BE1008212A3 - Interactief kleurenbeeld digitaliseersysteem met beperkte geheugencapaciteit. - Google Patents

Abstract

Een methode wordt beschreven voor het digitaliseren van het relevante deel van een kleurenbeeld met een systeem met beperkte geheugencapaciteit. Het kleurenbeeld wordt tweemaal gescand. De beeldsignalen (30) worden de eerste maal gedecimeerd (I) en de tweede maal spatiaal beperkt (II) tot het relevante deelbeeld. De spatiale gegevens (35,36) voor het deelbeeld worden bepaald op een interactief werkstation (34), waarop de gedecimeerde beeldsignalen (33) worden weergegeven. De eerste en tweede digitalisatie door de scanner gebeuren met dezelfde spatiale resolutie. door de decimatie en spatiale beperking tijdens het scannen uit te voeren, wordt een belangrijke geheugenbesparing gerealiseerd. Doordat het kleurenbeeld is één pas wordt gedigitaliseerd, worden registerfouten vermeden.

Description

BESCHRIJVING

INTERACTIEF KLEURENBEELD DIGITALISEERSYSTEEM MET BEPERKTE GEHEUGENCAPACITEIT. Domein van de uitvinding.

Deze uitvinding heeft betrekking op een methode en een apparaat voor het spatiaal selectief digitaliseren van optische i kleurenbeelden op een transparante of ondoorzichtige drager door middel van een systeem met een beperkte geheugencapaciteit en signaaltransmissiesnelheid, voor gebruik in elektronische documentscanners, drukvoorbereidingssystemen of kopieersystemen.

Achtergrond van de uitvinding.

Een digitaliseerapparaat zet een optisch beeld om in elektrische signalen, die elk op zich een maat zijn voor de optische densiteit van een zeer beperkt deel (pixel) van het beeld. Voor kleurenbeelden onderscheidt men verschillende spectrale densiteiten, die bepalend zijn voor de kleurcomponenten waarin men het kleurenbeeld analyseert. De kenmerken van het digitaliseerapparaat worden onder andere bepaald door de spatiale resolutie en de densiteitsresolutie. De spatiale resolutie kan gekarakteriseerd worden door de lineaire afmetingen van een pixel, of het aantal pixels per strekkende lengteëenheid gemeten op het origineel, bijvoorbeeld pixels per millimeter, of dots per inch (dpi). De densiteitsresolutie geeft aan in hoeveel toonwaarden het volledige bereik - tussen de minimale en maximale optische densiteit per kleurcomponent - wordt gediscretiseerd. Met de term "resolutie" bedoelen we verder evenwel uitsluitend de spatiale resolutie.

Sommige digitaliseerapparaten hebben een variabele resolutie, gerealiseerd door optische, mechanische of elektronische middelen.

Voor andere apparaten is de resolutie onveranderlijk, wat hun constructie aanzienlijk vereenvoudigt en dus de kostprijs reduceert.

Het relevante deelbeeld op een kleurorigineel bevindt zich dikwijls op een beperkte zone van de beelddrager. Ofwel is de beelddrager zelf aanzienlijk kleiner dan het oppervlak dat het digitaliseerapparaat kan bemonsteren of inlezen. In vele gevallen dienen niet alleen marges op het origineel verwijderd te worden, maar slechts welbepaalde delen van een document of manuscript moeten ingelezen of gekopieerd worden. In die gevallen lijkt het niet opportuun het volledige origineel in te lezen. In het verleden werden hiertoe verschillende methoden en apparaten voorgesteld om effici®nt het deelbeeld te selecteren voor verdere beeldverwerkingsstappen.

Een eerste systeem bestaat uit een werktafel met een verlicht paneel en een digitaliseertablet, waarop de gebruiker het origineel bevestigt en de spatiale gegevens bepaalt voor de grenzen van de beelduitsnede van het gebied dat het relevante deelbeeld omvat. Op deze werktafel wordt dan het formaat en de positie van het te scannen origineel gegeven en in sommige gevallen zelfs een rotatiehoek gespecificeerd indien men het deelbeeld wenst te verdraaien over een welbepaalde hoek.

In US 4,771,336 beschrijft Obtorii een geïntegreerd systeem van digitaliseertablet en kopieerapparaat, dat toelaat het gewenste deelbeeld manueel nauwkeurig aan te geven. Transparante originelen op de gebruikelijke kleine formaten kunnen via die manier echter niet met voldoende nauwkeurigheid uitgesneden worden.

Voor trommelscanners werd dit probleem opgelost voor reflectie en transparante originelen. De originelen worden gekleefd op een doorzichtige trommel, welke men manueel of elektronisch — bijvoorbeeld met behulp van een stappenmotor - kan verdraaien. Tijdens de bepaling van de deelbeeldgrenzen is de trommel gemonteerd in het scansysteem of in een hulpsysteem. In beide systemen verplaatst een wagen zich langsheen de trommel. Deze wagen omvat een optiek met lichtbron, wat een kleurenbeeld van de beschouwde beeldzone projecteert, hetzij in een objectief, hetzij op een scherm. De operator kan zo een rechthoekig deelbeeld begrenzen. Het nadeel van deze methode is dat de vorm van de uitsnede beperkt is tot een rechthoek, niet tot op pixelnauwkeurigheid kan bepaald worden en vereist dat het origineel met de nodige zorg op de trommel gemonteerd wordt en zich tijdens de handelingen niet verplaatst.

Voor het scannen van kleine doorzicht originelen (24 mm X 35 mm of 4 X 5") op een vlakke scanner, kan men het origineel optisch ^^^•U^-Oten of met een loep bekijken om voldoende spatiale nauwkeurigheid voor de definitie van het deelbeeld te waarborgen. Leonard beschrijft in EP 0 453 661 een apparaat dat sterk lijkt op een irucrcfichelezerr die het beeld optisch vergroot projecteert oo een beeldscherm. De operator verschuift het origineel totdat een hoekpunt van het gewenste deelbeeld samenvalt met vaste fijne kruisharen en genereert een signaal dat het systeem beveelt de positie van het origineel op dat moment te registreren.

Tot nog toe werden systemen beschreven waarbij zuiver optisch de spatiale parameters voor het deelbeeld werden bepaald. De operator zal dus steeds een extra optisch toestel moeten hanteren om het gewenste resultaat te bekomen. Om dit te vermijden, bestaat in moderne systemen de mogelijkheid voorafgaandelijk één extra digitalisatie - verder "prescan" genoemd - uit te voeren. Deze prescan wordt meestal op lage resolutie uitgevoerd, soms tegen een hogere snelheid en met als voordeel dat door de beperkte resolutie de hoeveelheid beeldsignalen aanzienlijk beperkt is. De beeldsignalen resulterend uit deze prescan worden naar een beeldafdrukeenheid gezonden voor een fysische afdruk van het beeld of worden vertoond op een zogenaamde "preview" monitor. De spatiale gegevens voor het deelbeeld worden dan verzameld met behulp van de afdruk of het monitor scherm, uitgerust met bijkomende randapparatuur zoals elektronische muis, trackball, klavier, enz. In het geval van een afdruk, komen we terug tot voorgaande systemen, waarbij het origineel wordt vervangen door de afdruk. Het vertoonde beeld op de preview monitor is meer gebruiksvriendelijk en laat toe een precieze beelduitsnede in het origineel te bepalen.

De nadelen van deze methode zijn de extra tijd nodig voor de prescan en de elektronische verwerking en opslag van de prescan beeldsignalen, die aanzienlijk is indien de resolutie niet op een of andere wijze wordt gereduceerd. Conventionele beeldacquisitiesysternen zijn dikwijls zo opgebouwd dat de beeldsignalen voor het volledige oppervlak van het beeld bewaard moeten worden in een geheugenmedium, ook signalen voor onnodige delen van het beeld. Hierdoor is een ongehoord grote geheugencapaciteit vereist, waardoor de fabricagekosten voor zulk systeem aanzienlijk verhogen.

