DE19540424C2 - Verfahren zum Übertragen eines digitalen Bildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines digitalen Bildes insbesondere in eine Speichereinrichtung oder zu einer Anzeige- oder Druckvorrichtung, wobei das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln besteht, jedem Pixel ein m-dimensionaler Vektor (m ∈ N ₊) zugeordnet ist, dessen m Komponenten nur bestimmte Zahlenwerte aus einem oder mehreren Wertebereichen mit jeweils einer vorbestimmten Anzahl möglicher Zahlenwerte annehmen können, das Bild mittels binärcodierter Signale übertragen wird, die einen das Bild repräsentierenden Binärcode enthalten, und wobei der das Bild repräsentierende Binärcode aus einer Vielzahl von Codeabschnitten besteht.

Solche Verfahren sind bekannt, z. B. aus den deutschen Patentschriften DE 30 26 018 C2 und DE 32 02 913 C2. Sie dienen dazu, ein von einer elektromechanischen oder elektronischen Abtasteinrichtung geliefertes, ein in einer Speichervorrichtung gespeichertes oder ein sonstwie erzeugtes, z. B. aus gemessenen oder willkürlich gewählten Daten berechnetes, digitales Bild zu übertragen, also z. B. - wie beim Telefaxgerät - ein von einer CCD-Zeilen- oder -Flächenabtasteinrichtung abgetastetes Bild über eine Datenleitung (z. B. eine Telefonleitung) oder drahtlos (per Funk) zu einem Empfangsgerät zu senden, wo es in der Regel ausgedruckt wird, oder aber - wie z. B. bei bildgebenden medizinischen Geräten - ein mittels einer entsprechenden Einrichtung, z. B. einem Ultraschall- oder Röntgengerät, gewonnenes Bild sehr hoher Auflösung in einen Speicher zu übertragen oder von dort bei Bedarf abzurufen und zu einer Anzeigevorrichtung, in der Regel einem Bildschirm, zu übertragen.

Den einzelnen Elementen des Bildes (Pixeln) sind dabei Vektoren zugeordnet, die im einfachsten Fall, wenn es sich um Grauwertbilder handelt, eindimensional (skalar) sind und deren Komponenten nur aus einer in der Regel ganzen Zahl aus einem vorbestimmten Wertebereich, z. B. [0, 63], mit einer vorbestimmten Anzahl, z. B. 64, möglicher Zahlenwerte besteht, die dann möglichen Graustufen des jeweiligen digitalen Bildes entsprechen, wobei z. B. der niedrigste Wert für ein weißes, der höchste Wert für ein völlig schwarzes Bildelement steht, wobei aber auch beliebige andere Zuordnungen möglich sind.

Den Pixeln können auch, wie z. B. bei Farbbildern, dreidimensionale Vektoren zugeordnet sein, deren drei Komponenten den möglichen Intensitätsniveaus dreier Grundfarben, z. B. den Farben Rot, Grün, Blau oder Zyan, Magenta und Gelb, entsprechen.

Schließlich können den Pixeln auch Vektoren mit mehr als drei Dimensionen zugeordnet sein, z. B. 20-dimensionale wie bei einigen Radarbeobachtungsatelliten, deren zwanzig verschiedene Komponenten dann z. B. den möglichen Intensitätsniveaus verschiedener Meßgrößen entsprechen.

Zum Übertragen der Bilder, z. B. in einen Speicher oder zu einer Anzeige- oder Druckvorrichtung oder zu einer sonstigen Verarbeitungseinrichtung, müssen diese Vektoren in entsprechende z. B. nach dem sog. Huffman-Code oder dem sog. modifierten Wyle-Code binärcodierte Signale umgesetzt werden. Dabei tritt das Problem auf, daß die Bilder oftmals nicht nur über eine sehr große Anzahl von Pixeln verfügen (die Anzahl von Pixeln pro Bild bewegt sich bei bildgebenden medizinischen Verfahren nicht selten in der Größenordnung von 10⁶ oder 10⁷), sondern daß auch der oder die Wertebereiche relativ groß ist, so daß also u. U. sehr viele sehr lange Binärcodes in an sich bekannter Weise zu übertragen sind. Viele lange Binärcodes bedeuten aber, daß die Übertragung selbiger zeit- und kostenaufwendig ist und daß ein solchermaßen in einen Speicher übertragenes Bild sehr viel Speicherplatz benötigt.

Zur Lösung dieses Problems wurden schon verschiedene Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, um die zu übertragenden Bildinformationen zu komprimieren, wobei sich die Verfahren grob danach unterscheiden lassen, ob die Kompression mit einem Informationsverlust verbunden ist oder nicht. So sind z. B. die in den beiden oben genannten deutschen Patentschriften beschriebenen Kompressionsverfahren stets mit einem Informationsverlust verbunden. Da dort jedoch die schnelle Übertragung per Telefax im Vordergrund steht und es auf eine besonders hohe Auflösung nicht ankommt, wirkt sich dort der Informationsverlust nicht sonderlich nachteilig aus.

Ein weiteres verlustbehaftetes Verfahren ist aus der US 4,910,608 bekannt. Dieses Verfahren basiert auf der Annahme, jedes Bild lasse sich durch seine Kanten hinreichend beschreiben. Bei detailreichen Bildern mit mehr als 64 Graustufen oder Röntgenbilder ergibt sich jedoch praktisch keine Datenkompression. Für medizinische Bilddatensätze ist das Verfahren ungeeignet.

Sollen jedoch Bilder hoher Auflösung übertragen werden, die z. B. von einem medizinischen oder physikalischen Meßgerät geliefert werden, so darf es bei der Kompression normalerweise nicht zu einem Informationsverlust kommen. Ein verlustfreies Kompressionsverfahren wird z. B. in der US-PS 5,051,745 beschrieben. Die ohne Informationsverlust arbeitenden Verfahren basieren in der Regel auf der Annahme, daß die möglichen Zahlenwerte von den Komponenten der den Pixeln zugeordneten Vektoren mit unterschiedlicher Häufigkeit angenommen werden, also z. B. normalverteilt sind, wobei dann den häufig vorkommenden Zahlenwerten ein kurzer Binärcode, den seltenen Zahlenwerten ein langer Binärcode zugewiesen wird. Analog werden bei manchen Verfahren Blöcke aus aufeinanderfolgenden Pixeln mit jeweils gleichen Vektoren gebildet, sodann die Anzahl (Blockfolgenlänge) der Pixel in einem solchen Block bestimmt und den häufig vorkommenden Blockfolgenlänge kurze, selteneren lange Binärcodes zugewiesen. Wenn jedoch viele oder alle Zahlenwerte mit der gleichen Wahrscheinlichkeit angenommen werden, bzw. wenn viele oder alle Blockfolgenlängen gleich häufig sind, bewirken diese Verfahren keine oder höchsten eine sehr geringe Kompression.

