DE19711670A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Verfahren zum Codieren des Um­ risses eines Gegenstandes, bei dem die Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt und Randbildpunkten am Umriß des Gegen­ standes der Reihe nach gemessen werden und die Abstände codiert werden, sowie mit einer Vorrichtung, die sich zur Durchführung dieses Verfahrens eignet.
Das Codieren des Umrisses eines Gegenstandes ist we­ sentlich für die Objektcodierung sowohl für stehende Bilder als auch für Bewegtbilder. Insbesondere bei der Codierung mit einer niedrigen Bit-Rate, wie beispielsweise der MPEG4- Codierung, muß das Codierungsschema eine hohe Kompressions­ rate zeigen, um die Bit-Mengen der codierten Daten so klein wie möglich zu halten, während dennoch eine detaillierte Wiedergabe des ursprünglichen Umrisses geliefert werden soll.
Die in weitestem Umfang verwandte Umrißcodierung ist eine Kettencodierung, die üblicherweise bei Computergraphi­ ken verwandt wird. Bei der Kettencodierung wird ein Codewort für jede Richtung (unter 360°) festgelegt und wird ein Umriß in einer gegebenen Richtung verfolgt und unter Verwendung des für diese Richtung festgelegten Codeworts codiert. Die Kettencodierung führt jedoch zu zu großen Bit-Mengen und bereitet Schwierigkeiten hinsichtlich der Berücksichtigung der zeitlichen Redundanz in der Bildfolge, wie sie bei einem Bewegtbild auftritt, obwohl kein Umrißinformationsverlust auftritt und der ursprüngliche Umriß genau rückgewonnen wird.
Um die Schwierigkeiten bei der Kettencodierung zu über­ winden, sind bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, die einen Kompromiß zwischen der Genauigkeit und der Bit- Menge darstellen. Obwohl derartige Verfahren die erzeugten Bit-Mengen verringern können, bestehen die grundsätzlichen Nachteile der Kettencodierung weiter. Es gibt viele Bildver­ arbeitungsanwendungen, bei denen lediglich eine grobe Wie­ dergabe des Umrisses eine Gegenstandes ausreicht. Bei der­ artigen Anwendungen werden statt des Kettencodierverfahrens, das von erheblichen Bit-Mengen begleitet ist, andere Umriß­ codierverfahren verwandt, bei denen die Bit-Mengen zum Co­ dieren des Umrisses geringer sind, was jedoch auf Kosten der Vollständigkeit der gelieferten Umrißinformation geht. Ein derartiges Verfahren ist die Polygonalapproximation, bei der der gesamte Umriß eines Gegenstandes über einen inneren oder äußeren Polygonzug approximiert wird. Abgesehen von dem erheblichen Vorteil in der Bit-Ökonomie liefert die Polygo­ nalapproximation jedoch nur eine sehr grobe Wiedergabe des Umrisses.
Um die Schwierigkeit der Polygonalapproximation zu umgehen, wird ein Spline-Approximationsverfahren benutzt. Während beim herkömmlichen Polygonalapproximationsverfahren der Umriß über Liniensegmente approximiert wird, erzielt die Spline-Approximation eine genauere Umrißwiedergabe mit der gleichen Anzahl von Bit, indem nichtlineare Elemente, das heißt Kurvenstücke, verwandt werden. Die Spline-Approxima­ tion kann inzwischen durch eine diskrete Sinustransformation DST ersetzt werden, die eine detaillierte Wiedergabe eines komplexeren Umrisses bei der gleichen Effektivität der Poly­ gonalapproximation liefert.
Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung zeigt das Prinzip eines Umrißcodierverfahrens, das eine Kombination der Poly­ gonalapproximation und der diskreten Sinustransformation verwendet. Ein Umriß wird in vier Umrißsegmente aufgeteilt, und jedes Umrißsegment wird als Liniensegment durch die Polygonalapproximation approximiert. Nach der Segmentierung oder Linienapproximation, das heißt nach der Polygonalap­ proximation, wird ein Approximationsfehler, der gleich dem Abstand zwischen dem Umrißsegment und dem Liniensegment des Polygonalzuges ist, an einer bestimmten Anzahl von Stellen oder an bestimmten Winkeln entlang des Umrisses abgegriffen. Die abgegriffenen Fehlerwerte werden mittels der Ausführung einer diskreten Sinustransformation und Quantisierung co­ diert. Diese Codierung zeigt einen niedrigen Bit-Verbrauch und kann den Umriß genauer wiedergeben.
Alle oben beschriebenen Codierverfahren sind jedoch auf die Umrißcodierung nur für bewegungslose Bilder, das heißt Standbilder, beschränkt.
Da bei einem Bewegtbild jeder Gegenstand in den aufein­ anderfolgenden Teilbildern nahezu die gleiche Form und nahe­ zu die gleiche Position beibehält, besteht im Umriß des Gegenstandes gleichfalls eine zeitliche Redundanz. Die Ef­ fektivität der Umrißcodierung für ein Bewegtbild kann daher dadurch verbessert werden, daß der Vorteil einer derartigen zeitlichen Redundanz ausgenutzt wird. Bei einem Beispiel einer Objektumrißcodierung eines Bewegtbildes wird der Ge­ genstand eines k-ten Teilbildes auf den Gegenstand eines (k-1)-ten Teilbildes gestapelt. Dann werden die Teile des Umrisses, die nicht doppelt vorhanden sind, extrahiert und kettencodiert. Wenn sich jedoch die Umrisse schnell ändern, gibt es so viele zu codierende Umrißsegmente und sollten die Ausgangspunktkoordinaten so häufig codiert werden, daß schließlich der Codierungswirkungsgrad beeinträchtigt ist.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, soll durch die Erfindung ein Umrißcodierverfahren zum Codieren von Bewegt­ bildern sowie bewegungslosen Bildern geschaffen werden, bei dem die Abstände zwischen einem Flächenschwerpunkt und Rand­ bildpunkten des Umrisses eines Gegenstandes der Reihe nach gemessen und codiert werden.
Durch die Erfindung soll weiterhin eine Bildcodiervor­ richtung geschaffen werden, mit der das obige Verfahren durchgeführt werden kann.
Dazu umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flä­ chenschwerpunktes die Schritte: Bestimmen des Flächenschwer­ punktes von Punkten innerhalb eines Gegenstandes, Bestimmen eines Zuwachswinkels zum Abgriff, Bilden der Abstände zwi­ schen dem Flächenschwerpunkt und Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem der Winkel um den Zuwachswinkel geändert wird, und Codieren der Abstände und einer Koordina­ te des Flächenschwerpunktes.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes umfaßt die Schrit­ te: Bestimmen des Flächenschwerpunktes von Punkten im Inne­ ren des Gegenstandes, Bestimmen eines Zuwachswinkels für den Abgriff, Bilden der Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt und Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem ein Winkel um den Zuwachswinkel geändert wird, und Codieren des Unterschiedes zwischen dem Abstand des Flächenschwerpunktes und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes im aktuel­ len Teilbild und im vorhergehenden Teilbild und des Unter­ schiedes zwischen einer Koordinate des Flächenschwerpunktes des Gegenstandes im aktuellen Teilbild und im vorhergehenden Teilbild.