De ACS-100 scanner, ontwikkeld en verdeeld door Agfa-Gevaert N.V. te Mortsel in België en geschikt voor elektronische drukvoorbereiding, is in staat om een prescan uit te voeren op beperkte resolutie. De resolutievermindering wordt in de snelle scanrichting optisch gerealiseerd, in de trage scanrichting mechanisch deer de snelheid van de scanmotor aan te passen. De precisieoptica die hiervoor nodig is, maakt dit systeem duurder.

Bachar beschrijft in US 5,157,516 een methode voor beeldpositionering en rotatie van een deelbeeld uit een origineel.

De methode bestaat erin een preliminaire scan uit te voeren van een vlak beeld en aan een operator te tonen op een video scherm. Deze markeert twee punten op het getoonde beeld en op een paginalayout. Het beeld wordt dan fysisch geroteerd in het beeldvlak en optisch vergroot of verkleind en opnieuw gescand zoals geroteerd en vergroot. Ook hier is dus een optisch systeem nodig om de resolutie aan te passen, naast de rotatie die mechanisch wordt uitgevoerd.

Vele moderne digitalisatiesystemen voeren de resolutiereductie elektronisch uit. In US 4,631,599 beschrijft Cawkell een apparaat voor het selectief kopiëren van bepaalde delen van een beeld op gedrukte documenten of met grafische materie. Hij stelt vast dat om besparingsredenen de beeldverwerking dient te gebeuren op een resolutie die slechts zo hoog is als noodzakelijk voor de specifieke toepassing. Het apparaat in die uitvinding maakt eerst een optische scan van het ganse beeld en genereert alzo een beeldsignaal. Dit eerste signaal wordt bewaard in een geheugen. Vervolgens dient het te kopiëren deelbeeld aangeduid te worden. Een tweede optische scan van enkel het geselecteerde deelbeeld volgt hierop. In Cawkell's uitvinding wordt de beelddata op verschillende resoluties teruggebracht door : - data te verwerven van een scansysteem met lagere resolutie; of - de grootte van het origineel te beperken (A4 formaat) ; of - in een hoog resolutie scansysteem periodisch data te bewaren en te negeren, onder controle van elektronische tellers.

De datareductie wordt dus gerealiseerd door selectieve controle van de scanoperaties of van de data gegenereerd door een scanner. Deze scanner is in staat om een beeld in zijn geheel te scannen of een precies bepaald gedeelte ervan. Hiervoor wordt geen beroep gedaan op speciale optica, verplaatsing of vervanging van de scankop. Nadat het ganse beeld is gescand door het systeem en in geheugen opgeslagen, kan de operator het beeld oproepen uit het geheugen.

De beeldverwerkingsapparatuur in de uitvinding behelst een videoscherm om een beeld weer te geven en de operator in staat te stellen om het beeld te bekijken en behandelen. De operator duidt dan hoekpunten aan van het deelbeeld dat hij wenst te kopiëren, waarna het document selectief wordt gescand.

Deze uitvinding is evenwel beperkt tot louter binaire beelden (drukwerk, grafisch werk). Zij doet dus geen middel aan de hand om mogelijke registerproblemen bij het scannen van meerdere kleurcomponenten op te lossen en levert evenmin een oplossing voor de grote hoeveelheid data die optreedt bij continue kleurenbeelden. Uit de conclusies blijkt dat de eerste scan van het beeld eerst volledig in geheugen wordt opgeslagen. De tweede scan van beeld scant enkel het geselecteerde deelbeeld. Zoals we verder zullen aantonen is het niet opportuun de prescan op volle resolutie in het geheugen op te slaan.

Norris onthult in ÜS 4,656,525 een elektronisch kopietoestel voor kleurenbeelden. Een optisch kleurenbeeld van een foto of transparant wordt door een fotogevoelig element tweemaal gescand om een eerste set beeldsignalen op lage resolutie en een tweede set op hoge resolutie te leveren. Een deel van de eerste set wordt vertoond op een preview monitor.

In dit kleursysteem gebeurt de digitalisatie van de kleurinformatie sequentieel in drie passen (RGB) voor beide sets. Deze noodzaak spruit voort uit het feit dat het kopieerapparaat sequentieel drie verschillende kleurfilters aanbiedt. Bovendien is het systeem beperkt om enkel de eerste set volledig te bewaren. De drie beeldcomponenten van de tweede set worden belicht tijdens het scannen ervan. Terwijl elke lijn wordt gescand, ondergaan de hoge resolutie signalen voor die lijn een beeldverbetering en worden onmiddellijk naar de CRT gevoerd om de filmeenheid te belichten.

Daar het systeem niet voorziet in voldoende geheugen om het relevante beeld in zijn geheel te bewaren, is het niet geschikt om complexe maar veelal noodzakelijke kleurcorrecties uit te voeren. Tevens wordt de preview monitor in deze uitvinding enkel gebruikt om het beeld te bekijken, niet om bijvoorbeeld het relevante deelbeeld te bepalen. In lage resolutie scan mode wordt slechts elke vierde lijn gescand en geeft de scanner één signaal voor de gemiddelde intensiteit van blokken van vier pixels in dezelfde lijn. Daardoor is het niet mogelijk met een zeer hoge nauwkeurigheid de deelbeeldgrens aan te geven.

De Horizon scanner wordt eveneens door Agfa-Gevaert N.V.

r"i"ikkeld en verdeeld. Dit svrteer’. dicitaliseert elk beeld in de snelle scanrichting steeds met dezelfde resolutie en voert de resolutiereductie onmiddellijk elektronisch uit. In de trage scanrichting wordt de resolutie beperkt door de snelheid van een stappenmotor te verhogen. Deze scanner scant een kleurdocument sequentieel in drie passen, waardoor de beeldregistratie onvoldoende verzekerd is. Tevens neemt elke bijkomende scanbeweginc; per kleurcomponent extra tijd in beslag.

Doel van de uitvinding.

Het doel van deze uitvinding is het nauwkeurig en gebruiksvriendelijk bepalen en digitaliseren van een relevant deelbeeld uit het kleurenbeeld, gebruik makend van een systeem met vaste scanresolutie en door slechts een beperkte beeldgeheugencapaciteit aan te spreken.

Een ander doel van de uitvinding is het digitaliseren versneld uit te voeren, waardoor de operator meer kan inscannen in eenzelfde tijdsduur.

Nog een bijkomend doel van de uitvinding is de hoogst mogelijke spatiale nauwkeurigheid van de kleurcomponenten van de gedigitaliseerde beelden ten opzichte van elkaar te realiseren.

Samenvatting van de uitvinding.

Voorliggende uitvinding betreft een methode voor het digitaliseren van een relevant deelbeeld uit een kleurenbeeld, bestaande uit volgende stappen : - het genereren van een eerste set beeldsignalen door een eerste maal bemonsteren van het kleurenbeeld ; - het reduceren van het aantal beeldsignalen in de eerste set ; - het weergeven van de gereduceerde beeldsignalen op een interactief werkstation ; - het verzamelen op het interactief werkstation van spatiale gegevens omtrent het relevante deelbeeld ; - het genereren van een tweede set beeldsignalen door een tweede maal bemonsteren van het kleurenbeeld of van een deel van het kleurenbeeld dat het relevante deelbeeld omvat ; en - het reduceren van het aantal beeldsignalen in de tweede set door de beeldsienalen hcofdzakeli "ik te bemerken tot de beeldsignalen aangeduid door de spatiale gegevens ; en hierin gekarakteriseerd dat de eerste en tweede bemonstering met dezelfde spatiale resolutie worden uitgevoerd.

Bij voorkeur gebeurt de eerste en tweede bemonstering van het kleurenbeeld voor alle kleurcomponenten simultaan. De reductie van de beeldsignalen in de eerste set gebeurt bij voorkeur door decimatie en quasi gelijktijdig met de eerste bemonstering. De reductie door spatiale beperking van de beeldsignalen in de tweede set gebeurt bij voorkeur quasi gelijktijdig met de tweede bemonstering.

