondary images in different resolutions such that difference secondary image coefficients corresponding to resolutions cient according to a method according to claim 8 or 9 be weighted before. The secondary distance calculator can be combined with the other components or one form an independent component.

Ergänzend sieht eine letzte Ausführungsform eine Ein gabeeinheit zur Eingabe einer Bildvorlage, eine Vorfor matiereinheit zur Vorformatierung nach Anspruch 6 und/oder eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Sucher gebnisses vor. Die Eingabeeinheit kann beispielsweise eine Zeicheneinrichtung sein, mit der manuell eine Skizze erstellt und mit Farben verehen wird; ebenso sind Dia- oder Flachbildscanner oder sonstige Ein richtungen denkbar; die Vorformatierung kann bereits in dieser Eingabeeinheit erfolgen. Die Bildausgabe kann separat vorliegen oder zur Darstellung einer skiz zierten Bildvorlage mit der Eingabeeinheit vereinigt sein. Ebenso ist - wie auch in den anderen Ausfüh rungsformen - denkbar, daß einzelne Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung über eine Vernetzung miteinander verbunden sind.In addition, a last embodiment sees an on input unit for entering an image template, a prep Mating unit for pre-formatting according to claim 6 and / or an output unit for outputting a viewfinder result. The input unit can, for example be a drawing device with which a Sketch is created and colors are used; as well are slide or flat screen scanners or other on directions conceivable; the pre-formatting can already be done in this input unit. The image output can available separately or to show a sketch graced image template combined with the input unit be. Likewise - as in the other versions forms - conceivable that individual components of the Device according to the invention via a network are interconnected.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter teilweise Bezugnahme auf Zeichnungen exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsicht lich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläu terten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich ver wiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation general inventive concept based on execution examples with partial reference to drawings described as an example, with regard to the rest Lich the disclosure of all in the text not explained tert expressly ver details according to the invention will be shown. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der bei der Wavelet-Zerlegung einer Bildvorlage ange wandten Filterung, Fig. 1 is a schematic representation of the wavelet decomposition on an original image-applied filtering,

Fig. 2 ein mit Hilfe der Wavelet-Zerlegung erzeugtes Sekundärbild, Fig. 2 is a by means of the wavelet decomposition generated secondary image,

Fig. 3 ein mit Hilfe der erfindungsgemäßen Koeffi zientenreduktion erzeugtes Sekundärbild samt Ausschnittsvergrößerung, Fig. 3 a, with the aid of the invention Koeffi zientenreduktion generated secondary picture with the enlarged

Fig. 4 die der Fig. 3 zugrundeliegende Verteilung der Anzahl verbleibender Koeffizienten nach verschiedenen Auflösungsstufen, Fig. 4, Fig. 3 underlying distribution of the number of remaining coefficients according to various resolution stages,

Fig. 5 die verschiedenen Auflösungsstufen entsprechende Flächengröße des zugehörigen Punktrasters, Fig. 5, the various resolution levels corresponding area size of the corresponding raster point,

Fig. 6a bis 6c den Einfluß kontrollierter Bildverzerrungen auf die Qualität des Such ergebnisses, FIGS. 6a to 6c result the influence of a controlled image distortion on the quality of the search,

Fig. 7a bis 7c zwei beispielhafte Suchergeb nisse anhand einer skizzierten Bildvorlage und Fig. 7a to 7c show two exemplary search profits or losses based on a sketched image template and

Fig. 8a und 8b den Zeitaufwand für die Durch führung des erfindungsgemäßen Suchverfahrens auf verschiedenen Rechensystemen. Fig. 8a and 8b the time required for the implementing of the search process of the invention on different computing systems.