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Codieren des Um­ risses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächen­ schwerpunktes umfaßt eine Abstandsextrahiereinrichtung zum Extrahieren der Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt von Punkten im Inneren des Gegenstandes und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem ein Winkel um einen Zu­ wachswinkel geändert wird, und Einrichtungen zum Codieren des Unterschiedes zwischen dem Abstand des Flächenschwer­ punktes und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes im aktuellen Teilbild, der von der Abstandsextrahiereinrichtung ausgegeben wird, und dem entsprechenden Abstand im vorherge­ henden Teilbild, und des Unterschiedes zwischen einer Koor­ dinate des Flächenschwerpunktes des Gegenstandes im aktuel­ len Teilbild und im vorhergehenden Teilbild.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 des Prinzip eines Umrißcodierverfahrens, das eine Kombination einer Polygonalapproximation und einer diskreten Sinustransformation verwendet,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Umrißcodierverfahrens für ein bewegungsloses Bild,
Fig. 3 ein Beispiel der Festlegung eines neuen Flächen­ schwerpunktes, wenn der Flächenschwerpunkt nicht in das Innere eines Gegenstandes fällt,
Fig. 4A ein Beispiel mehrerer Abstände zwischen einem Umriß und einem Flächenschwerpunkt bei einem bestimmten Winkel,
Fig. 4B ein Beispiel eines Umrisses, der unter Verwen­ dung der Abstandsinformation von Fig. 4A codiert wurde,
Fig. 4C die Fehler zwischen dem ursprünglichen Umriß und dem wiederhergestellten Umriß,
Fig. 5 ein Beispiel der Abstände zwischen einem Flä­ chenschwerpunkt und den Randbildpunkten eines Umrisses bei einem Zuwachswinkel d,
Fig. 6A und 6B in graphischen Darstellungen die nach­ einander berechneten Abstände und die DCT-Koeffizienten, die daraus jeweils erhalten wurden,
Fig. 7A und 7B in Blockschaltbildern Vorrichtungen zum Codieren und Decodieren eines Bewegtbildumrisses gemäß der Erfindung jeweils,
Fig. 8 ein Beispiel eines Umrisses, eines Flächen­ schwerpunktes, von Abgriffwinkeln und abgegriffenen Abstän­ den an einem Gegenstand im (k-1)- und im k-ten Teilbild,
Fig. 9A die Abstände zwischen einem Flächenschwerpunkt und Randbildpunkten an einem Umriß des (k-1)- und k-ten Teilbildes nach Maßgabe der Abgriffswinkel,
Fig. 9B die jeweiligen Abstandsunterschiede,
Fig. 9C das Ergebnis einer eindimensionalen DCT-Opera­ tion an den Unterschieden von Fig. 3B,
Fig. 10 ein Beispiel eines ursprünglichen Bildes, das in einem Experiment verwandt wurde, und
Fig. 11 ein Beispiel eines Bildes, das auf der Grundla­ ge des Originalbildes von Fig. 10 decodiert und wiedergege­ ben wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes lassen sich sowohl auf bewegungslose als auch bewegte Bilder anwenden, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Abstände zwischen dem Flä­ chenschwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches ähnlich sind. Es kann daher eine effektive Energiekonzentration erwartet werden, wenn eine Operation, wie beispielsweise eine DCT-Operation (digi­ tale Kosinustransformation) ausgeführt wird. Da darüber hinaus die Änderung im Umriß zwischen benachbarten Teilbil­ dern klein ist, sind die Abstände zwischen dem Flächen­ schwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß ähnlich denen im vorhergehenden Teilbild. Der Unterschied zwischen den entsprechenden Abständen ist daher in benachbarten Teilbil­ dern sehr klein, so daß eine effektive Codierung dadurch erzielt werden kann, daß an diesem Unterschiedswert eine DCT-Operation ausgeführt wird.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Ver­ fahrens zum Codieren des Umrisses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes bei einem bewegungslosen Bild.
Im Schritt 101 wird ein Flächenschwerpunkt bestimmt. Der Flächenschwerpunkt (Cx, Cy) wird zunächst nach den fol­ genden Gleichungen bestimmt:
wobei (i, j) die Koordinaten eines Punktes in einem Bereich sind, in dem der Gegenstand liegt, und k(j, j) gleich eins ist, wenn (i, j) im Inneren des Gegenstandes liegt, oder gleich null ist, wenn das nicht der Fall ist.