Digitaliseren betekent hier het omzetten van een optisch beeld in elektrische beeldsignalen. Hierdoor worden de beelddata in elektronische vorm gegenereerd bijvoorbeeld op de volgende wijze. Op de drager wordt een kleurenbeeld zichtbaar gemaakt door de drager te belichten met een of ander lichtgevend element dat bijvoorbeeld wit licht uitstraalt. Het aldus - door reflectie of transmissie van het uitgestraalde licht - gegenereerde lichtbeeld wordt pixel per pixel aangeboden aan een fotogevoelig element, eventueel nadat het licht door een kleurfilter passeerde. Het fotogevoelig element zet de intensiteit van de pixel van het lichtbeeld om in bijvoorbeeld een analoog elektrisch signaal. Dit analoog elektrisch signaal wordt bemonsterd en - eventueel na versterking - aangeboden aan een A/D— convertor (Analoog—Digitaal), die uit het analoog elektrisch signaal een digitaal elektrisch beeldsignaal genereert. Dit beeldsignaal is representatief voor het aangeboden lichtbeeld. Dit beeldsignaal in digitale vorm is geschikt om via een of ander transmissiemedium — bijvoorbeeld een elektrische of optisch kabel - overgebracht te worden naar een toestel dat de beeldsignalen kan opslaan in een vluchtig (RAM) of permanent (schijf) geheugenmedium.

Een kleurenbeeld waarop deze uitvinding betrekking heeft, wordt door het menselijk oog waargenomen als densiteitsverschillen op een drager en is bijvoorbeeld een halftoon beeld, samengesteld uit twee of meer kleurcomponenten. Halftoon heeft hier de gebruikelijke betekenis van beelden met voor het oog een quasi continue densiteitsweergave. Ook lijnwerk, schrifttekens, figuren en tekst met een beperkt aantal kleuren, kan volgens deze methode gedigitaliseerd worden zelfs als ze samen met halftoon beelden op het crimineel esr.vTezic zidn. Gerasterde fct ocra fische of synthetische beelden vallen ook onder de term kleurenbeelden. Het kleurenbeeld kan zelf een beperkte oppervlakte van de mogelijke scanoppervlakte innemen. Aan een scanner voor het scannen van documenten met een A3 formaat kan men een A4 document aanbieden. De scanner kan het formaat door sensoren waarnemen of door een commando van de operator. De beeldsiçpialen die voor dit kleurenbeeld tijdens de eerste en tweede bemonstering gegenereerd worden, kunnen dan al automatisch beperkt worden tot dit A4 formaat. Dit geeft een extra tijdwinst.

Met een deelbeeld bedoelen we hier een beeld spatiaal beperkt tot een bepaalde vlakke figuur met omtrekslijnen binnen het kleurenbeeld, maar met verder alle eigenschappen van het kleurenbeeld. Soms wordt een deelbeeld aangegeven met de term "subsectie", in overeenstemming met de Engelse term "subsection". De omtrekslijnen vormen meestal een rechthoek, met zijden evenwijdig aan de trage en snelle scanrichting. De omtrekslijnen van het deelbeeld kunnen evenwel ook cirkelvormig zijn, een veelhoek beschrijven of een willekeurige vlakke figuur begrenzen.

Het relevante deelbeeld is dat deelbeeld waarin de operator geïnteresseerd is. Bij de visualisatie op het interactief werkstation krijgt de operator het ganse beeld te zien, en zal hieruit het relevante deelbeeld selecteren.

Een beeldsignaal is elk signaal dat saunen met een aantal gelijksoortige signalen de voorstelling van een beeld vormt. Deze opeenvolgende signalen kunnen gelijkmatig in de tijd aangelegd worden en continu variëren op een elektrische geleider, zoals een coaxiale kabel in analoge videotoepassingen. Het tijdstip waarop dit beeldsignaal wordt aangelegd, bepaalt meestal de positie van de pixel op de drager waarmee dit beeldsignaal overeenkomt. In vele gevallen is de spanningsamplitude van dit beeldsignaal evenredig met de optische densiteit op de overeenkomstige positie op de drager.

Het beeldsignaal kan in digitale vorm opgeslagen zijn in een geheugeneenheid. Meestal gebruikt men voor een beeldsignaal in digitale vorm acht geheugenelementen die elk een toestand nul en één kunnen voorstellen, zodat elk beeldsignaal 256 discrete waarden kan aannemen. Aan elke discrete waarde kan men voor het verwerken en registreren van het beeld een bepaalde densiteit toekennen, opdat het beeld op een drager, waarop het later geregistreerd wordt,

C'T'w £.!Γ!5 - 1 V ’ ri 3 ΓΓ'-. 3 ” 3.2Γ 6 3^2126^22.503: i. S

6 snelle scanrichting steeds met dezelfde resolutie en voert de resolutiereductie onmiddellijk elektronisch uit. In de trage scanrichting wordt de resolutie beperkt door de snelheid van een stappenmotor te verhogen. Deze scanner scant een kleurdocument sequentieel in drie passen, waardoor de beeldregistratie onvoldoende verzekerd is. Tevens neemt elke bijkomende scanbewegincj- per kleurcomponent extra tijd in beslag.

Doel van de uitvinding.

Het doel van deze uitvinding is het nauwkeurig en gebruiksvriendelijk bepalen en digitaliseren van een relevant deelbeeld uit het kleurenbeeld, gebruik makend van een systeem met vaste scanresolutie en door slechts een beperkte beeldgeheugencapaciteit aan te spreken.

Een ander doel van de uitvinding is het digitaliseren versneld uit te voeren, waardoor de operator meer kan inscannen in eenzelfde tijdsduur.

Nog een bijkomend doel van de uitvinding is de hoogst mogelijke spatiale nauwkeurigheid van de kleurcomponenten van de gedigitaliseerde beelden ten opzichte van elkaar te realiseren.

Samenvatting van de uitvinding.

Voorliggende uitvinding betreft een methode voor het digitaliseren van een relevant deelbeeld uit een kleurenbeeld, bestaande uit volgende stappen : — het genereren van een eerste set beeldsignalen door een eerste maal bemonsteren van het kleurenbeeld ; — het reduceren van het aantal beeldsignalen in de eerste set ; — het weergeven van de gereduceerde beeldsignalen op een interactief werkstation ; — het verzamelen op het interactief werkstation van spatiale gegevens omtrent het relevante deelbeeld ; — het genereren van een tweede set beeldsignalen door een tweede maal bemonsteren van het kleurenbeeld of van een deel van het kleurenbeeld dat het relevante deelbeeld omvat ; en — het reduceren van het aantal beeldsignalen in de tweede set door de heeldcicnêlen hccfdzakeli’k te bemerken tot de

Vermits het een kleurenbeeld betreft, zullen voor elke plaats of pixel op de drager meerdere beeldsignalen gegenereerd worden. Het kleursignaal afkomstig van een pixel op het beeld wordt meestal gescheiden in drie hoofdcomponenten : rood, groen en blauw (RGB).

Dit gebeurt ofwel door het beeld achtereenvolgens met deze kleuren te belichten en de elektrische signalen van het fotogevoelig element te bemonsteren, ofwel door het beeld met wit licht met een breed spectrum te belichten en het door het beeld gereflecteerde of doorgelaten licht te filteren met een rood, groen of blauw filter, vooraleer het invalt op een fotogevoelig element. Meestal worden dus typisch drie beeldsignalen gegenereerd voor elke pixel : rood, groen en blauw. De methode van deze uitvinding is evenwel ook van toepassing voor een systeem dat beeldsignalen genereert voor cyaan, magenta en geel (CMY) en eventueel nog een vierde beeldsignaal, namelijk zwart (CMYK). Elk ander stelsel - naast RGB en CMYK - dat een volledige — of zelfs een onvolledige — kleurruimte beschrijft, kan gebruikt worden om een kleur voor te stellen door de beeldsignalen bedoeld in deze uitvinding.

Bemonsteren heeft betrekking op het registreren en kortstondig bewaren van bijvoorbeeld een analoog elektrisch signaal, gegenereerd door een fotogevoelig element. Indien slechts één fotogevoelig element aanwezig is (eventueel één per kleurcomponent) zoals in conventionele trommelscanners, wijzigt dit fotogevoelig element van plaats t.o.v. de beelddrager, zodat elk elementair deel van het beeld - de beeldpixel - op een bepaald moment licht uitzendt naar dit element. Op dat moment wordt het elektrisch signaal, dat dit element genereert, bemonsterd en in digitale vorm ter beschikking gesteld van een geheugenmedium, waar het signaal bewaard wordt voor verdere verwerking. Voor CCD lijnscanners gebeurt de digitalisatie gelijktijdig voor een ganse lijn pixels. Voor CCD matrixscanners gebeurt de digitalisatie voor een rechthoekig beeld of deelbeeld.