Die bereits anhand der Fig. 1 erläuterte Wavelet- Zerlegung führt zu ähnlich wie in Fig. 2 aufgebauten Sekundärbildern, deren Teilflächen als Information über die Bildvorlage die Zerlegungskoeffizienten der unter schiedlichen Auflösungsstufen und Zerlegungsrichtungen enthalten.The Wavelet decomposition already explained with reference to FIG. 1 leads to secondary images constructed similarly to FIG. 2, the partial surfaces of which contain the decomposition coefficients of the different resolution levels and decomposition directions as information about the image original.

Fig. 3 zeigt ein ähnliches, erfindungsgemäß noch weiter reduziertes Sekundärbild eines der Farbkanäle (der Luminanz L*), das entsprechend Anspruch 3 verein facht worden ist und nur noch K = 68 nichtverschwindende Koeffizienten, d. h. Bildpunkte enthält. Wie in Fig. 3 erkennbar, sind die nach der Reduzierung noch verblie benen Koeffizienten statistisch, d. h. bildspezifisch verteilt. Fig. 4 gibt für dieses Beispiel die Anzahl beibehaltener Koeffizienten für die Auflösungsstufen 0 (Grobauflösung) bis 6 (Feinstauflösung) wieder. Die signifikanten Koeffizienten stammen entgegen dem durch Fig. 3 zunächst vermittelten Eindruck größtenteils aus den mittleren statt aus den gröberen Auflösungsstufen, was die Bedeutung der Korrektur der Dominanz von Grob strukturkoeffizienten, die bei einem Bildvergleich durch die erfindungsgemäß auflösungsabhängige Gewich tung vorgenommen wird, unterstreicht. Fig. 3 shows a similar, according to the invention even further reduced secondary image of one of the color channels (the luminance L *), which has been simplified according to claim 3 and only contains K = 68 non-vanishing coefficients, ie pixels. As can be seen in FIG. 3, the coefficients still remaining after the reduction are distributed statistically, ie image-specifically. Fig. 4, the number is for this example while retaining the coefficients for the resolution levels 0 (coarse resolution) to 6 (finest resolution) again. Contrary to the impression initially given by FIG. 3, the significant coefficients largely come from the middle instead of the coarser resolution levels, which underlines the importance of correcting the dominance of coarse structure coefficients, which is carried out in an image comparison by the resolution-dependent weighting according to the invention.

Aus Fig. 5 geht anschaulich hervor, daß die Entwick lungskoeffizienten einer bestimmten Auflösungsstufe m aus der Transformation einer vierfach größeren Bild fläche hervorgehen als die Koeffizienten der nächst feineren Auflösungsstufe m+1 und daher zahlenmäßig entsprechend größer sind.From Fig. 5 it can be clearly seen that the development coefficients of a certain resolution level m emerge from the transformation of a four times larger image area than the coefficients of the next finer resolution level m + 1 and are therefore correspondingly larger in number.

