DE10139706A1

DE10139706A1 - Image data scaling method, by calculating scaled brightness and color information as weighted average using weighting factors modified according to transparency information

Info

Publication number: DE10139706A1
Application number: DE2001139706
Authority: DE
Inventors: Marco Winzker
Original assignee: LIESEGANG ELECTRONICS GmbH
Current assignee: LIESEGANG ELECTRONICS GmbH
Priority date: 2001-08-11
Filing date: 2001-08-11
Publication date: 2003-02-27

Abstract

Source image data contain brightness and/or color information, and also transparency information. The scaled image data also contain brightness/color information and transparency information. The called transparency information is calculated as a weighted average of the transparency information of the source image data. The transparency information of the source image data is used to determine modified weighting factors. The scaled brightness/color information is calculated as a weighted average of the brightness/color information of the source image data with weighting factors modified according to the transparency information.

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Skalierung von Bilddaten mit Transparenzinformationen. The invention relates to a method and an arrangement for scaling Image data with transparency information.

Bilddaten mit Transparenzinformationen werden benötigt, wenn ein Ausgangsbild aus der Überlagerung mehrerer Quellbilder generiert werden soll. Die Quellbilder sind zweidimensionale Felder von Bildpunkten P. Jeder Bildpunkt P wird durch Helligkeitsinformation und/oder durch Farbinformation dargestellt. Diese Bildinformation wird durch einen oder mehrere Zahlenwerte repräsentiert. Image data with transparency information is needed when an output image should be generated from the overlay of several source images. The source images are two-dimensional fields of pixels P. Each pixel P is represented by Brightness information and / or represented by color information. This Image information is represented by one or more numerical values.

Den Quellbildern werden unterschiedliche Prioritäten zugeordnet, wobei Quellbilder mit höherer Priorität Quellbilder mit niedrigerer Priorität verdecken. Damit das Quellbild höchster Priorität nicht sämtliche anderen Quellbilder komplett überdeckt, wird den einzelnen Bildpunkten neben der Bildinformation P eine Transparenzinformation A zugeordnet. Die Transparenzinformation A gibt an, in welchem Maß die Bildinformation des jeweiligen Quellbildes zur Generierung des Ausgangsbildes benutzt werden soll und in welchem Maß die Bildinformation von Quellbildern niedrigerer Priorität verwendet werden sollen. Das Quellbild mit niedrigster Priorität besitzt nur eine Bildinformation und keine Transparenzinformation. Different priorities are assigned to the source images, whereby Source images with higher priority Hide source images with lower priority. So that Highest priority source image does not complete all other source images covered, the individual pixels next to the image information P a Transparency information A assigned. The transparency information A indicates in which Measure the image information of the respective source image to generate the Output image should be used and to what extent the image information from Lower priority source images should be used. The source image with lowest priority has only image information and no transparency information.

Die Transparenzinformation A kann als binärer Wert vorliegen. In diesem Fall kann ein Bildpunkt entweder vollständig intransparent oder vollständig transparent sein. Alternativ kann die Transparenzinformation A mehr als zwei Zustände aufweisen und neben Intransparenz und Transparenz auch verschiedene Abstufungen von Halbtransparenz definieren. Bei dieser Halbtransparenz scheinen Quellbilder niedrigerer Priorität durch Quellbilder höherer Priorität hindurch. The transparency information A can exist as a binary value. In this case a pixel can either be completely opaque or completely transparent his. Alternatively, the transparency information A can have more than two states and in addition to lack of transparency and transparency also various Define levels of semi-transparency. Shine at this semi-transparency Lower priority source images through higher priority source images.

Bild 1 stellt die Überlagerung dreier Quellbilder IA, IB, IC dar. Quellbild IA hat die geringste Priorität und wird von IB und IC überdeckt. Quellbild IB wird von IC überdeckt. Quellbilder IB und IC haben transparente Bereiche, so daß Teile der Quellbilder IA und IB sichtbar sind. Figure 1 shows the overlay of three source images IA, IB, IC. Source image IA has the lowest priority and is covered by IB and IC. Source image IB is covered by IC. Source images IB and IC have transparent areas so that parts of the source images IA and IB are visible.