Indien het beeld gedigitaliseerd wordt in een rechthoekige matrix van M rijen en N kolommen, en K kleurcomponenten, dan bestaat het ganse beeld uit M*N*K beeldsignalen. Dikwijls is deze hoeveelheid te groot om in de beschikbare geheugenruimte te bewaren. Daarom zijn er verschillende technieken ontwikkeld om dit aantal te reduceren. De voornaamste zijn : - Spectrale reductie : het aantal kleurcomponenten K wordt gereduceerd, bijvoorbeeld van drie (RGB) naar één, bijvoorbeeld

Groen of één of andere combinatie van de R, G en B signalen. Hierdoor wordt het totaal aantal bits, dat alle kleurcomponenten van één pixel voorstelt, beperkt. Dit effect kan ook bekomen worden door de densiteitsresolutie per kleurcomponent te beperken.

- Spatiale reductie : de gescande rechthoek wordt verkleind, i zodat slechts een deelbeeld bewaard wordt in de beschikbare geheugenruimte. Hierdoor vermindert M en/of N, zodat bovenstaand produkt eveneens verkleint.

- Resólutie reductie : de afmetingen van een gescande pixel worden verhoogd, waardoor over dezelfde lengte een kleiner aantal pixels M' of N' wordt verkregen. Het nieuwe produkt M'*N'*K verkleint hierdoor ook.

De bedoeling van het reduceren van het aantal beeldsignalen is steeds om geheugenruimte te besparen en de transmissietijd voor een beeld te verkorten. Tijdens de eerste bemonstering van het beeld kan spectrale reductie en resolutie reductie toegepast worden. Spatiale reductie is typisch voor de tweede digitalisatiebeurt, wanneer de spatiale gegevens hiertoe bekend zijn.

Een interactief werkstation is een systeem waarop beelden in elektronische vorm kunnen weergegeven of gevisualiseerd worden op een zwart-wit of kleurenscherm - soms "preview monitor" genoemd - en waarop de operator met een klavier, een elektronische muis, lichtpen, trackball of andere middelen plaatsen kan aangeven in het beeld. Deze plaatsen worden dan eenduidig gerelateerd met posities in het beeld. Voorbeelden hiervan zijn : Macintosh (TM) met System 7.x, en IBM (TM) PC en compatibelen met PC Windows 3.1 omgeving. Ook werkstations zoals SUN Spare (TM) met een Unix (TM) omgeving zijn hiervoor geschikt.

Met spatiale gegevens bedoelen we de volledige beschrijving van de omtrekslijnen van het relevante deelbeeld. Indien het deelbeeld rechthoekig is en evenwijdig met de scanrichtingen, volstaan de coördinaten van de twee hoekpunten op een diagonaal, of een hoekpunt en de lengte en breedte van de rechthoek. Voor een cirkelvormige omtrek volstaan het centrum en de straal van de cirkel, of drie punten van de cirkel of alle elementen die een cirkel eenduidig bepalen. Voor een omtrekslijn die een veelhoek vormt, volstaan de coördinaten van de hoekpunten van deze veelhoek. Voor een omtreksliin met willekeurige vorm, kan de vorm beschreven worden door een aantal analytische uitdrukkingen of door het opsommen van de coördinaten van alle pixels op de omtrekslijn. Het gebied ingesloten door de omtrekslijn hoeft niet convex te zijn. Evenmin is het noodzakelijk dat het gebied volledig aaneengesloten is. Het is immers denkbaar dat de operator twee disjuncte rechthoeken aanduidt, overeenstemmend met twee deelbeelden die gelijktijdig dienen gescand te worden. Grafische beschrijvingstalen zoals AgfaScript (AgfaScript is een handelsmerk van Agfa—Gevaert A.G. in Leverkusen Duitsland) laten toe grafische objecten te definiëren door een reeks van grafische commando's. Zulk grafisch object beschrijft eenduidig een pad, bestaande uit al of niet gesloten deelpaden. Wanneer dit pad wordt gebruikt om een gebied aan te duiden, dan worden alle niet gesloten deelpaden gesloten. De set van gesloten deelpaden beschrijft dan in een machine onafhankelijk coördinatensysteem een relevant deeloppervlak van het geheel oppervlak. Dit deeloppervlak kan in overeenstemming gebracht worden met het kleurenbeeld en bepaalt op die manier het relevante deelbeeld.

Een andere manier om een al of niet complex deeloppervlak te beschrijven bestaat erin voor elke pixel op het kleurenbeeld — op de resolutie van het scansysteem — een bit te voorzien die aangeeft of de overeenkomstige pixel tot het relevante deelbeeld behoort of . De bits voor alle pixels vormen aldus een bitkaart (bitmap). Voor de beeldsignalen van een kleurenbeeld met drie kleurcomponenten, die met een densiteitsresolutie van acht bits voor elke kleurcomponent worden weergegeven, vereist de bitkaart vierentwintig maal minder geheugenruimte dan de beeldsignalen van het kleurenbeeld.

Zo'n bitkaart kan gegenereerd worden door een grafisch object, beschreven in een grafische beschrijvingstaal, te laten verwerken door een interpreteer programma. Een grafisch object kan dus voorgesteld worden door een procedure, een pad bestaande uit gesloten deelpaden, ook een boomstructuur met runlengtes per horizontale beeldlijn en een bitkaart. We bedoelen verder met grafisch object zowel een procedurele beschrijving in een grafische beschrijvingstaal, als een runlengte codering als de voorstelling door een bitkaart.

Steeds kan men de beeldsignalen voor het deelbeeld, die men in het geheugen opslaat, beperken tot deze aangegeven door het grafisch object. De relevante beeldsicnalen moeren aaneensluitend zonder J. Z.

speciale voorzorgen bewaard worden, op voorwaarde dat met deze beeldsignalen steeds het grafisch object wordt meegeleverd.

Het verzamelen van deze gegevens kan gebeuren door de bewegingen van een lichtgevende cursor met welbepaalde vorm -bijvoorbeeld een kruisje - te koppelen aan de bewegingen van een elektronische muis, lichtpen, pen op een digitaliseertablet, toetsindrukken zoals pijltjes of enige andere vorm om door visueel contact een bepaalde plaats op het beeld aan te geven. Wanneer de cursor op de gewenste plaats staat, geeft de operator aan het interactief werkstation een signaal dat deze lokatie moet bewaard worden. De lokatie kan een hoekpunt zijn van een rechthoek, veelhoek en dergelijke, of het middelpunt van een cirkel of een omtrekspunt van de cirkel of enig ander punt dat de analytische vorm van de omtrekslijn bepaalt. Deze analytische vorm kan bijvoorbeeld een omtrekslijn zijn van een figuur, logo of schriftteken. De gegevens kunnen door de operator ook gewoon als X,Y coördinaten, die de omtrekslijnen bepalen, via het klavier ingegeven worden. Al deze vormen worden mee gecatalogeerd onder het begrip "grafisch object".

Het bemonsteren van het kleurenbeeld voor de tweede maal kan -afhankelijk van de toepassing en de mogelijkheden van het scansysteem - volledig gebeuren of beperkt worden tot een deel dat het deelbeeld zeker bevat. Voor een CCD lijnscanner kan men de rij CCD's bijvoorbeeld eerst - zonder scannen - bewegen tot aan de eerste scanlijn op het beeld die gedeeltelijk samenvalt met het deelbeeld. Het is ook mogelijk dat de constructie van het scansysteem vereist dat het kleurenbeeld steeds volledig en op identieke wijze gescand moet worden zoals de eerste keer.