Wenn der Flächenschwerpunkt, der nach den obigen Glei­ chungen erhalten wird, nicht im Inneren des Gegenstandes liegt, wird ein neuer Flächenschwerpunkt (C′x, C′y) erhalten, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 bezeichnet (tx, ty) den geometrischen Mittelpunkt eines Rechteckes 111, das das kleinste Rechteck ist, das einen Gegenstand 110 um­ schließt. Der neue Flächenschwerpunkt (C′x, C′y) ist der Mittelpunkt eines Liniensegmentes, das durch die Punkte (tx, ty) und (Cx, Cy) geht, wenn dieses Liniensegment verlängert und durch den Umriß des Gegenstandes abgeteilt wird.
Im Schritt 102 wird der Zuwachswinkel oder Abgriffs­ winkel bestimmt. Der Zuwachswinkel kann dabei nach Maßgabe der Gegenstandsgröße und der Kompliziertheit des Umrisses eingestellt werden. Der Zuwachswinkel wird insbesondere wie folgt bestimmt:
wobei Lmax der größte Abstand zwischen dem Flächenschwerpunkt und einem Punkt am Umriß des Gegenstandes ist. Je größer der Abstand Lmax ist, umso kleiner ist dabei der Zuwachswinkel θ und umso größer ist die Zahl der abgegriffenen Abstände. Bei einigen Anwendungsformen der vorliegenden Erfindung kann daher der Zuwachswinkel unter Verwendung eines Wertes L bestimmt werden, der kleiner als der Wert Lmax ist:
wobei einschränkend zu sagen ist, daß das nicht zu einem zu großen Verlust oder Fehler führen darf. Bei einem alternati­ ven Ausführungsbeispiel kann ein bestimmter Wert, beispiels­ weise 1° oder 10°, als Zuwachswinkel unabhängig von der Form des Gegenstandes verwandt werden.
Im Schritt 103 wird der Randbildpunkt des Umrisses in einer bestimmten Richtung ausgehend vom bestimmten Flächen­ schwerpunkt bestimmt und wird der Abstand zwischen dem Umriß und dem Flächenschwerpunkt berechnet. Wenn es mehr als einen Randbildpunkt gibt, wird der Abstand zum weitest entfernten Randbildpunkt bestimmt, der in Fig. 4A durch einen Pfeil 200 wiedergegeben ist. Der Grund dafür besteht darin, daß eine Umriß, der das erste Mal wiedergegeben wird, den größten Teil des Gegenstandes einschließen kann, wenn der weiteste Abstand benutzt wird, wie es in Fig. 4B dargestellt ist.
Um eine genauere Wiedergabe des Umrisses zu erzielen, werden die Zwischenräume zwischen dem ursprünglichen Umriß des Gegenstandes und dem ersten wiedergegebenen Umriß gebil­ det, wie es in Fig. 4C dargestellt ist. Wenn jeder Zwischen­ raum eine bestimmte Größe überschreitet, wird das Gesamt­ codierverfahren, das in Fig. 2 dargestellt ist, für den Zwischenraum ausgeführt, um den Umriß des Zwischenraumes zu codieren. Dieses Verfahren kann wiederholt in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit der Umrißwiedergabe ausge­ führt werden. Die Codierung der Zwischenräume benötigt keine sehr großen Bit-Mengen, da der Zuwachswinkel zum Abgriff größer als bei der ersten Umrißwiedergabe sein kann. Für die endgültige Umrißwiedergabe wird der Umriß, der nach der zweiten Wiedergabe erhalten wurde, von der ersten Umrißwie­ dergabe abgezogen oder dieser zuaddiert, wodurch eine genaue Wiedergabe des ursprünglichen Umrisses erhalten wird.
Im Schritt 104 wird festgestellt, ob der obige Arbeits­ vorgang für jeden Winkel, das heißt insgesamt für 360° aus­ geführt worden ist. Wenn festgestellt wird, daß der obige Arbeitsvorgang nicht für jeden Winkel ausgeführt worden ist, dann wird der Winkel im Schritt 108 erhöht und wird der Schritt 103 erneut ausgeführt.