Ein weiteres verlustfrei arbeitendes Verfahren ist aus dem Aufsatz von C. Krüger "Verlustfreie Bildkomprimierung unter Berücksichtigung der Zweidimensionalität eines Bildes", in: Nachrichtentechnische Elektronik, Heft 4, 1995, Seiten 45 ff. bekannt. Dabei wird das Bild in rechteckige Regionen aufgeteilt, die homogen sein müssen (notwendige Voraussetzung des Verfahrens). Das Schema der Aufteilung ist vom Bildinhalt abhängig und muß nicht separat gespeichert werden. Das Verfahren ist für natürliche Bilder mit Rauschen ungeeignet, weil dort die Voraussetzungen (große homogene Flächen) nicht erfüllt sind.

Aus K. Riedel: Datenreduzierende Bildcodierung, München Franzis-Verlag GmbH 1986, S. 47 bis 49 ist ein verlustfrei arbeitendes Verfahren für Binärbilder bekannt, bei dem jeweils zwei Bildzeilen zusammen betrachtet und in vier Blöcke aufgeteilt werden.

Jeder Block, in dem sich ein Pixel mit Pixelwert = 1 befindet, wird wieder in vier Blöcke aufgeteilt. Dies setzt sich so fort, bis nur noch 2 × 2-Blöcke bleiben. Diese letzte Auflösungsstufe wird dann komplett übertragen.

Damit dieses Verfahren überhaupt zu einer Datenkompression führt, ist ein Bild mit langen Folgen eines Pixelwertes 0 (lange horizontale weiße Streifen) wie bei Runlength-Coding (RLE) oder PackBits (PCX-Dateiformat) notwendige Voraussetzung. Bei verrauschten Bildern oder Bildern mit großer Schwärzung entartet es: so braucht das Verfahren für ein schwarzes Bild mit 2 × 128 Pixel (entsprechend 256 bit) 359 bit zur Codierung.

Aus Wong, S. et al.: "Radiologic Image Compression - A Review", in: Proc. IEEE, Vol. 83, No. 2, Febr. 1995, S. 194-219, sind verschiedene Differenzpyramiden-Verfahren bekannt, bei denen die Differenzen der Pixelwerte einer 2 × 2 Region zu deren Mittelwert als Huffmancode (im Artikel als variable-length coding bezeichnet) codiert werden. Dieses Schema wird von einer Auflösungsstufe zur nächsten fortgesetzt und so die Differenzpyramide gebildet.

Die verschiedenen Pyramidenverfahren unterscheiden sich nur marginal voneinander durch die unterschiedliche Art, die Differenz der 2 × 2 Pixel zum Mittelwert auszurechnen. Die Difference of Gaussian und die Laplace-Pyramide sind Spezialfälle der Differenzpyramide.

Durch den Huffmanncode (oder ähnliche Verfahren) ist die Kompressionsleistung auf maximal 1 : 8 (im optimalen Fall des homogenen Bildes) beschränkt. Hinzu kommt zusätzlicher Speicheraufwand für die kleineren Ebenen von 1/3 der Originalbildgröße (Grenzwert der Reihe 1/4 + 1/16 + 1/64 . . .). Die Verfahren sind für Binärbilder ungeeignet, da sie dort zu keiner Kompression führen.

Alle genannten Verfahren arbeiten zwar beim Komprimieren u. U. sehr schnell, jedoch benötigt die Dekompression oft sehr viel Zeit, was insbesondere dann störend ist, wenn ein komprimiertes Bild aus einem Speicher zu einer Anzeigevorrichtung übertragen werden soll. Dabei wird dann, auch wenn es sich bei der Anzeigevorrichtung beispielsweise nur um einen Bildschirm mit einer Auflösung von 480 × 640 Pixeln handelt, zuerst das z. B. aus 1920 × 2560 Pixeln bestehende Bild komplett dekomprimiert und dann auf die entsprechende Bildschirmgröße verkleinert. So dauert selbst bei schnell arbeitenden Geräten der Bildaufbau eines von einem Computertomographen gelieferten und komprimierten Bildes bis zu 10 Sekunden, was dem Betrachter ein schnelles "Durchblättern" eines ganzen Satzes von Bildern unmöglich macht.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine schnelle Übertragung eines digitalen Bildes ohne Informationsverlust z. B. in einen oder aus einem Speicher, zu einer Anzeige- oder Druckeinrichtung o. dgl. ermöglicht.

Diese Aufgabe wird zum einen von einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art gelöst, bei welchem die Pixel zunächst nach einem vorbestimmten ersten Auswahlkriterium zu Gruppen zusammengefaßt werden, worauf innerhalb einer jeden Gruppe die Abweichungen der den Pixeln zugeordneten Vektoren von dem einem nach einem vorbestimmten zweiten Auswahlkriterium für die Gruppe ausgewählten Pixel (Leitpixel erster Art) zugeordneten Vektor (Leitvektor erster Art) bestimmt werden. Sodann wird jeder Leitvektor erster Art in ein Signal (Leit­ signal erster Art) umgesetzt, und für jede Gruppe, in denen keiner der Vektoren von dem jeweiligen Leitvektor erster Art abweicht, wird ein Signal (Gleichheitsignal) erzeugt, wäh­ rend für alle anderen Gruppen die jeweiligen Differenzen in eine der Anzahl der Pixel der jeweiligen Gruppe entsprechen­ de Anzahl von Signalen (Differenzsignalen erster Art) umge­ setzt werden.

Diese Leit-, Gleichheits- und Differenzsignale können dann zu einem Bildsignal verkettet werden, welches bei geringerem Speicherbedarf als das ursprüngliche Bild die komplette Bildinformation enthält.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung werden die Leitpixel nach einem nicht notwendigerweise mit dem ersten Auswahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium erneut zu Gruppen zusammengefaßt, worauf innerhalb der Gruppen die Abweichungen der den Leitpixeln zugeordneten Leitvektoren von dem einem nicht notwendigerweise mit dem zweiten Aus­ wahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium ausgewähl­ ten Leitpixel zweiter Art zugeordneten Leitvektor zweiter Art bestimmt werden. Sodann werden die Leitvektoren zweiter Art in Leitsignale zweiter Art umgesetzt. Bei Übereinstim­ mung der Vektoren innerhalb einer Gruppe wird ein Gleich­ heitssignal erzeugt, während ansonsten die Differenzen in Differenzsignale zweiter Art umgesetzt werden. Dies ermög­ licht eine noch weitere Kompression und damit Beschleunigung der Übertragung, ohne das dabei auf Teile der Bildinforma­ tionen verzichtet werden müßte.