De beeldsignalen van de tweede set worden hoofdzakelijk beperkt tot de beeldsignalen aangeduid door de spatiale gegevens. Hiermee wordt bedoeld dat een deelbeeld of "subsectie" wordt geselecteerd uit het totale kleurenbeeld. Het hier geselecteerde deelbeeld bevat op zijn minst het deelbeeld dat wordt begrensd door de omtrekslijnen die bepaald worden door de spatiale gegevens. Dikwijls zal het geselecteerde deelbeeld een omhullende rechthoek zijn — met zijden evenwijdig aan de twee scanrichtingen — die het aangeduide deelbeeld juist omsluit. De beperking tot het relevante deelbeeld kan ook gebeuren door slechts een deel van het volledige beeld fysisch te scannen.

Zoals hiervoor beschreven, bekomen we de kleurcomponenten of spectrale banden van een pixel door kleurfilters of door verschillende kleurbelichtingen. In US 5,157,516 onder "background of the invention" worden verschillende systemen beschreven om de kleurcomponenten van één of meerdere pixels tegelijk te bekomen.

Voor eer systeem met lijnvormige CCD elementen weerhouden we hier de methode waarbij wit licht de beelddrager belicht en drie onafhankelijke CCD-lijnen simultaan of tegelijkertijd één beeldlijn digitaliseren, doordat het gereflecteerde of doorgelaten kleurlicht van het origineel gelijktijdig via drie verschillende kleurfilters op de juiste CCD-lijn terecht komt. Een andere methode voorziet een filterwiel met drie kleurfilters, dat per scanlijn eenmaal elk kleurfilter het licht doet onderbreken. Hierdoor volstaat één CCD— lijn om de drie kleurcomponenten van één scanlijn op het kleurorigineel quasi gelijktijdig te digitaliseren. In dit geval gebeuren sequentieel drie kleurbelichtingen in één lijntijd. In deze betekenis bedoelen we de term gelijktijdig. Een systeem waarin eerst alle beeldsignalen voor één kleurcomponent van het ganse kleurenbeeld worden gedigitaliseerd, en vervolgens voor de volgende kleurcomponenten, heeft als nadeel dat we hierdoor de snelheid en metrische nauwkeurigheid van het systeem beperken door zijn registerfouten, maar valt ook onder de beschermingsomvang van deze uitvinding in zoverre de eerste en tweede bemonstering met dezelfde resolutie worden uitgevoerd.

De optische en mechanische eenvoud van een scanner kunnen het scansysteem ertoe verplichten de eerste en tweede bemonstering met dezelfde spatiale resolutie uit te voeren. Door gebruik te maken van de methode van deze uitvinding kan men een eenvoudige scanner van dit type toch integreren in een scansysteem zonder dit te voorzien van een grote geheugencapaciteit voor beeldsignalen. Ook voor een scanner, die de mogelijkheid biedt om de spatiale resolutie aan te passen, kan - om redenen van nauwkeurigheid en beeldkwaliteit en omwille van tijdsduur voor het instellen van de resolutie -geopteerd worden om de beelden steeds met dezelfde resolutie te digitaliseren.

De methode van deze uitvinding werkt met een vaste spatiale resolutie, die de volle of hoogste resolutie kan zijn die aangeboden wordt door de scanner. De scanner zelf wordt voor de eerste en tweede scanpas cp identieke wijze aangestuurd. Voor de scanner is er - mechanisch, optisch en elektronisch - geen onderscheid tussen de eerste en tweede bemonstering. Het is de taak van elektronische componenten in het scansysteem, aangesloten op de scanner, om tijdens de scanning de hoeveelheid beelddata te reduceren.

Decimatie - soms ook aangeduid met de Engelse term "subsampling" - is een veel gebruikte techniek van elektronische resolutie reductie. De eenvoudigste en meest gebruikte techniek verwijdert elke andere pixel en elke andere lijn uit het gescande beeld, zoals we in Fig. 2 zullen bespreken. Het gereduceerde beeld houdt dan bijvoorbeeld enkel nog de beeldsignalen over met een oneven rij- en kolomnummer. De hoeveelheid data wordt hierdoor gereduceerd met een factor vier. Hogere reductiefactoren zijn mogelijk door bijvoorbeeld telkens slechts de eerste pixel en lijn van een groep van vier te bewaren. Ook rationale reductiefactoren zijn mogelijk met deze techniek. Hoe groter de reductie, hoe onnauwkeuriger de spatiale gegevens omtrent het deelbeeld zullen zijn. In de omzetting van de spatiale gegevens naar het beeld op werkelijke resolutie moet men hiermee rekening houden en het geselecteerde beeld uitbreiden met het aantal pixels of lijnen dat op de plaats van de omtrekslijn verdwenen is in de eerste set beeldsignalen.

De term "quasi gelijktijdig" voor beide reducties — namelijk de reductie door decimatie op de eerste set beeldsignalen en de reductie door spatiale beperking op de tweede set beeldsignalen -duidt op het feit dat de reductie gebeurt tijdens de transmissie van de beeldsignalen naar de geheugenruimte voor het beeld. Het is essentieel voor deze uitvinding dat de M*N*K signalen voor het kleurenbeeld nooit totaal dienen opgeslagen te worden in de geheugenruimte. Hierdoor is het mogelijk een aanzienlijke hoeveelheid geheugen te besparen.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

De uitvinding wordt hierna beschreven bij wijze van een voorbeeld, met verwijzingen naar de bijhorende figuren waarin :

Fig 1 is een schematische voorstelling van een scansysteem gekoppeld aan een interactief werkstation ;

Fie 2 is een voorstelling van de beeldsignalen en de reductiebewerkingen, waarbij gelijke reductiefactoren in beide scanrichtingen worden toegepast.

Fig 3 is een voorstelling van de beeldsignalen en de reductiebewerkingen waarbij in een eerste stap I' enkel een reductie van het aantal lijnen wordt bewerkstelligd.

In Figuur 1 tonen we schematisch het digitaliseersysteem. De drager 21 met het kleurenbeeld wordt gemonteerd op de scanner 22. Voor deze uitvinding moet het monteren en positioneren van het origineel 21 slechts eenmaal uitgevoerd worden. Op het interactief werkstation 23 geeft de operator een commando om een eerste digitalisatie uit te voeren. De operator kan hierbij de resolutie reductie factor meegeven of de berekening hiervoor overlaten aan de beeldverwerkingseenheid 24. Dit commando wordt via signaallijnen overgebracht van het interactief werkstation 23 naar de beeldverwerkingseenheid 24. De beeldverwerkingseenheid 24 geeft aan de scanner 22 de opdracht om het volledige kleurenbeeld op de drager 21 te digitaliseren. De scanner 22 transformeert de spectrale optische densiteit van de pixels van het kleurenbeeld op de drager 21 naar beeldsignalen. Deze beeldsignalen bestaan voor onze concrete toepassing uit drie bytes per pixel. Elke byte stelt een getal voor tussen 0 en 255, dat overeenkomt met optische densiteit van het beeld voor respectievelijk de rode, groene en blauwe kleurcomponent. De scanresolutie is 400 dpi. Het maximale scanformaat heeft de grootte van een A3 blad (420mm X 297mm). De hoeveelheid beelddata die met dit systeem gegenereerd wordt ligt in de orde van 90 Mbyte. Deze hoeveelheid data wordt in een tijdspanne van 2,25 seconden gescand, wat een datasnelheid van 40 Mbyte/sec levert.

Hoewel het systeem toelaat om elke kleurcomponent afzonderlijk en sequentieel in te scannen, waardoor de datatransmissiesnelheid daalt met een factor drie, is ervoor geopteerd om de beeldverwerkingseenheid 24 van deze uitvinding zo te ontwerpen dat ze in staat is om tegen deze snelheid van 40 MB/s de beelddata te verwerven. Dit levert het dubbele voordeel enerzijds van de snelle tijdsafloop van het ganse proces doordat het scannen in één pas gebeurt en anderzijds van de optimale metrische correlatie tussen de verschillende beeldcomponenten. Een probleem bij het scannen in drie passen is immers dat door toleranties op de mechanische bewegingen en relatieve e.fvi-ïkinoen tussen opeenvolgende scanbeurten, de beeldsignalen op eenzelfde plaats in de beeldmatrix niet overeenkomen met exact hetzelfde beeldpunt op de drager. Zulke registerfouten geven aanleiding tot storende kleurwijzigingen bij weergave van de beeldsignalen op een kleurenmonitor of op een afdruk.