Fig. 5 zeigt die Abstände zwischen einem Flächenschwer­ punkt und den Randbildpunkten an einem Umriß, die über die Schritte 103, 104 und 108 berechnet wurden, wenn der Zu­ wachswinkel d 11,25° beträgt.
Im Schritt 105 wird eine eindimensionale DCT für die Abstände ausgeführt, die über die Schritte 103, 104 und 108 berechnet wurden. Es kann daher eine effektive Informations­ konzentration durch die DCT-Operation erwartet werden, da die berechneten Abstände den benachbarten Abständen ähnlich sind. Fig. 6A zeigt die berechneten Abstandswerte und Fig. 6B zeigt die DCT-Koeffizienten, die aus den berechneten Abstandswerten erhalten wurden.
Im Schritt 106 werden DCT-Koeffizienten der Abstands­ information quantisiert.
Im Schritt 107 wird die Koordinate des Flächen­ schwerpunktes codiert und werden die DCT-Koeffizienten, die im Schritt 106 quantisiert worden sind, mit variabler Länge codiert, wodurch die codierten Enddaten gebildet werden.
Gemäß der Erfindung kann eine Codierung des Umrisses eines Gegenstandes leistungsfähig für Bewegtbilder sowie für bewegungslose Bilder erfolgen.
Fig. 7A zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Umrißcodiervorrichtung für Bewegtbilder. Die Umrißcodiervorrichtung enthält eine Ab­ standsextrahiereinrichtung 150, eine DCT-Schaltung 151, einen Quantisierer (Q) 152, einen Codierer 153 mit variabler Länge, einen Umkehrquantisierer 154, eine Umkehr-DCT-Schal­ tung 155, einen Speicher 156, einen Subtrahierer 157 und einen Addierer 158.
Die Abstandsextrahiereinrichtung 150 berechnet die Abstände zwischen dem bestimmten Flächenschwerpunkt und dem Umriß. Die DCT-Schaltung 151, der Quantisierer 152 und der Codierer 153 mit variabler Länge dienen dazu, die Abstände zu codieren, indem die Schritte 105 bis 107 in Fig. 2 ausge­ führt werden. Um den Flächenschwerpunkt zu codieren, wird der Unterschied zwischen den wiederhergestellten Flächen­ schwerpunktskoordinaten eines Gegenstandes im vorhergehenden Bild und im aktuellen Bild codiert. Der Umkehrquantisierer 154 führt eine Umkehrquantisierung der quantisierten DCT- Koeffizienten durch, und die Umkehr-DCT-Schaltung 155 führt eine Umkehr-DCT-Operation an den Daten durch, die vom Um­ kehrquantisierer 154 ausgegeben werden.
Bei einem Bewegtbild wird der Unterschied zwischen einem Umriß eines Gegenstandes in einem vorhergehenden Teil­ bild, der im Speicher 156 gespeichert ist, und einem Umriß eines aktuellen Teilbildes im Subtrahierer 157 berechnet, solange der Gegenstand nicht zum ersten Teilbild gehört und kein neuer Gegenstand ist. Der Unterschied liegt an der DCT- Schaltung 151. In diesem Fall werden die in der Umkehr-DCT- Schaltung 155 erzeugten Daten, die gleich dem Umkehr-DCT- Wert des Umrißunterschiedes sind, einem im Speicher 156 gespeicherten Umriß im Addierer 156 zuaddiert, wodurch ein neuer Umriß erhalten wird. Der neue Umriß wird im Speicher 156 gespeichert und zum Codieren der folgenden Umrißinforma­ tion verwandt.
Die Codiervorrichtung von Fig. 7A kann andererseits auch für bewegungslose Bilder ohne konstruktive Abwandlung benutzt werden.