Bei einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens werden die Verfahrenschritte Zusammenfassen der Leitpixel n-ter Art (wobei n ∈ N ₊) zu Gruppen, Auswählen eines Leitpixels (n + 1)-ter Art, Bestimmen der Abweichungen und Erzeugen von Leitsignalen (n + 1)-ter Art, Gleichheits­ signalen und Differenzsignalen (n + 1)-ter Art iterativ wie­ derholt, bis ein vorbestimmtes Abbruchkriterium erreicht ist. Ein solches Abbruchkriterium kann sich zum Beispiel aus der Auflösung einer Anzeige- oder Druckeinrichtung, zu wel­ cher das Bild übertragen werden soll, ergeben, oder es kann dann abgebrochen werden, wenn keine Differenzsignale mehr erzeugt werden.

Die Aufgabe wird ferner von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem die Pixel nach einem vor­ bestimmten ersten Auswahlkriterium zu Gruppen zusammengefaßt werden, worauf innerhalb einer jeden Gruppe die Abweichungen der den Pixeln zugeordneten Vektoren von dem einem nach einem vorbestimmten zweiten Auswahlkriterium für die Gruppe ausgewählten Pixel (Leitpixel erster Art) zugeordneten Vek­ tor (Leitvektor erster Art) bestimmt werden. Schließlich wird für jede Gruppe, in denen keiner der Vektoren von dem jeweiligen Leitvektor erster Art abweicht, der Leitvektor erster Art in ein Signal (Gleichheitssignal erster Art) umgesetzt, während für alle anderen Gruppen der jeweilige Leitvektor erster Art in ein Signal (Leitsignal erster Art) und die jeweiligen Differenzen in Signale (Differenzsignale erster Art) umgesetzt werden. Auch dieses Verfahren erlaubt eine verlustfreie Kompression, eine schnelle Dekompression und eine schnelle Übertragung eines digitalen Bildes, wenn die so erzeugten Signale in an sich bekannter Weise zu einem Bildsignal verkettet werden.

Dieses Verfahren kann vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, daß die Gleichheits- und/oder Leitsignale erster Art nach einem nicht notwendigerweise mit dem ersten Auswahl­ kriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium zu Gruppen zusammengefaßt werden, daß innerhalb der Gruppen die Abwei­ chungen der Signale von einem nicht notwendigerweise mit dem zweiten Auswahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium ausgewählten Leitsignal zweiter Art bestimmt werden und daß dann, wenn es sich bei den Signalen innerhalb einer Gruppe um identische Gleichheitssignale handelt, ein Gleichheitssi­ gnal erzeugt wird, während ansonsten die Differenzen in Differenzsignale zweiter Art umgesetzt werden.

Bevorzugt wird dieses Verfahren dann so durchgeführt, daß die Verfahrenschritte Zusammenfassen der Gleichheits- und Leitsignale n-ter Art (wobei n ∈ N ₊) zu Gruppen, Auswählen eines Leitsignales (n + 1)-ter Art, Bestimmen der Abweichungen und Erzeugen von Gleichheitssignalen und/oder Differenzsig­ nalen (n + 1)-ter Art iterativ wiederholt werden, bis ein vor­ bestimmtes Abbruchkriterium erreicht ist, wobei sich ein solches Abbruchkriterium, wie bereits erwähnt, z. B. aus dem Auflösungsvermögen derjenigen Einrichtung ergeben kann, zu welcher das Bild übertragen werden soll.

Bei beiden erfindungsgemäßen Verfahren kann das erste Aus­ wahlkriterium eine Nachbarschaftsbeziehung zwischen den Pixeln sein. Insbesondere kann, wenn die Pixel in dem Bild matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei die Position jedes Pixels in dem Bild durch eine Zeilen- und eine Spaltenkoordinate beschrieben wird, die Nachbarschafts­ beziehung eine vorbestimmte Anzahl von Inkrementationen und/oder Dekrementationen der Zeilen- und/oder Spaltenkoor­ dinaten der Pixel enthalten, d. h. es werden z. B. vier in einer Reihe oder Zeile aufeinanderfolgende Pixel zu einer Gruppe zusammengefaßt. Ebenso können z. B. vier Pixel zusam­ megefaßt werden, die sich in ihren Zeilen- oder Spaltenkoor­ dinaten um jeweils eine Einheit unterscheiden, also z. B. die Pixel mit den Koordinaten (1,1), (1,2), (2,1) und (2,2).

Ist jedem Pixel ein eindimensionaler Vektor zugeordnet, so kann das zweite Auswahlkriterium derart vorbestimmt werden, daß als Leitpixel für jede Gruppe jeweils ein Pixel aus der Gruppe ausgewählt wird. Dabei kann z. B. so vorgegangen wer­ den, daß die Komponenten der Vektoren der Pixel nach ihrer Größe in aufsteigender Reihenfolge geordnet werden und ein Pixel als Leitpixel ausgewählt wird, dessen Vektorenkompo­ nente sich in der Mitte oder unmittelbar neben der Mitte dieser Reihe befindet. Alternativ kann auch der Mittelwert der Komponenten gebildet und dasjenige Pixel als Leitpixel ausgewählt werden, dessen Vektorenkomponente dem Mittelwert am nächsten kommt. Dies stellt sicher, daß es sich bei den eventuell auftreteten Differenzen der Vektoren zu dem Leit­ vektor um die kleinsten im jeweiligen Fall möglichen Zahlen handelt, deren Binärcodierung entsprechend kurz ist.

Bevorzugt wird jedoch in diesen Fällen, in denen den Pixeln nur eindimensionaler Vektoren zugeordnet sind, so vorgegan­ gen, daß das zweite Ausfallkriterium zur Auswahl eines Leit­ pixels aus der Gruppe die Komponenten der Vektoren der Pixel nach ihrer Größe in aufsteigender Reihenfolge ordnet und ein Pixel als Leitpixel auswählt, dessen Vektorenkomponente sich am Anfang oder Ende dieser Reihe befindet. Dies hat den Vorteil, daß immer nur eine Art von Abweichung der Komponen­ ten von der ausgewählten Komponente (Leitkomponente), die ja entweder größer oder gleich oder aber kleiner oder gleich allen anderen Komponenten ist, nämlich entweder nur Abwei­ chungen der Werte nach oben (zu der Leitkomponente muß also eine Zahl größer oder gleich null addiert werden, um die betreffende Komponente zu erhalten), oder nur Abweichungen nach unten (von der Leitkomponente muß also eine Zahl größer oder gleich null subtrahiert werden, um die betreffende Komponente zu erhalten), was in beiden Fällen gleichermaßen vorteilhaft durch einen besonders kurzen Code ausgedrückt werden kann, worauf im Zusammenhang mit der Figurenbeschrei­ bung noch eingegangen wird.