State of the art

Die Erzeugung des Ausgangsbildes IO für den in Bild 1 mit W bezeichneten Teil einer Bildzeile ist in Bild 2 dargestellt. Dabei sind nur die Bildpunkte der Quellbilder IA und IB dargestellt. Die Bildpunkte IB1 und IB2 seien intransparent und verdecken darum die Bildpunkte IA1 und IA2. Die Bildpunkte des Ausgangsbildes IO1 und IO2 entsprechen darum den Bildpunkten IB1 und IB2. Die Bildpunkte IB3 und IB4 seien transparent. Die Ausgangsbildpunkte IO3 und IO4 entsprechen darum den Bildpunkten IA3 und IA4. The generation of the output image IO for the part of an image line designated W in Figure 1 is shown in Figure 2. Only the pixels of the source images IA and IB are shown. The pixels IB1 and IB2 are opaque and therefore cover the pixels IA1 and IA2. The pixels of the output image IO1 and IO2 therefore correspond to the pixels IB1 and IB2. Pixels IB3 and IB4 are transparent. The output pixels IO3 and IO4 therefore correspond to the pixels IA3 and IA4.

Entscheidend ist, daß für jeden Ausgangsbildpunkt IOn an dessen Position jeweils ein Quellbildpunkt IAn, IBn, usw. existiert. It is crucial that for each output pixel IOn at its position a source pixel IAn, IBn, etc. exists.

Die Quellbilder haben jedoch nicht notwendigerweise die gleiche Auflösung wie das zu berechnende Ausgangsbild. In diesem Fall erfolgt eine in Bild 3 dargestellte Skalierung der Quellbilder. Ein neu berechneter Bildpunkt R ergibt sich aus dem gewichteten Mittel mehrerer benachbarter Bildpunkte. However, the source images do not necessarily have the same resolution as the output image to be calculated. In this case, the source images are scaled as shown in Figure 3. A newly calculated pixel R results from the weighted average of several neighboring pixels.

Die Gewichtungsfaktoren C ergeben sich aus der geometrischen Position des zu berechnenden Bildpunktes. The weighting factors C result from the geometric position of the computing pixel.

Bild 3 stellt beispielhaft eine eindimensionale Skalierung aus vier benachbarten Bildpunkten dar, welche mit den geometrischen Gewichtungsfaktoren C1 bis C4 bewertet sind. Figure 3 shows an example of a one-dimensional scaling from four neighboring pixels, which are evaluated with the geometric weighting factors C1 to C4.

Da ein Quellbild durch die Skalierung nicht in seiner Helligkeit oder Farbinformation verzerrt werden soll, werden die Gewichtungsfaktoren üblicherweise derart gewählt, daß ihre Summe den Wert 1 ergibt. Because a source image is not in its brightness or by scaling If color information is to be distorted, the weighting factors are usually such chosen so that their sum is 1.

Eine direkte Umsetzung dieses Verfahrens ist in Bild 4 dargestellt. Die Bildpunkte P1 bis Pn werden mit ihren jeweiligen geometrischen Gewichtungsfaktoren C1 bis Cn multipliziert und die Zwischenergebnisse werden zum skalierten Bildpunkt R summiert. Je nach Gewichtungsfaktoren kann nach der Summenbildung eine Begrenzung auf einen gültigen Wertebereich erforderlich sein. Dies ist in Bild 4 nicht dargestellt. A direct implementation of this process is shown in Figure 4. The pixels P1 to Pn are multiplied by their respective geometric weighting factors C1 to Cn and the intermediate results are summed up to the scaled pixel R. Depending on the weighting factors, a limitation to a valid range of values may be necessary after the totalization. This is not shown in Figure 4.

Die Berechnung entspricht der Formel:

The calculation corresponds to the formula:

Mit der beschriebenen Skalierung kann ein Quellbild auf die Auflösung des Ausgangsbildes umgerechnet werden. Dabei kann die Auflösung erhöht oder verringert werden. Bild 5 stellt Erhöhung der Auflösung dar. Zur Ermittlung des Ausgangsbildes IO wird das Eingangsbild IA von seiner ursprünglichen Auflösung mit den Bildpunkten P auf die Bildpunkte R mit der Auflösung von IO umgerechnet. With the scaling described, a source image can be converted to the resolution of the output image. The resolution can be increased or decreased. Figure 5 shows an increase in the resolution. To determine the output image IO, the input image IA is converted from its original resolution with the pixels P to the pixels R with the resolution of IO.