Fig. 7B zeigt das Blockschaltbild einer Decodiervor­ richtung zum Decodieren der Umrißinformation, die in der Codiervorrichtung von Fig. 7A codiert worden ist. Die Deco­ diervorrichtung enthält einen Decodierer 160 mit variabler Länge, einen Umkehrquantisierer 161, eine Umkehr-DCT-Schal­ tung 162, einen Speicher 163 und einen Addierer 164.
Der Decodierer 160 mit variabler Länge bestimmt, ob ein empfangener Bit-Strom aus DCT-Koeffizienten einer Umrißin­ formation oder einer Flächenschwerpunktsinformation besteht. Der Umkehrquantisierer 161 und die Umkehr-DCT-Schaltung 162 führen eine Umkehrquantisierung und eine Umkehr-DCT-Opera­ tion der DCT-Koeffizienten der Umrißinformation jeweils in der gleichen Weise wie der Quantisierer 156 und die Umkehr- DCT-Schaltung 155 in Fig. 7A durch. Der Addierer 164 addiert die umkehr-DCT-transformierte Umrißinformation zu der Umriß­ information, die im Speicher 163 gespeichert ist, wodurch eine neue Umrißinformation erzeugt wird und die neue Umriß­ information im Speicher 163 gespeichert wird.
Fig. 8 zeigt den Umriß, den Flächenschwerpunkt, die Abgriffwinkel und die abgegriffenen Abstände eines Gegen­ standes im (k-1)-ten und im k-ten Teilbild, die von der Abstandsextrahiereinrichtung 150 in Fig. 7A extrahiert wur­ den. Die Information des Gegenstandes im (k-1)-ten Teilbild ist dabei im Speicher 156 von Fig. 7A gespeichert.
Fig. 9A zeigt die Abstände zwischen einem Flächen­ schwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß des (k-1)-ten und des k-ten Teilbildes nach Maßgabe einer Abgriffwinkel­ folge, Fig. 9B zeigt die jeweiligen Abstandsunterschiede und Fig. 9C zeigt das Ergebnis einer eindimensionalen DCT-Opera­ tion an den Unterschieden von Fig. 9B.
Fig. 10 zeigt ursprüngliche Umrisse eines Tennisspie­ lers in einem Testbewegtbild, und Fig. 11 zeigt ein Bild, das aus dem Bild von Fig. 10 codiert und anschließend unter Verwendung der erfindungsgemäßen Codier- und Decodiervor­ richtungen wieder rückgebildet wurde. Wie es oben be­ schrieben wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Codieren des Um­ risses eines Gegenstandes unter Verwendung des Flächen­ schwerpunktes eine einzige Koordinate während der Umrißco­ dierung für ein bewegungsloses Bild codiert. Bei einem Be­ wegtbild werden die Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß berechnet und DCT-trans­ formiert, so daß nur die Unterschiede der Koordinate des Flächenschwerpunktes und der Abstände zwischen einem vorher­ gehenden Teilbild und einem aktuellen Teilbild codiert wer­ den, wodurch eine genauere Umrißwiedergabe erzielt wird und ein höherer Kompressionseffekt erreicht wird.
Da die erfindungsgemäße Ausbildung ohne weiteres auf die Zwischenbildcodierung für Videobilder ausgeweitet werden kann, kann wirksam eine Umrißcodierung für Bewegtbilder sowie für bewegungslose Bilder erfolgen.