Het document wordt dus volledig en in alle kleurcomponenten i tegelijkertijd gescand op de vrij hoge resolutie. Het is noodzakelijk gebleken om voor de hiermee gepaard gaande hoge transmissiesnelheid specifieke hardware te ontwikkelen. Een gate array (niet getoond op figuur 1) capteert steeds de beelddata van vier opeenvolgende pixels. Dit komt overeen met twaalf bytes, daar elke pixel drie kleurcomponenten levert. De gate array ordent de gescande beeldsignalen in de volgorde RRRR GGGG BBBB. Deze drie groepen kunnen elk in een woord van vier bytes opgeslagen worden. De beeldverwerkingseenheid is nu in staat de hoge transmissiesnelheid te volgen doordat geheugencycli nu op woordbasis kunnen georganiseerd worden. Vooraleer de beeldsignalen verder worden overgebracht naar de geheugenmodule 25, voert de beeldverwerkingseenheid 24 een resolutiereductie uit door decimatie. Deze vorm van datareductie wordt verkozen omdat die het voordeel biedt dat de kleurweergave getrouw wordt bewaard. Er is enkel een beperkt detailverlies, dat perfect aanvaardbaar is voor een beeld dat slechts dient om een deelbeeld te selecteren. Vermits de beeldverwerkingseenheid 24 typisch wordt uitgeleverd met een minimum geheugenconfiguratie 25 van 32 MB, is een reductie met een factor twee in beide scanrichtingen voldoende, daar hierdoor de hoeveelheid data wordt gereduceerd tot 22,5 MB. Hoewel deze vorm van decimatie een vrij eenvoudig proces is, dient voldoende aandacht besteed te worden aan de snelheid waarmee dit wordt uitgevoerd. De toelevering van beeldsignalen blijft immers doorgaan met een snelheid van 40 MB/s. Na decimatie houden we nog een bijkomende transmissie van 10 MB/s over. Het feit dat de datareductie elektronisch kan gebeuren levert een groot voordeel op voor de eenvoud in constructie van de scanner 22. Deze heeft geen optische systemen met regelbare vergroting nodig. Ook motoren met variabele snelheid zijn niet vereist. Het feit dat de datareductie gelijktijdig met het scannen gebeurt heeft als voordeel dat nooit het volledige beeld van 90 MB dient opgeslagen te worden in de geheugeneenheid 25.

De cedecimeerde beeldsionalen werden nu overgebracht van de geheugenmodule 25 naar het interactief werkstation 23 - typisch via een SCSI of Ethernet verbinding. Om de transmissietijd via deze eerder trage standaard fysische verbindingen te beperken, kan de beeldverwerkingseenheid 24 nog een resolutiereductie uitvoeren of slechts een eerste deelbeeld oversturen naar het interactief werkstation 23. Zodra de gedecimeerde beelddata voor het kleurenbeeld zijn gearriveerd in het interactief werkstation, worden deze beelddata weergegeven op de "preview" monitor 26 van het interactief werkstation 23. Terwijl dus het document 21 met het kleurenbeeld gemonteerd blijft op de scanner 22, bekijkt de operator op de preview monitor een voorstelling van het kleurenbeeld en krijgt de mogelijkheid om door middel van de elektronische muis 27 het relevante deelbeeld te selecteren. Hiervoor selecteert de operator vooreerst de aard van de figuur gevormd door de omtrekslijnen : een rechthoek, cirkel, veelhoek, andere willekeurige figuur. Selecteert de operator een rechthoek, dan verlangt het interactief werkstation om de twee hoekpunten van een diagonaal aan te duiden - bijvoorbeeld de linkerbovenhoek en de rechteronderhoek -of de coördinaten hiervan in te tikken op een numerisch klavier (niet getoond in Fig. 1). Eventueel kan ook de linker-, rechter-, boven— en onderbegrenzing van het rechthoekig gebied ingegeven worden. Ofwel enkel de linker- en onderbegrenzing samen met de breedte en hoogte van de rechthoek. Voor een cirkel wordt bijvoorbeeld het centrum en de straal of een punt op de cirkel opgevraagd. Voor een veelhoek dient de operator alle hoekpunten in volgorde aan te duiden, waarna hij de opdracht geeft de veelhoek te sluiten. Wenst de operator een rechthoekig deelbeeld met zijden niet evenwijdig met de scanrichtingen, dan kan dit soort rechthoek als veelhoek ingegeven worden. Het systeem van deze uitvinding zal dan de kleinste omhullende rechthoek construeren met zijden evenwijdig met de scanrichtingen, zodat de geroteerde rechthoek daar volledig binnen valt. De operator kan ook een grafisch object ingeven.

Na goedkeuring door de operator van de aangeduide zone die het deelbeeld bepaalt, worden de aard van de figuur en de coördinaten van deze punten - rekening houdend met de doorgevoerde spatiale resolutiereducties - doorgegeven aan de beeldverwerkingseenheid 24 via de signaallijnen die deze verbinden met het interactief werkstation 23. Zodra de beeldverwerkingseenheid 24 over deze gegevens beschikt, berekent ze de eerste lijn Lj, en de laatste lijn 18 L2, alsook de eerste pixel Px en de laatste pixel P2 van de rechthoek die het aangeduide gebied omvat.

De beeldverwerkingseenheid 24 geeft de scanner 22 opnieuw een commando om het volledige kleurenbeeld met dezelfde resolutie te scannen. Gelijkaardige beeldsignalen als tijdens de eerste scanperiode worden hierdoor ovei'gebracht van de scanner 22 naar de beeldverwerkingseenheid 24, tegen dezelfde snelheid van 40 MB/s.

Voor deze tweede scanpas is het zeer voordelig de drie kleurcomponenten van het beeld tegelijkertijd te scannen. De beeldsignalen zullen immers verder gebruikt worden voor beeldverwerking en het genereren van afdrukken als reproduktie voor het origineel kleurenbeeld. Meer nog dan op de preview monitor, moeten hier registerfouten vermeden worden.

Nu voert de beeldverwerkingseenheid geen resolutiereductie meer uit, maar reduceert de hoeveelheid data door de spatiale gegevens in rekening te brengen. Het feit dat deze datareductie tijdens het scannen kan uitgevoerd worden, heeft als voordeel dat de 90 MB beeldsignalen van het ganse kleurenbeeld niet hoeven opgeslagen te worden in de geheugenmodule 25. Dit betekent een aanzienlijke besparing in componentenkost voor het systeem. Zolang het lijnnummer van de gescande lijn kleiner is dan Lx, zal de beeldverwerkingseenheid 24 geen data overbrengen naar de geheugenmodule 25. Zodra lijnnummer L2 bereikt is, telt de beeldverwerkingseenheid 24 nog 3*P1—1 beeldsignalen, die niet in de geheugenmodule worden bewaard. De factor 3 komt van het aantal kleurcomponenten. Zodra dit aantal beeldsignalen overgebracht werd naar de beeldverwerkingseenheid 24, start deze met het bewaren van alle beelddata die dan overgedragen worden, en telt totdat 3* (P2-Pj+1) beeldsignalen in de geheugenmodule 25 opgeborgen zijn. Vanaf dat moment worden opnieuw geen beeldsignalen bewaard, totdat pixel P2 van de volgende lijn zich aanbiedt. Deze en de volgende 3* (P2“Pi) +2 beeldsignalen worden weerom bewaard. Dit proces herhaalt zich voor alle Lz-Lj+l te scannen lijnen. Nadat deze lijnen gescand zijn, wordt de scanning van de scanner 22 verdergezet totdat het einde van de scanoppervlakte wordt bereikt ofwel geeft de beeldverwerkingseenheid 24 aan de scanner 22 de opdracht om de scanning vroegtijdig te beëindigen, wat een zekere tijdwinst oplevert. In elk geval worden na het scannen van lijn L2 geen beeldsignalen meer overgedragen van (j- i.1 (0,-c-WPrkir.aseenheid 2.£ naar da ceheugenmodule 25. Na deze tweede scanoperatie zijn de beeldsignalen van het deelbeeld beschikbaar in de geheugenmodule 25.