Die beschriebene Skalierung ist jedoch bislang nur für Bildpunkte mit reiner Bildinformation bekannt. Bildpunkte mit Transparenzinformation können mit dem beschriebenen Verfahren nicht skaliert werden. So far, however, the scaling described is only for pixels with pure Image information known. Pixels with transparency information can with the described methods are not scaled.

Das in US 5920659 beschriebene Verfahren beschreibt eine Skalierung von Bildpunkten mit Transparenzinformation für Anwendungen der Bildcodierung. Dieses Verfahren kann jedoch für eine Überlagerung mehrerer Quellbilder nicht angewendet werden, da nur binäre Transparenzinformation berücksichtigt wird und lediglich skalierte Bildpunkte ohne Transparenzinformation errechnet werden. The method described in US 5920659 describes a scaling of Pixels with transparency information for image coding applications. This However, the method cannot be used for overlaying multiple source images can be used since only binary transparency information is taken into account and only scaled pixels without transparency information can be calculated.

Quellbilder mit Transparenzinformation müssen nach dem Stand der Technik mit der erforderlichen Ausgangsauflösung vorliegen oder durch einfaches Wiederholen oder Auslassen von Bildpunkten angepaßt werden. According to the state of the art, source images with transparency information must be included the required output resolution or by simple Repeat or omit pixels can be adjusted.

Ersteres stellt eine starke Einschränkung der möglichen Ausgangsbilder dar, letzteres führt zu sichtbaren Artefakten. The former represents a severe limitation of the possible initial images, the latter leads to visible artifacts.

task

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Skalierung von Bilddaten mit Transparenzinformationen durchzuführen, so daß das resultierende Bild wiederum Bilddaten mit Transparenzinformationen enthält und für eine Überlagerung mehrerer Quellbilder geeignet ist. The object of the invention is to use a scaling of image data Perform transparency information so that the resulting image in turn includes image data Contains transparency information and for overlaying multiple source images suitable is.

Die Verwendung eines skalierten Quellbildes mit Transparenzinformation ist in Bild 6 dargestellt. Aus Bilddaten mit Transparenzinformationen S werden skalierte Bilddaten mit Transparenzinformationen T errechnet. Das skalierte Quellbild IB wird dann dem Quellbild IA überlagert und das Ausgangsbild IO ermittelt. Je nach Auflösung des Quellbildes IA muß dieses skaliert werden. Bild 6 stellt eine Skalierung des Quellbildes IA dar. The use of a scaled source image with transparency information is shown in Figure 6. Scaled image data with transparency information T are calculated from image data with transparency information S. The scaled source image IB is then superimposed on the source image IA and the output image IO is determined. Depending on the resolution of the source image IA, it must be scaled. Figure 6 shows a scaling of the source image IA.

Im Fall, das mehr als zwei Quellbilder überlagert werden sollen, kann eine Skalierung von Bilddaten mit Transparenzinformationen für mehrere Quellbilder erforderlich sein. If more than two source images are to be overlaid, one can Scaling image data with transparency information for multiple source images to be required.

solution

Die Erfindung besteht darin, daß zur Skalierung von Bilddaten mit Transparenzinformationen die Bildinformation und die Transparenzinformation unterschiedlich behandelt werden und die Skalierung der Bildinformation unter Beachtung der Transparenzinformation erfolgt. The invention consists in that for scaling image data with Transparency information, the image information and the transparency information differ are treated and the scaling of the image information taking into account the Transparency information is provided.

embodiment

Die Transparenzinformation T,A des skalierten Bildpunktes wird durch gewichtete Addition der Transparenzinformationen des Quellbildes ermittelt. The transparency information T, A of the scaled pixel is weighted by Addition of the transparency information of the source image determined.