Handelt es sich um ein Bild, dessen Pixeln jeweils zwei- oder mehrdimensionale Vektoren mit jeweils zwei oder mehr Komponenten (Komponenten der ersten und zweiten etc. Dimen­ sion) zugeordnet sind, so kann das zweite Auswahlkriterium die Komponenten jeder Dimension nach ihrer Größe in jeweils einer Reihe anordnen, aus jeder Reihe eine Komponente in der Mitte oder unmittelbar neben der Mitte der Reihe auswählen, diese Komponenten zu einem Leitvektor zusammensetzen und so ein Leitpixel für die Gruppe erzeugen. Alternativ kann das zweite Auswahlkriterium auch die Mittelwerte der Komponenten jeder Dimension bestimmen, jeden Mittelwerte ggf. auf einen der möglichen Zahlenwerte der erlaubten Wertebereiche auf- oder abrunden, aus diesen Mittelwerten einen Leitvektor bilden und so ein Leitpixel für die Gruppe erzeugen.

Bevorzugt wird in diesen Fällen, in denen jedem Pixel ein zwei- oder mehrdimensionaler Vektor mit jeweils zwei- oder mehr Komponenten (Komponenten der ersten und zweiten etc. Dimension) zugeordnet ist, so vorgegangen, daß das zweite Auswahlkriterium die Komponente in jeder Dimension nach ihrer Größe in jeweils einer Reihe anordnet, entweder aus jeder Reihe die kleinste oder aus jeder Reihe die größte Komponente auswählt, diese Komponenten zu einem Leitvektor zusammensetzt und so ein Leitpixel für die Gruppe erzeugt. Dies hat dann den bereits für Bilder, in denen den Pixeln nur eindimensionale Vektoren zugeordnet sind, erwähnten Vorteil, daß entweder alle Komponenten größer oder gleich oder aber kleiner oder gleich den Komponenten des Leitvek­ tors sind, was dann besonders einfach codiert werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den rein beispielhaft drei mögliche Durchführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren illustrierenden Zeichnungen.

In der Fig. 1a ist ein digitales Bild aus 64 Pixeln darge­ stellt, die matrixartig in je acht Zeilen und Spalten an­ geordnet sind. Den Pixeln sind eindimensionale Vektoren zugeordnet, deren Komponenten einen Wert aus dem Wertebe­ reich [0, 1] annehmen können, wobei der Wert 0 einem weißen, der Wert 1 einem schwarzen Pixel entspricht. Man spricht in diesem Fall einfach davon, daß den Pixeln jeweils einer der Werte (Pixelwerte) 0 oder 1 zugeordnet sei. Ohne Kompression entspräche dieses Bild einem 64-stelligen Code, oder, wenn man jede Stelle eines Binärcodes als Bit bezeichnet, 64 Bit, nämlich dem Code 00110000|00110000|00110000|00110000|0011­ 0100|00111100|00000000|00000000, wenn man die Zeilen von links oben nach rechts unten schreibt, wobei das Zeichen "|" hier nur zur Verdeutlichung der Zeilenenden eingefügt wurde und nicht mitgezählt oder mitübertragen wird.

In den Fig. 1b und 1c sind in jeweils einer 4 × 4 Matrix die sich bei Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 4 (Fig. 1b) bzw. nach Anspruch 1 (Fig. 1c) auf das Bild ergebenden Gleichheits- bzw. Leitsignale durch Zahlen bzw. Zeichen schematisch angedeutet. Dabei ist das erste Auswahlkriterium in beiden Fällen derart definiert worden, daß jeweils vier Pixel, von denen jedes alle anderen Pixel mit wenigstens einer Kante oder Ecke berührt, zu einer Gruppe zusammenge­ faßt werden. Gibt m die Zeilen- und n die Spaltenkoordinate eines Pixels an, m, n ∈ [1, 8], so kann man sagen, daß sich in jeder Gruppe vier Pixel mit den Koordinaten (m, n), (m, n + 1), (m + 1, n) und (m + 1, n + 1) befinden, wobei jedes Pixel nur ein­ mal einer Gruppe zugeordnet wird. In der ersten, sich in den Fig. 1b und 1c jeweils links oben in der Matrix befinden­ den Gruppe sind also die Pixel zusammengefaßt worden, die in der Fig. 1a die Koordinaten (1,1), (1,2), (2,1) und (2,2) besitzen. An diese Gruppe schließt sich rechts die Gruppe der Pixel mit den Koordninaten (1,3), (1,4), (2,3), (2,4) an, während sich unmittelbar darunter die Gruppe der Pixel mit den Koordinaten (3,1), (3,2), (4,1) und (4,2) befindet usw.

Wird nun das zweite Auswahlkriterium derart vorbestimmt, daß dann und nur dann ein Vektor mit der Komponente 0 als Leit­ vektor - oder anders ausgedrückt: ein Pixel mit Pixelwert 0 als Leitpixel - für die jeweilige Gruppe ausgewählt wird, wenn alle Pixel in der Gruppe den Pixelwert 0 besitzen, während ansonsten ein Pixel mit Pixelwert 1 ausgewählt wird, so kann man sagen, daß jede "0" in der Fig. 1b für vier identische Pixel mit identischen Pixelwerten 0 steht, wäh­ rend jede "1" andeutet, daß in der von ihr repräsentierten Gruppe von vier Pixeln wenigstens eines den Pixelwert 1 besitzt.

Demgegenüber wurde zur Bestimmung der in der Fig. 1c sym­ bolisch dargestellten Signale das zweite Auswahlkriterium derart definiert, daß für jede Gruppe die jeweils vier Pi­ xelwerte nach ihrer Größe in aufsteigender Reihenfolge an­ geordnet und der Gruppe immer ein Pixel mit demjenigen Pi­ xelwert als Leitpixel vorgegeben wurde, der sich an zweiter Stelle in dieser Reihenfolge befand. Besaßen alle vier Pixel denselben Pixelwert, so wurde ein durch das Zeichen "*" sym­ bolisiertes Gleichheitssignal erzeugt. In der Fig. 1c steht also die Zeichenfolge "0*" für vier Pixel mit identischen Pixelwerten 0, die Zeichenfolge "1*" für vier Pixel mit identischen Pixelwerten 1.

Die sich so ergebenden Signale können nun, wie in den Fig. 1d bzw. 1e schematisch dargestellt, erneut in der be­ schriebenen Weise zusammengefaßt werden.