Die Fig. 6a bis 6c stellen die Trefferquote des erfindungsgemäßen Suchverfahrens bei einer kontrol lierten Verzerrung der Bildvorlage gegenüber einem in einer Datenbank von 1000 visuell breit gestreuten Bildern enthaltenen wiederaufzufindenden Bild dar, wobei die Sekundärbilder wiederum auf jeweils K = 68 Koeffizienten reduziert wurden. In Abhängigkeit von der Stärke eines auf die Grundfarbkanäle Rot, Grün und Blau der Bildvorlage addierten optischen Rauschens (Fig. 6a), der Stärke einer vorgenommenen Farbverschiebung (Fig. 6b) und dem Faktor der Bildverkleinerung sym metrisch um den Bildmittelpunkt (Fig. 6c) beschreiben die Diagramme jeweils in einer oberen Kurve den Pro zentsatz derjenigen Bilder, die in einer als Such ergebnis angebotenen Rangliste von 16 der Bildvorlage am nächsten kommenden Bildern wiedergefunden worden sind, und in einer unteren Kurve den Prozentsatz der so wiedergefundenen Bilder, die richtigerweise auf Platz 1 der Rangliste an erster Stelle erschienen sind. Die Abszissenskala wurde jeweils so weit ausgedehnt, daß die Trefferquote bei dem maximalen noch erfaßten Betrag der vorgenommenen Verzerrung praktisch verschwindet. Alle drei Diagramme ergeben noch bei hohen Verfäl schungen der Bildvorlage eine hohe Trefferquote; die bei einem Diagrammvergleich in Fig. 6a noch stärker hervortritt infolge des Umstandes, daß optisches Rauschen stets im Bereich hoher Frequenzen liegt und daher durch die Wavelet-Zerlegung weitgehend aus gefiltert wird. FIGS. 6a to 6c illustrate the hit rate of the search process of the invention at a CONTROL profiled distortion of the original image with respect to a contained in a database of 1000 visually diversified images wiederaufzufindenden image represents, wherein the secondary image again 68 coefficients have been reduced to respective K =. Depending on the strength of an optical noise added to the basic color channels red, green and blue of the original ( Fig. 6a), the strength of a color shift ( Fig. 6b) and the factor of the image reduction symmetrically around the center of the image ( Fig. 6c) The diagrams each describe in an upper curve the percentage of those images that were found in a ranking list of 16 images that came closest to the original image, and in a lower curve the percentage of the images that were found in this way, which were correctly located 1 of the ranking list appeared first. The abscissa scale was extended so far that the hit rate practically disappears at the maximum amount of distortion that has been recorded. All three diagrams result in a high hit rate even with high distortions of the image template; which emerges even more strongly in a diagram comparison in FIG. 6a due to the fact that optical noise is always in the range of high frequencies and is therefore largely filtered out by the wavelet decomposition.

Neben diesem analytischen Test des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten die Fig. 7a bis 7c das Ergebnis zweier Suchvorgänge nach dem in Fig. 7a links darge stellten Zielbild anhand zweier daneben abgebildeter, als Skizze vorgegebener Bildvorlagen. Die Suche anhand der in Fig. 7a in der Mitte dargestellten Vorlage er gibt die Rangliste nach Fig. 7b, in der das richtige Bild mit einem mit Abstand kleinsten Bildabstandsmaß gegenüber der Bildvorlage, d. h. mit dem größten Ähn lichkeitsmaß an erster Stelle erscheint. Auch die Suche anhand der farbverfälschten Vorlage rechts in Fig. 7a führt, wie Fig. 7c zeigt, zu einer Rangliste, die das richtige Bild noch enthält. Dem Vergleich dieses Bildes mit den übrigen in Fig. 7c dargestellten Bildern ist zu entnehmen, daß das richtige Bild bei allein farb licher Beurteilung sicherlich außerhalb der Rangliste stünde. Daß es dennoch aufgefunden wird, beruht auf der Wavelet-Zerlegung, die die innere Bildstruktur - hier entsprechend der Vorlage ein zentraler Bereich homo gener Helligkeit mit hohem Kontrast zu einem Randbe reich - in allen Bildern der Rangfolge aus Fig. 7c wiedererkennt.In addition to this analytical test of the method according to the invention, FIGS . 7a to 7c contain the result of two searches for the target image shown on the left in FIG. 7a on the basis of two image templates shown next to it and given as a sketch. The search based on the template shown in Fig. 7a in the middle gives the ranking according to Fig. 7b, in which the correct image with a by far the smallest image distance measure compared to the image template, ie with the greatest similarity measure appears first. The search using the color-distorted template on the right in FIG. 7a also leads, as FIG. 7c shows, to a ranking list which still contains the correct image. A comparison of this image with the other images shown in FIG. 7c shows that the correct image would certainly be outside the ranking if the color alone was assessed. That it is nevertheless found is based on the wavelet decomposition, which recognizes the inner image structure - here, according to the template, a central area of homogeneous brightness with high contrast to an edge area - in all the pictures in the order of priority from FIG. 7c.