Zur Skalierung der Bildinformation T,P werden die geometrischen Gewichtungsfaktoren C1 bis Cn für die Bildpunkte P1 bis Pn entsprechend der den Bildpunkten zugeordneten Transparenzinformation modifiziert. Dies ist in Bild 7 dargestellt. Die Modifikation F,ALPHA hat derart zu erfolgen, daß Bildpunkte P, umgekehrt proportional zu ihrer Transparenz für die Ermittlung des resultierenden Bildpunktes R berücksichtigt werden. Die modifizierten Gewichtungsfaktoren D1 bis Dn sollten wiederum derart gewählt, daß ihre Summe den Wert 1 ergibt. To scale the image information T, P, the geometric weighting factors C1 to Cn for the pixels P1 to Pn are modified in accordance with the transparency information assigned to the pixels. This is shown in Figure 7. The modification F, ALPHA has to be carried out in such a way that pixels P, inversely proportional to their transparency, are taken into account for the determination of the resulting pixel R. The modified weighting factors D1 to Dn should in turn be chosen such that their sum gives the value 1.

Die Skalierung der Bildinformation unter Beachtung der Transparenzinformation soll demnach nach folgender Formel erfolgen:

The scaling of the image information, taking into account the transparency information, should therefore be carried out according to the following formula:

Die Forderung, daß die modifizierten Gewichtungsfaktoren D1 bis Dn in ihrer Summe den Wert 1 ergeben, kann durch eine Normierung nach folgender Formel erfolgen:

The requirement that the modified weighting factors D1 to Dn add up to the value 1 can be made by standardization using the following formula:

Für kleine Werte von N, insbesondere für bilineare Transformation mit N = 2 können die Werte von F,ALPHA in Tabellen abgelegt werden. For small values of N, especially for bilinear transformation with N = 2 the values of F, ALPHA are stored in tables.

Eine einfache Implementierung auch für größerer Werte von N, ergibt sich, wenn die Transparenz A als positive Zahl mit dem Wertebereich 0 für Transparenz bis A-MAX für Intransparenz definiert ist. Ein Wert A von A-MAX/2 beschreibt dann z. B. Halbtransparenz. Durch Multiplikation der geometrischen Gewichtungsfaktoren C1 bis Cn mit den Werten A1 bis An ergeben sich dann modifizierte Gewichtungsfaktoren E1 bis En. Diese werden mit der Bildinformation P1 bis Pn multipliziert. Nach der Summenbildung kann eine Begrenzung auf einen gültigen Wertebereich erforderlich sein. A simple implementation, even for larger values of N, results if the transparency A as a positive number with the value range 0 for transparency to A-MAX is defined for non-transparency. A value A of A-MAX / 2 then describes z. B. Semi-transparency. By multiplying the geometric Weighting factors C1 to Cn with the values A1 to An are then modified Weighting factors E1 to En. These are with the image information P1 to Pn multiplied. After the totalization, a limitation to a valid one Range of values may be required.

Die Normierung durch Division mit der Summe der Gewichtungsfaktoren kann nach der Summenbildung der Teilprodukte erfolgen. Damit ergibt sich folgende Formel.

The normalization by division with the sum of the weighting factors can be done after the sum of the partial products. This results in the following formula.

Eine entsprechende Anordnung ist in Bild 8 dargestellt. A corresponding arrangement is shown in Figure 8.

Claims

1. A method for scaling image data with transparency information, characterized in that

a) the source image data contain on the one hand brightness and / or color information and on the other hand transparency information;

b) the scaled image data also contain brightness / color information and transparency information;

c) the scaled transparency information is calculated as a weighted average of the transparency information of the source image data;

d) the transparency information of the source image data is used to determine modified weighting factors;

e) the scaled brightness / color information is calculated as a weighted average of the brightness / color information of the source image data with weighting factors modified in accordance with the transparency information.

2. The method according to claim 1, characterized in that modified Weighting factors are stored in tables.

3. The method according to claim 2, characterized in that the modified weighting factors are not standardized and standardized by Division with the sum of the modified weighting factors.

4. The method according to claim 3, characterized in that the division the modified weighting factors after determining the weighted Total is done.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the modified weighting factors by multiplying the geometric Weighting factors with the transparency information of the respective pixels is calculated.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the transparency information is binary.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the transparency information can indicate semi-transparency.