Bei den in den Fig. 1d und 1e gezeigten Durchführungsbei­ spielen wurde das Auswahlkriterium zur Auswahl der zu einer Gruppe zusammenzufassenden Signale analog zu dem 1. Auswahl­ kriterium definiert, und zwar wurden immer solche vier Si­ gnale zu einer Gruppe zusammengefaßt, die einander in dem ursprünglichen Bild derart berührende Vierergruppen von Pixeln repräsentierten, daß jede Vierergruppe alle anderen Vierergruppen mit wenigstens einer Kante oder Ecke berührte.

Sodann wurden innerhalb der Gruppen die Abweichungen der Signale von einem hierbei nach einem mit dem zweiten Aus­ wahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium ausgewähl­ ten Leitsignal zweiter Art bestimmt und gegebenenfalls Gleichheitssignale erzeugt.

In der Fig. 1d ist veranschaulicht, wie darauf in den Fäl­ len, in denen es sich bei den Signalen innerhalb einer Grup­ pe um identische Gleichheitssignale handelte, ein Gleich­ heitssignal (hier durch eine "0" dargestellt) erzeugt wurde, während ansonsten ein Leitsignal (in der Figur durch eine "1" dargestellt) erzeugt wurde, welches folglich darauf hindeu­ tet, daß die in der jeweiligen Gruppe zusammengefaßten Si­ gnale nicht identisch waren.

Da sich im hier gezeigten Durchführungsbeipiel nach den obigen Definitionen nur die Signale, die einen Pixelwert "0" repräsentieren, von dem von dem hier einzig als Leitsignal in Frage kommenden Signal repräsentierten Pixelwert "1" unterscheiden (ein Leitsignal mit Pixelwert "0" wäre ein Gleichheitsignal), was also einer Abweichung im Pixelwert von -1 entspräche, während die Abweichung eines Signales mit Pixelwert "1" von dem Wert des Leitsignales identisch ver­ schwände, kann man definieren, daß die Abweichung -1 als "0" codiert wird, während die Identität durch "1" ausgedrückt wird. Damit ergäbe sich dann der die vollständige Bildinfor­ mation des ursprünglichen Bildes enthaltende Binärcode 1011|0101|0100|1000|1111|1111|1111|0111, wobei das Zeichen "|" wiederum nur zur leichteren Lesbarkeit eingefügt wurde, das aber in Wirklichkeit nicht erzeugt oder übertragen wird, und wobei die erste Zahlengruppe 1011 den in Fig. 1d sym­ bolisierten Signalen in zeilenweise von links nach rechts in der oberen Zeile beginnend entspricht.

Dieser Code wäre dann wie folgt zu interpretieren: Die erste Zahlengruppe 1011 bedeutet, daß sich in dem linken oberen und in den beiden unteren Quadranten der Fig. 1b jeweils wenigstens ein Leitsignal befindet, während in dem oberen rechten Quadranten der Fig. 1b vier Gleichheitssignale anzutreffen sind. Diese vier Gleichheitssignale im oberen rechten Quadranten der Fig. 1b bedeuten aber, daß sich in dem oberen rechten Quadranten der Fig. 1a sechzehn Pixel mit jeweils identischem Pixelwert 0 befinden. Die sich an die erste Zahlengruppe anschließende zweite Zahlengruppe 0101 beschreibt dann, welche Signale sich in dem linken oberen Quadranten der Fig. 1b befinden, wobei die erste 0 ausdrückt, daß in den Pixeln mit den Koordinaten (1,1), (1,2), (2,1) und (2,2) in der Fig. 1a vier identische Pixel mit Pixelwert 0 vorgesehen sind, während die darauffolgende 1 bedeutet, daß von den Pixeln mit den Koordinaten (1,3), (1,4), (2,3) und (2,4) in der Fig. 1a wenigstens eines den Pixelwert 1 besitzt. In analoger Weise beschreiben dann die beiden nächsten Vierergruppen 0100 und 1000 die in dem unte­ ren linken bzw. in dem unteren rechten Quadranten der Fig. 1b angeordneten Gleichheits- bzw. Differenzsignale.

Überall dort, wo in diesen Vierergruppen eine 0, also ein Gleichheitssignal, steht, brauchen keine weiteren Informa­ tionen übertragen zu werden. Da in diesen drei Vierergrup­ pen, die also dem oberen linken bzw. dem unteren Quadranten in Fig. 1b entsprechen (der obere rechte Quadrant der Fig. 1b braucht nicht weiter betrachtet zu werden, da sich dort nur Gleichheitssignale befinden) insgesamt vier Einsen, die vier Leitsignalen entsprechen, vorkommen, welche darauf hindeuten, daß in den von diesen Einsen repräsentierten Vierergruppen von Pixeln jeweils wenigstens ein Pixel den Pixelwert 1 besitzt, müssen sich in dem Code noch vier wei­ tere Vierergruppen von Zahlen anschließen, so daß hier der die vollständige Bildinformation enthaltende Binärcode aus insgesamt 32 Zeichen (32 Bit) besteht. Dies entspricht einer Kompression des zu übertragenden Codes auf 50% der ursprüng­ lichen Binärcodelänge.

Man beachte, daß auch die in den Fig. 1d bzw. 1b symboli­ sierten Signale direkt auf einer Anzeigevorrichtung, also z. B. einem Bildschirm angezeigt werden können, was dann zwar praktisch einem Bild mit einer gröberen Auflösung ent­ spricht, wobei jedoch der Bildaufbau wesentlich schneller erfolgen kann, als wenn das komplette Bild gemäß Fig. 1a aufgebaut werden müßte, so daß der Verwender dieses Verfahrens beim Suchen eines bestimmten Bildes sich z. B. grund­ sätzlich zunächst nur die in Fig. 1b symbolisierte zweite "Auflösungsebene" des Bildes anzeigen lassen kann, was in der Regel zum Auffinden eines bestimmten Bildes genügt.

In der Fig. 1e ist dargestellt, wie die in der Fig. 1c symbolisierten Leit- und Gleichheitssignale erneut zu Grup­ pen zusammengefaßt wurden, wobei die in dem oberen rechten Quadranten der Fig. 1e symbolisierten Signale 0* darauf hinweisen, daß in dem oberen rechten Quadranten der Fig. 1c vier identische, mit Gleichheitssignalen gekoppelte Leitsig­ nale angeordnet sind, was wiederum bedeutet, daß sich in dem oberen rechten Quadranten der Fig. 1a sechzehn Pixel mit Pixelwert 0 befinden. Die drei nicht mit dem durch das Zei­ chen "*" symbolisierten Gleichheitssignal gekoppelten Signa­ le in dem linken oberen und den unteren Quadranten der Fig. 1e bedeuten, daß sich in den von diesen Leitsignalen reprä­ sentierten Vierergruppen jeweils nicht identische Signale befinden, daß also zum Erhalt der vollständigen Bildinforma­ tion außer diesen Signalen weitere übertragen werden müssen. Beginnt man mit der gewissermaßen "gröbsten Auflösungsebene" des Bildes, also Fig. 1e, und schreibt die zu übertragenden Signale zeilenweise von links nach rechts in dem oberen Quadranten jeder Auflösungsebene beginnend auf, so lautete die hier zu übertragende Signalkette 0 0* 0 0 | 0* 1* 0* 1* | 0* 1* 0* 0* | 1 0* 0* 0* | 0 1 1 1|, was zum Beispiel gemäß Tabelle 1 binärcodiert werden kann.