Die Fig. 8a und 8b enthalten Angaben zum Zeitaufwand für die Durchführung des erfindungsgemäßen Suchverfah rens auf verschiedenen Rechensystemen. In Fig. 8a sind typische Zeiten t_E für die Erzeugung eines Sekundär bildes sowie typische Zeiten t_V für den Sekundärbild vergleich aufgeführt. Die für die gesamte Bildsuche erforderliche Zeit ist in Fig. 8b jeweils für zwei Da tenbanken der Größe von 20 000 bzw. 100 000 Bildern angegeben. Fig. 8a and 8b contain information on the time required for carrying out the invention Suchverfah proceedings on different computing systems. In Fig. 8a typical times t _E for the generation of a secondary image and typical times t _V for the secondary image are listed. The time required for the entire image search is shown in FIG. 8b for two databases of the size of 20,000 and 100,000 images, respectively.

Angesichts des stetig ansteigenden Umfangs von Bild datenbanken ist erfindungsgemäß schließlich auch denk bar, das hier vorgeschlagene Verfahren mit der Zuord nung bildbezogener Worte oder sonstiger Attribute zu kombinieren.Given the ever increasing scope of image After all, according to the invention, databases are also conceivable bar, the method proposed here with the assignment words or other attributes combine.

Claims

1. Certain method for digital image processing, in which a secondary image is created from a template in a computing unit with the aid of a wave let decomposition, characterized in that a color transformation is carried out in a color transformer in order to digitally scale the human color and brightness Adjust color and brightness perception, and / or that the secondary image in an image reducer is reduced to a part of its image-specific most important coefficients by an at least partially made according to the coefficient size.

2. The method according to claim 1, characterized by the use of the CIE L * u * v * color system according to the scaling
or an essentially similar color scaling in the color transformer, where X _W , Y _W and Z _W represent the XYZ values corresponding to the reference white and color differences preferably due to the Euclidean distance
being represented.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in a limit transmitter from the secondary image obtained from the wavelet decomposition from a number K of its numerically largest coefficients and from the value of the smallest of these K coefficients, a limit value is determined and the Coefficients are simplified accordingly
to get a compact secondary image.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the coefficients of Se secondary image to preferably integer values be det.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the hair base with the scaling function for wavelet decomposition
and the wavelet function
is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the image template before the Wavelet decomposition in a preformatting unit on a uniform, preferably square format trans is formed.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the two-dimensional wave let decomposition in each iteration step as a one-step Disassembly in horizontal and vertical directions is carried out.

8. To search in a digital image database certain procedure in which in a secondary a first secondary image of an image template with a plurality of second images assigned to second Secondary images compared and a similarity in each case measured between the first and a second secondary image is calculated characterized in that for calculating the similar dimension of two secondary images one position and / or resolution-dependent weighting of secondary Image coefficient is made so that both glo bale as well as local matches of the image template determine the similarity measure with a second image.

9. The method according to claim 8, characterized in that the similarity measure after
with solely on the image resolution m _i, m _j dependent weights Cm _i m _j of the coefficient K _X [m _i, m _j, n _i, n _j] of the secondary images X is determined, and that preferably the matched to the hair-Base Weight
is made, where ^p denotes the highest resolution level with the resolution 2 ^p .

10. For digital image processing and / or for searching in digital image databases with certain device a computing unit for wavelet decomposition digital Photos, characterized by a color transformer for Transformation of color and brightness scaling after Claim 1 and / or 2 and / or by an image reduction ornaments to reduce secondary images after min least one of claims 1, 3 and 4, wherein the color transformer and the image reducer with the rake unit and / or are interconnected.

11. The device according to claim 10, characterized in that the image reducer Limit generator for image reduction according to claim 3.

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized by a secondary distance calculator for Secondary image comparison in different resolutions such that different resolutions correspond Secondary image coefficients according to claim 8 or 9 ge be weighted.

13. The device according to one of claims 10 to 12, characterized by an input unit for input an image template, a pre-formatting unit to the front Formatting according to claim 6 and / or an output unit for the output of a search result.