Claims (25)

1. Verfahren zum Codieren des Umrisses eines Gegenstan­ des unter Verwendung des Flächenschwerpunktes, gekennzeich­ net durch die Schritte:
  • (a) Bestimmen des Flächenschwerpunktes von Punkten im Inneren eines Gegenstandes,
  • (b) Bestimmen eines Zuwachswinkels zum Abgriff,
  • (c) Bilden der Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem ein Winkel um den Zuwachswinkel geändert wird, und
  • (d) Codieren der Abstände und einer Koordinate des Flächenschwerpunktes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) der Flächenschwerpunkt (Cx, Cy) bestimmt wird durch wobei (i, j) die Koordinate eines Punktes in einem Bereich ist, in dem der Gegenstand liegt, und k(i, j) gleich eins ist, wenn (i, j) in das Innere des Objektes fällt, und gleich null ist, wenn das nicht der Fall ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) dann, wenn der berechnete Flächenschwer­ punkt (Cx, Cy) nicht in das Innere des Gegenstandes fällt, ein neuer Flächenschwerpunkt als ein Mittelpunkt unter Punk­ ten bestimmt wird, die im Inneren des Gegenstandes und auf einer Linie liegen, die durch (Cx, Cy) und den geometrischen Mittelpunkt eines Rechtecks geht, das das kleinste Rechteck ist, das den Gegenstand umschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuwachswinkel nach Maßgabe der Größe des Gegenstan­ des und der Kompliziertheit des Umrisses festgelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn es mehrere Randbildpunkte für einen Winkel im Schritt (c) gibt, der Abstand zum am weitesten entfernten Randbildpunkt gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) der Winkel der Reihe nach um den Zuwachs­ winkel geändert wird.
7. Verfahren zum Codieren des Umrisses eines Gegenstan­ des unter Verwendung des Flächenschwerpunktes, gekennzeich­ net durch die Schritte:
  • (a) Bestimmen des Flächenschwerpunktes von Punkten im Inneren des Gegenstandes,
  • (b) Bestimmen eines Zuwachswinkels zum Abgriff,
  • (c) Bilden der Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem ein Winkel um den Zuwachswinkel geändert wird, und
  • (d) Codieren des Unterschiedes zwischen dem Abstand des Flächenschwerpunktes zu den Randbildpunkten des Umrisses des Gegenstandes in einem aktuellen Teilbild und in einem vor­ hergehenden Teilbild und des Unterschiedes zwischen einer Koordinate des Flächenschwerpunktes des Gegenstandes im aktuellen Teilbild und im vorhergehenden Teilbild.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) der Flächenschwerpunkt (Cx, Cy) bestimmt wird durch: wobei (i, j) die Koordinate eines Punktes in einem Bereich ist, in den der Gegenstand fällt, und k(i, j) gleich eins ist, wenn (i, j) in das Innere des Gegenstandes fällt, und gleich null ist, wenn das nicht der Fall ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) dann, wenn der berechnete Flächenschwer­ punkt (Cx, Cy) nicht in das Innere des Gegenstandes fällt, ein neuer Flächenschwerpunkt als Mittelpunkt unter Punkten bestimmt wird, die im Inneren des Gegenstandes und auf einer Linie liegen, die durch (Cx, Cy) und den geometrischen Mit­ telpunkt eines Rechtecks geht, das das kleinste Rechteck ist, das den Gegenstand umschließt.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuwachswinkel nach Maßgabe der Größe des Gegenstan­ des und der Kompliziertheit des Umrisses festgelegt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn es mehrere Randbildpunkte für einen Winkel im Schritt (c) gibt, der Abstand zum am weitesten entfernt liegenden Randbildpunkt gewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) der Winkel der Reihe nach um den Zuwachs­ winkel geändert wird.