Tabelle 1

Benutzt man diese Codierweise, so ergibt sich der Binärcode |00 10 00 00|10 11 10 11|10 11 10 10|01 10 10 10| 00 01 01 01|, der aus 40 Zeichen besteht. Die vollständige Bildinfor­ mation kann also mittels eines Codes einer Länge von nur 40 Bit (ggü. 64 Bit im ursprünglichen Bild) übertragen werden.

Die Fig. 2a zeigt beispielhaft ein digitales Bild aus wie­ derum 64 in je acht Zeilen und Spalten angeordneten Pixeln, denen eindimensionalen Vektoren zugeordnet sind, deren Kom­ ponenten hierbei allerdings Werte aus dem Wertebereich [0, 15] annehmen können sollen. Man kann auch sagen, es können sechzehn verschiedene "Graustufen" in dem Bild vorkommen. Aus drucktechnischen Gründen wurde allerdings das Beispiel­ bild derart gewählt, daß tatsächlich nur vier verschiedene Pixelwerte - vier verschiedene Graustufen - auftreten, wobei wie in Fig. 2b gezeigt, die sehr helle Graustufe dem Pixel­ wert 2, die sehr dunkle dem Pixelwert 10 entsprechen soll. Zur Binärcodierung eines Zeichens, das theoretische in sech­ zehn verschiedenen Formen auftreten kann, werden pro Zeichen wenigstens 4 Bit benötigt. Wandelte man nun das in Fig. 2a gezeigte Bild bzw. das dazu äquivalente Bild der Fig. 2b zur Übertragung in einen Binärcode z. B. gemäß Tabelle 2 ohne vorherige Kompression um, so benötigte man dazu 256 Bit (64 Pixel, 4 Bit pro Pixelwert).

Tabelle 2

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens z. B. gemäß Anspruch 1 erlaubt nun vorteilhaft die Übertragung der voll­ ständigen Bildinformation mittels weniger Signale, die aus dem Ursprungsbild wie folgt erzeugt werden:
Zunächst faßt man, wie in Fig. 2c gezeigt, nach einem be­ stimmten ersten Auswahlkriterium, das im gezeigten Beispiel dem im Zusammenhang mit den Fig. 1a-1e beschriebenen er­ sten Auswahlkriterium entspricht (es werden also immer vier Pixel zu einer Gruppe zusammengefaßt, von denen jedes alle anderen drei Pixel im Ursprungsbild mit wenigstens einer Ecke oder Kante berührt). Das zweite Auswahlkriterium wurde zuvor so definiert, daß es für jede Gruppe immer ein Pixel aus der jeweiligen Gruppe als Leitpixel auswählt, und zwar immer ein Pixel mit dem niedrigsten in der Gruppe vorkom­ menden Pixelwert. Wenn alle Pixelwerte in der Gruppe iden­ tisch waren, wurde ein Gleichheitssignal, in der Zeichnung durch das Zeichen "*" symbolisiert, erzeugt und dem jeweili­ gen Leitsignal zugeordnet.

Die so erzeugten Leit- und Gleichheitssignale wurden, wie in Fig. 2d veranschaulicht, erneut zu Vierergruppen zusammen­ gefaßt, und zwar in der im Zusammenhang mit den Fig. 1d und 1e beschriebenen Weise.

Auch die sich so ergebende Vierergruppe aus drei Leitsigna­ len und zwei einander zugeordneten Leit- und Gleichheits­ signalen, wurde schließlich noch einmal zu einer Gruppe zu­ sammengefaßt, wie in Fig. 2e gezeigt.

Die sich so ergebende, die komplette Bildinformation enthal­ tende Signalkette lautet dann, beginnend mit dem Leitsignal aus Fig. 2e, woran sich zeilenweise von links nach rechts in der oberen Zeile einer jeden "Auflösungsebene" beginnend die Gleichheits- und Differenzsignale anschließen: | 2 | * 2 2 2 | * * 0 4 | * 0 * 0 | 4* 4 0 0 | 0 4 0 4 | 0 0 2 0 | 0 0 0 4 | 0 4 0 0 | 2 0 0 0 | 4 4 0 0 | 4 0 0 0 |. Diese Signalkette wäre dann, wenn das komplette in Fig. 2a gezeigte Bild z. B. auf einer matrixartigen Rastervorrichtung (z. B. einem Bild­ schirm) mit 64 Feldern aufgebaut werden soll, folgendermaßen zu interpretieren: Der erste Leitwert ist 2, jedem einem Feld der Matrix der Anzeigevorrichtung entsprechenden Pixel ist also zunächst der Pixelwert 2 zuzuordnen - oder anwei­ sungsmäßig ausgedrückt: schreibe in jedes Feld der Matrix (wobei als Matrix hier z. B. das von den senkrechten und waagerechten Linien gebildete Gitter in der Fig. 2b angese­ hen werden und man also von einer 8 × 8 Matrix sprechen kann) eine 2.

Die folgenden Signale lauten * 2 2 2, der Wert in jedem der sechzehn Felder in dem oberen linken Quadranten der Matrix bleibt also konstant (was bedeutet, daß sich in dem linken oberen Quadranten sechzehn Pixel mit identischen Grauwerten befinden), während die Werte in den Feldern der restlichen drei Quadranten der 8 × 8 Matrix jeweils um 2 erhöht werden müssen.

Es folgen die Signale * * 0 4, die sich, nachdem der obere linke Quadrant nicht mehr weiter betrachtet werden muß, auf den rechten oberen Quadranten der 8 × 8 Matrix beziehen und die bedeuten, daß, wenn man diesen Quadranten als 4 × 4 Matrix betrachtet und in vier Quadranten (Unterquadranten) auf­ teilt, in den beiden oberen Unterquadranten in diesem Qua­ dranten alle Werte von nun an konstant bleiben (also, da in die Felder dieser Unterquadranten zunächst eine 2 geschrie­ ben und dann eine 2 addiert wurde, alle den Wert 4 aufwei­ sen), während in die Felder des linken unteren Unterquadran­ ten zunächst zwar nichts neues geschrieben wird, die Werte in diesen Feldern aber noch nicht konstant sind und während den Werten in dem rechten unteren Unterquadranten jeweils die Zahl 4 hinzuaddiert werden muß.