In oudere mechanische en optische systemen voor spatiale beperking was het meestal noodzakelijk een rechthoekig deelbeeld volledig te scannen en op te slaan in een geheugenmedium. Het voordeel van de onmiddellijk elektronische reductie ligt in het feit dat het omhullend rechthoekig deelbeeld weliswaar geheel gescand wordt, maar dat enkel de beeldsignalen beschreven in een grafisch object of door een overeenkomstige bitmap hoeven opgeslagen te worden. Dit verhoogt dikwijls de mogelijkheden van een systeem met beperkte geheugencapaciteit. Zo kan een 32 MB systeem een hoeveelheid beeldsignalen opslaan en verwerken die overeenkomt met een gescand A5 kleurdocument (210 mm X 148 mm) op 400 dpi. Het deelbeeld hoeft evenwel niet de vorm van een A5 document te hebben, hoewel dit ter illustratie in de figuur is aangegeven. De totale oppervlakte van de pixels die het deelbeeld uitmaken mag voor een 32 MB systeem met 24 bits per pixel een 400 dpi resolutie, de oppervlakte die overeenkomt met een A5 document niet overschrijden.

De operator kan via het interactief werkstation 23 commando's geven om de beeldsignalen in de geheugenmodule verder te laten verwerken door de beeldverwerkingseenheid 24, naar een afdrukeenheid te versturen of naar een permanent geheugenmedium zoals harde schijf of magneetband. Beeldsignalen op een permanent geheugenmedium kunnen op een later tijdstip verwerkt of afgedrukt worden.

In een systeem opgebouwd rond het XC305 of XC315 kleurkopieerapparaat - beide verdeeld door Agfa-Gevaert N.V. -kunnen de beeldsignalen van het deelbeeld onmiddellijk door de beeldverwerkingseenheid 24 verder verwerkt worden.

Verwerkingsstappen omvatten de kleurverwerking door bijvoorbeeld het "Agfa Color Management System" (een handelsmerk van Agfa-Gevaert N.V.) en rasteren voor optimale en reproduceerbare kleurweergave met een elektrofotografisch proces. Een techniek die hiervoor gebruikt kan worden is beschreven in de Belgische octrooiaanvrage 09300713 met prioriteitsdatum 12 juli 1993 en getiteld "Rastermethode voor een schrijfsysteem met beperkte densiteitsresolutie" en de Europese octrooiaanvrage 93202522.4 met prioriteitsdatum 27 augustus 1993 en getiteld "High quality multilevel halftoning for colour images with reduced memory requirements". De beeldsignalen van het verwerkte deelbeeld kunnen den cnmiddellijk terucgezcnöen worden naar bijvoorbeeld het XC305 systeem, dat deze signalen omzet in kleurdensiteiten op papier.

Een voordeel, verbonden aan het tijdelijk opslaan van het ganse deelbeeld in volle resolutie, is het feit dat een beeld zonder kwaliteitsverlies kan gespiegeld worden of geroteerd over veelvouden van 90°. Dit kan aanleiding geven tot tijdwinst tijdens het drukken.

Een A4 formaat kan - onafhankelijk met welke oriëntatie het ingevoerd werd - met de gunstigste oriëntatie afgedrukt worden.

De beeldsignalen van het deelbeeld kunnen eveneens via een netwerk- of punt-punt-verbinding doorgestuurd worden voor verdere beeldverwerking, weergave en registratie, opslag of beeldcommunicatie.

In Figuur 2 geven we schematisch weer hoe de beeldsignalen verwerkt worden volgens een eerste uitvoeringsvorm van de methode van de uitvinding. De drie rechthoeken 30 die gedeeltelijk verborgen zitten achter elkaar, stellen de beeldsignalen voor na digitalisatie van een volledig kleurenbeeld, gescand op de resolutie van de scanner. De volle cirkelschijfjes 31 en cirkeltjes 32 stellen pixels voor, die in principe equivalent zijn. Alle pixels resulterend uit digitalisatie van het rode signaal vormen een rechthoekige matrix, aangeduid met de letter R. Hetzelfde geldt voor het groene en blauwe signaal, respectievelijk aangeduid met G en B. Bij de eerste digitalisatie, wordt de eerste stap - op de figuur aangeduid met I -uitgevoerd. Het beeld wordt gedecimeerd met een reductiefactor twee in beide richtingen, wat neerkomt op het selecteren van enkel de pixels aangeduid met een zwart schijfje 31. Hierdoor reduceert men het aantal pixels per lijn alsook het aantal lijnen met een factor twee, en bekomt men de gedecimeerde beeldsignalen 33. In de volgende stap worden de gedecimeerde beeldsignalen 33 op de preview monitor 34 weergegeven. De operator kan op deze visuele weergave van gedecimeerde beeldsignalen de spatiale gegevens aanduiden die het relevante deelbeeld bepalen. Dit wordt weergegeven op de figuur door de linkerbovenhoek 35 en de rechteronderhoek 36 van een rechthoek met de vier zijden parallel aan de hoofdscanrichtingen. Deze zone mag evenwel ook begrensd zijn door een willekeurige veelhoek of een gesloten figuur met gebogen omtrekslijnen. In dat geval wordt de kleinste rechthoek bepaald die alle omtrekslijnen omvat en zijden heeft die rarellel ziin aan de hocfdscanrichtincen, op deze figuur dus horizontale en verticale lijnen. De spatiale gegevens voor de omhullende rechthoek worden doorgegeven aan de beeldverwerkingseenheid - aangegeven door de pijl 37 — zodat de punten 35 en 36 kunnen overgedragen worden naar punten 35' en 36' op het originele kleurenbeeld. Bij de tweede scanbeurt wordt opnieuw gans het kleurenbeeld gedigitaliseerd. Deze digitalisatie gebeurt met dezelfde resolutie als de digitalisatie voor de eerste scanbeurt. Voor de scanner lijken eerste en tweede scanbeurt identiek maar nu wordt de tweede stap - aangeduid met II -uitgevoerd. Enkel de pixels binnen de rechthoek gekarakteriseerd door 35' en 36' worden weerhouden en leveren de beeldsignalen van het deelbeeld 38. De beeldsignalen van dit deelbeeld worden opgeslagen in de geheugenmodule en staan daar ter beschikking van verdere verwerking.

In Figuur 3 is de preferentiële uitvoeringsvorm weergegeven. De methode verschilt lichtjes van deze in Figuur 2, doordat de reductie door decimatie uitsluitend op de rijen wordt uitgevoerd in een stap I'. Deze beeldsignalen worden opgeslagen in de geheugeneenheid. Om de geometrie van het beeld te herstellen, wordt een tweede decimatie I" uitgevoerd door de beeldverwerkingseenheid, alvorens de gedecimeerde beeldsignalen van het kleurenbeeld naar de preview monitor 34 worden doorgestuurd.

In deze figuur zijn de pixels opgedeeld in drie klassen : - pixels waarvan de beeldsignalen verdwijnen bij de eerste decimatie I', aangeduid met een cirkeltje 32 ; - pixels waarvan de beeldsignalen verdwijnen bij de tweede decimatie I", aangeduid met een doorkruist cirkeltje 39 ; en - pixels waarvan de beeldsignalen op het interactief werkstation beschikbaar gemaakt worden, aangeduid met een zwart cirkelschijfje 31.

In deze methode wordt het volledige kleurenbeeld 30 gedigitaliseerd op een vaste resolutie van 400 dpi. Hierbij wordt ongeveer 90 megabyte beeldsignalen gegenereerd tegen een snelheid van 40 MB/s.

De beeldverwerkingseenheid 24 capteert per pixel vierentwintig bits simultaan, acht bits voor het beeldsignaal R van de rode component, acht bits voor het beeldsignaal G van de groene component en acht bits voor het beeldsignaal B van de blauwe component van het door het kleurenbeeld gereflecteerde of doorgelaten licht. De gate array verzamelt de beeldsi cnalen ven vier creenvolcende cixels en ordent ze in de volgorde RRRR GGGG BBBB, waardoor vier pixels aanleiding geven tot drie woorden van tweeëndertig bits. Deze woorden worden naar de geheugenmodule 25 overgebracht onder supervisie van de microprocessor in de beeldverwerkingseenheid 24. Deze werkwijze herhaalt zich voor alle beeldsignalen behorend tot de eerste scanlijn. Zodra de beeldsignalen voor de tweede scanlijn - in figuur 3 aangegeven met cirkeltjes 32 - zich in de gate array aanbieden aan de microprocessor, zal de microprocessor verhinderen dat deze beeldsignalen in de geheugenmodule bewaard worden.

Hetzelfde gebeurt voor de beeldsignalen van de derde en vierde scanlijn in het gedigitaliseerde beeld 30. Vanaf de vijfde scanlijn worden de beeldsignalen op dezelfde manier behandeld als voor de eerste scanlijn. Dit proces wordt in figuur 3 weergegeven door de pijl I' . Het resultaat van die operatie wordt symbolisch voorgesteld in 33. De decimatie die gelijktijdig met de eerste bemonstering gebeurt, voert dus een resolutiereductie uit in de lijnrichting. De beeldsignalen 33 die in de geheugenmodule 25 zijn opgeslagen, dienen dan verder in stap I" overgebracht te worden naar het interactief werkstation 23, om vertoond te worden op de preview monitor 34. In deze stap wordt opnieuw een decimatie uitgevoerd, nu enkel in horizontale richting. Uit de beeldsignalen van vier opeenvolgende pixels, worden telkens deze van de eerste pixel weerhouden. Zo verkrijgt men het patroon van beeldsignalen als voorgesteld in 40. Deze laatste decimatie I" - in tegenstelling tot de decimatie I' -vormt geen essentieel element van de uitvinding, maar dient enkel om de resolutie van het beeld in beide richtingen gelijk te maken, en heeft als extra voordeel dat de transmissie van de beeldsignalen van de beeldverwerkingseenheid 24 naar het interactief werkstation 23 met een factor vier versneld wordt. Deze beeldsignalen hebben dan een resolutiereductie met een factor vier in beide scanrichtingen ondergaan, en kunnen vertoond worden op de preview monitor 34. Daar wordt - zoals besproken voor figuur 2 - door de operator een relevant deelbeeld geselecteerd, bijvoorbeeld door aanduiding van hoekpunten 35 en 36. Deze spatiale gegevens worden in stap 37 overgebracht naar de punten 35' en 36'. De scanning gebeurt opnieuw met dezelfde resolutie en zoals eerder beschreven verkrijgen we de beeldsignalen 38 van het relevante deelbeeld in de geheugenmodule 25.

varcfi'f 1 lor.de variaties on do hierboven beschreven preferentiële uitvoeringsvorm zijn denkbaar en bieden de bijhorende technische voordelen zoals hierboven beschreven. Zo is het bijvoorbeeld denkbaar om de eerste bemonstering van het kleurenbeeld voor de drie kleurcomponenten sequentieel te laten gebeuren.

Hierdoor introduceert men weliswaar de kans op registerfouten en verhoogt de totale scantijd, maar voor systemen die de decimatie niet snel genoeg kunnen uitvoeren, biedt dit het voordeel dat de transmissiesnelheid met een factor drie vermindert. De registerfouten op de preview monitor zijn minder storend dan de dezelfde fouten in de beeldsignalen van het definitieve deelbeeld.

Ook de tweede bemonstering kan eventueel omwille van performantiebeperkingen van de beeldverwerkingseenheid 24 sequentieel per kleurcomponent uitgevoerd worden. De extra vertraging hiervoor is bekend en daarenboven kunnen problemen in verband met registerfouten prohibitief zijn.

De reductie van de beeldsignalen in de eerste set kan ook gebeuren door de kleurcomponenten te beperken. Men kan bijvoorbeeld enkel de beeldsignalen die overeenkomen met de groene kleurcomponent doorsturen naar de preview monitor. Dit heeft als nadeel dat de operator de selectie van het deelbeeld niet op een kleurenbeeld kan uitvoeren, maar heeft als voordeel dat de transmissietijd tussen geheugenmodule 25 en interactief werkstation 23 afneemt.

Om nog minder data voor de preview monitor ter beschikking te stellen, kan men zelfs de resolutiereductie combineren met de reductie van het aantal kleurcomponenten.

Een andere reductietechniek is het reduceren van het aantal bits per pixel. Zoals eerder beschreven, wordt een beeldsignaal bewaard in een byte. Door de 256 mogelijke waarden van een byte af te beelden op zestien waarden - bijvoorbeeld door deling door zestien - kan elk beeldsignaal bewaard worden in een nibbel van vier bits. Hierdoor is het aantal niveaus per kleur gereduceerd tot zestien, maar op een monitor kan men onder ideale omstandigheden slechts vierenzestig niveaus per kleur onderscheiden. De kwaliteitsvermindering van deze densiteitsresolutiereductie zal dus niet erg opvallend zijn en best aanvaardbaar voor het doel waarvoor deze beeldsignalen bestemd zijn, namelijk een visueel beeld aanbieden voor het aanduiden van een deelbeeld op een preview monitor.

Oifscnocn i'f.tivi.r.di.τ.η vszrd wreven v“izeneï r.?2.r begunstigde uitvoeringsvormen, is het voor de vakman duidelijk dat wijzigingen in vorm en details kunnen aangebracht worden zonder af te wijken van de geest en het bereik van de uitvinding.

Claims (13)

1. Een methode voor het digitaliseren van een relevant deelbeeld uit een kleurenbeeld, bestaande uit volgende stappen : - het genereren van een eerste set beeldsignalen (30) door een eerste maal bemonsteren van het kleurenbeeld ; — het reduceren (I) van het aantal beeldsignalen in de eerste set ; “ het weergeven van de gereduceerde beeldsignalen (33) op een interactief werkstation (34) ; — het verzamelen op het interactief werkstation van spatiale gegevens (35,36) omtrent het relevante deelbeeld ; - het genereren van een tweede set beeldsignalen (30) door een tweede maal bemonsteren van het kleurenbeeld of van een deel van het kleurenbeeld dat het relevante deelbeeld omvat ; en — het reduceren (II) van het aantal beeldsignalen in de tweede set door de beeldsignalen hoofdzakelijk te beperken tot de beeldsignalen aangeduid door de spatiale gegevens (35',36') ; wordt hierin gekarakteriseerd dat : - de eerste en tweede bemonstering met dezelfde spatiale resolutie worden uitgevoerd.

2. De methode van eis 1, waarin de eerste bemonstering van het kleurenbeeld voor alle kleurcomponenten simultaan gebeurt.

3. De methode van eis 1, waarin de tweede bemonstering van het kleurenbeeld voor alle kleurcomponenten simultaan gebeurt.

4. De methode van eis 1, waarin de reductie van het aantal beeldsignalen in de eerste set door decimatie gebeurt.

5. De methode van eis 4, waarin de reductie door decimatie quasi gelijktijdig met de eerste bemonstering gebeurt.

6. De methode van eis 4, waarin de reductie door decimatie wordt gerealiseerd door periodisch volledige scanlijnen te “^c?eiren 'j i-ós eerste «

7. De methode van eis 1, waarin de reductie van het aantal beeldsignalen in de eerste set door twee opeenvolgende decimaties gebeurt.

8. De methode van eis 7, waarin de eerste reductie door decimatie quasi gelijktijdig met de eerste bemonstering gebeurt.

9. De methode van eis 1, waarin de eerste reductie door decimatie wordt gerealiseerd door periodisch volledige scanlijnen te verwijderen uit de eerste set.

10. De methode van eis 7, waarin de tweede reductie door decimatie de isometrie in het bëeld herstelt.

11. De methode van eis 1, waarin de reductie van het aantal beeldsignalen in de tweede set door spatiale beperking quasi gelijktijdig met de tweede bemonstering gebeurt.

12. De methode van eis 1, waarin het relevante deelbeeld bestaat uit onderling disjuncte gebieden van het kleurenbeeld.

13. De methode van eis 1, waarin de spatiale gegevens omtrent het relevante deelbeeld worden beschreven als een grafisch object.