Die sich anschließenden Signalgruppen * 0 * 0 und 4* 4 0 0 beziehen sich in analoger Weise auf die beiden unteren, jeweils 4 × 4 Felder großen Quadranten.

Es folgt die Signalgruppe 0 4 0 4, die nun über die Felder in dem noch zu betrachtenden linken unteren Unterquadranten des rechten oberen Quadranten etwas aussagt, und zwar, daß dem Wert in dem oberen linken Feld dieses Unterquadranten, welches also, wenn man die aus Fig. 1a bekannte Zeilen- und Spaltenkoordinatenschreibweise zugrundelegt, die Koordinaten (3, 5) (dritte Zeile von oben, fünfte Spalte von links) be­ sitzt, nichts hinzuaddiert werden muß, während der Wert in dem Feld mit den Koordinaten (3, 6) um 4 zu erhöhen ist usw. Auf diese Weise erhält man schließlich aus den Signalen das komplette in Fig. 2a bzw. 2b gezeigte Grauwertbild.

Die Signale können z. B. gemäß Tabelle 3 binärcodiert werden, und man erhält bei diesem Beispiel einen 140 Zeichen (140 Bit) langen Code, während für das ursprüngliche, dieselbe Information enthaltende Bild 256 Bit benötigt wurden.

Tabelle 3

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlun­ gen und Weiterbildungen möglich, die sich z. B. auf die Art und Weise, wie die das erste und das zweite Auswahlkriterium definiert werden, beziehen. So ist es z. B. möglich und gera­ de bei medizinischen Computertomographie-Bildern auch durch­ aus sinnvoll, anstelle der gezeigten Vierergruppen von be­ nachbarten Pixeln, die Pixel kreis- oder ringförmig zusam­ menzufassen, oder am Rand oder in der Mitte mit dem Gruppie­ ren beginnend auf aufeinanderfolgenden Abschnitten einer imaginären Spirale liegende Pixel zusammenzufassen. Das zu übertragende Bild kann zunächst vollständig mit den erfin­ dungsgemäßen Verfahren bearbeitet und dann komplett über­ tragen werden, es können aber auch zunächst nur einige Zei­ len (oder sogar nur eine einzige Zeile) des Ursprungsbildes in einer der beschriebenen Weisen bearbeitet und Übertragen werden, worauf dann weitere Zeilen oder Spalten bearbeitet werden. Die beschriebenen Verfahren können problemlos zur Übertragung sog. 3D-Bilder verwendet werden, wobei diese Bilder aus sog. Volumendaten aufgebaut sind und man die einzelnen Bildelemente nicht als Pixel sondern als Voxel bezeichnet.

Claims (15)

1. Verfahren zum Übertragen eines digitalen Bildes insbesondere in eine Speichereinrichtung oder zu einer Anzeige- oder Druckvorrichtung, wobei
das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln besteht,
jedem Pixel ein m-dimensionaler Vektor (m ∈ N ₊) zugeordnet ist, dessen m Komponenten nur bestimmte Zahlenwerte aus einem oder mehreren Wertebereichen mit jeweils einer vorbestimmten Anzahl möglicher Zahlenwerte annehmen können,
das Bild mittels binärcodierter Signale übertragen wird, die einen das Bild repräsentierenden Binärcode enthalten, und wobei
der das Bild repräsentierende Binärcode aus einer Vielzahl von Codeabschnitten besteht und mit folgenden Schritte erzeugt wird:

• a) Zusammenfassen der Pixel nach einem vorbestimmten ersten Auswahlkriterium zu Gruppen,
• b) für jede Gruppe: Auswählen von Bezugsgrößen erster Art nach einem vorbestimmten zweiten Auswahlkriterium für jede der m Dimensionen der den Pixeln zugeordneten Vektoren,
• c) für alle Vektoren jeder Gruppe: Vergleichen der n-ten Komponente (n = 1, . . ., m) jedes Vektors mit der jeweiligen Bezugsgröße erster Art,
• d) für alle Bezugsgrößen: Erzeugen von die Bezugsgrößen erster Art repräsentierenden Codeabschnitten und,
• e) wenn alle n-ten Komponenten der Vektoren einer Gruppe der jeweiligen Bezugsgröße entsprechen: Erzeugen eines die Gleichheit der n-ten Komponenten der Vektoren der Gruppe mit der jeweiligen Bezugsgröße repräsentierenden Codeabschnittes,
• f) wenn die n-ten Komponenten der Vektoren der Gruppe der jeweiligen Bezugsgröße nicht entsprechen: Erzeugen einer der Anzahl der Pixel der jeweiligen Gruppe entsprechenden Anzahl von Codeabschnitten, wobei jeder Codeabschnitt die Abweichungen der jeweiligen Komponente von der Bezugsgröße repräsentiert,
• g) Verketten aller Codeabschnitte zu dem das Bild repräsentierenden Binärcode.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der die Bezugsgrößen erster Art repräsentierenden Codeabschnitte
die für jeweils dieselbe der m Dimensionen der Vektoren ausgewählten Bezugsgrößen erster Art nach einem nicht notwendigerweise mit dem ersten Auswahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium zu Gruppen zusammengefaßt werden,
daß innerhalb der Gruppen die Abweichungen der Bezugsgrößen von jeweils einer für die Gruppe nach einem nicht notwendigerweise mit dem zweiten Auswahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium ausgewählten Bezugsgröße zweiter Art bestimmt werden,
daß die Bezugsgrößen zweiter Art repräsentierende Codeabschnitte erzeugt werden und
daß bei Übereinstimmung der Bezugsgrößen erster Art innerhalb einer Gruppe ein die Gleichheit der Bezugsgrößen erster Art mit der jeweiligen Bezugsgröße zweiter Art repräsentierender Codeabschnitt erzeugt wird
während ansonsten eine der Anzahl der in der jeweiligen Gruppe zusammengefaßten Bezugsgrößen erster Art entsprechende Anzahl von Codeabschnitten erzeugt wird, von denen jeder die Abweichungen der jeweiligen Bezugsgröße erster Art von der Bezugsgröße zweiter Art repräsentiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrenschritte Zusammenfassen der Bezugsgrößen x-ter Art (wobei x ∈ N ₊) zu Gruppen, Auswählen einer Bezugsgröße (x + 1)-ter Art, Bestimmen der Abweichungen und Erzeugen von Bezugsgrößen (x + 1)-ter Art und von die Gleichheit bzw. die Abweichungen der Bezugsgrößen x-ter Art von den Bezugsgrößen (x + 1)-ter Art repräsentierenden Codeabschnitten iterativ wiederholt werden, bis ein vorbestimmtes Abbruchkriterium erreicht ist.

4. Verfahren zum Übertragen eines digitalen Bildes insbesondere in eine Speichereinrichtung oder zu einer Anzeige- oder Druckvorrichtung, wobei
das Bild aus einer Vielzahl von Pixeln besteht,
jedem Pixel ein m-dimensionaler Vektor (m ∈ N ₊) zugeordnet ist, dessen n Komponenten nur bestimmte Zahlenwerte aus einem oder mehreren Wertebereichen mit jeweils einer vorbestimmten Anzahl möglicher Zahlenwerte annehmen können,
das Bild mittels binärcodierter Signale übertragen wird, die einen das Bild repräsentierenden Binärcode enthalten, und wobei
der das Bild repräsentierende Binärcode aus einer Vielzahl von Codeabschnitten besteht und mit den folgenden Schritten erzeugt wird:

• a) Zusammenfassen der Pixel nach einem vorbestimmten ersten Auswahlkriterium zu Gruppen,
• b) für jede Gruppe: Auswählen von Bezugsgrößen erster Art nach einem vorbestimmten zweiten Auswahlkriterium für die m Komponenten der den Pixeln der Gruppe zugeordneten Vektoren,
• c) für alle Vektoren jeder Gruppe: Vergleichen der n-ten Komponente (n = 1, . . ., m) jedes Vektors mit der jeweiligen Bezugsgröße erster Art,
• d) wenn alle n-ten Komponenten der Vektoren einer Gruppe der jeweiligen Bezugsgröße entsprechen: Erzeugen eines die Bezugsgröße erster Art und die Gleichheit der n-ten Komponenten der Vektoren der Gruppe mit der jeweiligen Bezugsgröße gemeinsam repräsentierenden Codeabschnittes,
• e) wenn die n-ten Komponenten der Vektoren der Gruppe der jeweiligen Bezugsgröße nicht entsprechen: Erzeugen eines die Bezugsgröße repräsentierenden Codeabschnittes und einer der Anzahl der Pixel der jeweiligen Gruppe entsprechenden Anzahl von Codeabschnitten, von denen jeder die Abweichungen einer Komponente von der Bezugsgröße repräsentiert,
• f) Verketten aller Codeabschnitte zu dem das Bild repräsentierenden Binärcode.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der die Bezugsgrößen erster Art und ggf. die Gleichheit der n-ten Komponenten der Vektoren einer Gruppe mit der jeweiligen Bezugsgröße gemeinsam repräsentierenden Codeabschnitte,
die die Bezugsgrößen erster Art und ggf. die Gleichheit der n-ten Komponenten der Vektoren einer Gruppe mit der jeweiligen Bezugsgröße gemeinsam repräsentierenden Codeabschnitte nach einem nicht notwendigerweise mit dem ersten Auswahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium zu Gruppen zusammengefaßt werden,
daß innerhalb der Gruppen die Abweichungen der Codeabschnitte von einer nicht notwendigerweise mit dem zweiten Auswahlkriterium übereinstimmenden Auswahlkriterium ausgewählten Bezugsgröße zweiter Art bestimmt werden und
daß dann, wenn es sich bei den Codeabschnitten innerhalb einer Gruppe um identische Codeabschnitte handelt, ein die Bezugsgröße zweiter Art und die Gleichheit der Codeabschnitte in der Gruppe repräsentierender Codeabschnitt erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrenschritte Zusammenfassen der die Bezugsgrößen zweiter Art und ggf. die Gleichheit der Codeabschnitte innerhalb einer Gruppe repräsentierenden Codeabschnitte zu Gruppen, Auswählen einer Bezugsgröße für die Gruppe, Bestimmen der Abweichungen und Erzeugen von die neuen Bezugsgrößen und ggf. die Gleichheit bzw. die Abweichungen der Codeabschnitte von den Bezugsgrößen iterativ wiederholt werden, bis ein vorbestimmtes Abbruchkriterium erreicht ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Auswahlkriterium eine Nachbarschaftsbeziehung zwischen den Pixeln ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Pixel in dem Bild matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet sind und wobei die Position jedes Pixels in dem Bild durch eine Zeilen- und eine Spaltenkoordinate beschrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbarschaftsbeziehung eine vorbestimmte Anzahl von Inkrementationen und/oder Dekrementationen der Zeilen- und/oder Spaltenkoordinaten der Pixel enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jedem Pixel ein eindimensionaler Vektor und damit ein einziger Zahlenwert zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium als Bezugsgröße für jede Gruppe jeweils einen einem Pixel aus der Gruppe zugeordneten Zahlenwert auswählt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium die den Pixeln der Gruppe zugeordneten Zahlenwerte nach ihrer Größe in aufsteigender Reihenfolge ordnet und denjenigen Zahlenwert als Bezugsgröße auswählt, dessen Vektorenkomponente sich in der Mitte oder unmittelbar neben der Mitte dieser Reihe befindet.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium den Mittelwert der den Pixeln zugeordneten Zahlenwerte bestimmt und denjenigen Zahlenwert als Bezugsgröße auswählt, der dem Mittelwert am nächsten kommt.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium die den Pixeln zugeordneten Zahlenwerte nach ihrer Größe in aufsteigender Reihenfolge ordnet und denjenigen Zahlenwert als Bezugsgröße auswählt, der sich am Anfang oder am Ende dieser Reihe befindet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jedem Pixel ein zwei- oder mehrdimensionaler Vektor mit jeweils zwei oder mehr Komponenten (Komponenten der ersten, zweiten etc. Dimension) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium die Komponenten jeder Dimension innerhalb jeder Gruppe nach ihrer Größe in jeweils einer Reihe anordnet und aus jeder Reihe eine Komponente in der Mitte oder unmittelbar neben der Mitte der Reihe als Bezugsgröße für die Gruppe auswählt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jedem Pixel ein zwei- oder mehrdimensionaler Vektor mit jeweils zwei oder mehr Komponenten (Komponenten der ersten, zweiten etc. Dimension) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium die Mittelwerte der Komponenten jeder Dimension innerhalb jeder Gruppe bestimmt, jeden Mittelwert ggf. auf einen der möglichen Zahlenwerte der erlaubten Wertebereiche auf- oder abrundet und als Bezugsgröße für die Gruppe auswählt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jedem Pixel ein zwei- oder mehrdimensionaler Vektor mit jeweils zwei- oder mehr Komponenten (Komponenten der ersten, zweiten etc. Dimension) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Auswahlkriterium die Komponenten in jeder Dimension nach ihrer Größe in jeweils einer Reihe anordnet und entweder aus jeder Reihe die kleinste oder aus jeder Reihe die größte Komponente als Bezugsgröße für die Gruppe auswählt.