13. Vorrichtung zum Codieren des Umrisses eines Gegen­ standes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes, gekenn­ zeichnet durch
eine Flächenschwerpunktsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Flächenschwerpunktes im Inneren des Gegenstan­ des,
eine Zuwachswinkelbestimmungseinrichtung zum Bestimmen
eines Zuwachswinkels zum Abgriff,
eine Recheneinrichtung zum Bilden der Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem ein Winkel um den Zuwachswinkel geändert wird, und
eine Codiereinrichtung zum Codieren der Abstände und einer Koordinate des Flächenschwerpunktes.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flächenschwerpunktsbestimmungseinrichtung den Flächenschwerpunkt (Cx, Cy) durch bestimmt, wobei (i, j) die Koordinate eines Punktes in einem Bereich ist, in dem der Gegenstand liegt, und k(i, j) gleich eins ist, wenn (i, j) in das Innere des Gegenstandes fällt, und gleich null ist, wenn das nicht der Fall ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flächenschwerpunktsbestimmungseinrichtung einen neuen Flächenschwerpunkt bestimmt, wenn der berechnete Flä­ chenschwerpunkt (Cx, Cy) nicht in das Innere des Gegenstandes fällt, und zwar als Mittelpunkt unter Punkten, die im Inne­ ren des Gegenstandes und auf einer Linie liegen, die durch (Cx, Cy) und den geometrischen Mittelpunkt eines Rechtecks geht, das das kleinste Rechteck ist, das den Gegenstand umschließt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zuwachswinkelbestimmungseinrichtung den Zu­ wachswinkel nach Maßgabe der Größe des Gegenstandes und der Kompliziertheit des Umrisses festlegt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Recheneinrichtung den Abstand zum am weitesten entfernten Randbildpunkt wählt, wenn es für einen Winkel mehrere Randbildpunkte gibt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Recheneinrichtung den Winkel nacheinander um den Zuwachswinkel ändert.
19. Vorrichtung zum Codieren des Umrisses eines Gegen­ standes unter Verwendung des Flächenschwerpunktes, gekenn­ zeichnet durch
eine Abstandsextrahiereinrichtung (150) zum Bilden der Abstände zwischen dem Flächenschwerpunkt von Punkten im Inneren eines Gegenstandes und den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes, indem ein Winkel um einen Zuwachswinkel geändert wird, und
Einrichtungen (151, 152, 153) zum Codieren des Unter­ schiedes zwischen dem Abstand des Flächenschwerpunktes zu den Randbildpunkten am Umriß des Gegenstandes im aktuellen Teilbild, der durch die Abstandsextrahiereinrichtung (150) ausgegeben wird, und im vorhergehenden Teilbild, und des Unterschiedes zwischen einer Koordinate des Flächenschwer­ punktes des Gegenstandes im aktuellen Teilbild und im vor­ hergehenden Teilbild.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Codiereinrichtungen (151, 152, 153) eine DCT-Schaltung (151) zum Ausführen einer diskreten Kosinustransformation bezüglich des Unterschiedes zwischen den Abständen und des Unterschiedes zwischen den Koordinaten der Flächenschwerpunkte, um nach einer diskreten Kosinus­ transformation transformierte Daten aus zugeben, einen Quantisierer (152) zum Quantisieren der trans­ formierten Daten, um quantisierte Daten aus zugeben, und einen Codierer (153) mit variabler Länge umfassen, um die quantisierten Daten mit variabler Länge zu codieren.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstandsextrahiereinrichtung (150) den Flächen­ schwerpunkt (Cx, Cy) nach bestimmt, wobei (i, j) eine Koordinate eines Punktes in einem Bereich ist, in dem der Gegenstand liegt, und k(i,j) gleich eins ist, wenn (i, j) im Inneren des Gegenstandes liegt, und gleich null ist, wenn das nicht der Fall ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstandsextrahiereinrichtung (150) einen neuen Flächenschwerpunkt bestimmt, wenn der berechnete Flächen­ schwerpunkt (Cx, Cy) nicht im Inneren des Gegenstandes liegt, und zwar als Mittelpunkt unter Punkten, die im Inneren des Gegenstandes und auf einer Linie liegen, die durch (Cx, Cy) und den geometrischen Mittelpunkt eines Rechteckes geht, das das kleinste Rechteck ist, das den Gegenstand umschließt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstandsextrahiereinrichtung (150) den Zuwachs­ winkel nach Maßgabe der Größe des Gegenstandes und der Kom­ pliziertheit des Umrisses festlegt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstandsextrahiereinrichtung (150) den Abstand zum am weitesten entfernten Randbildpunkt wählt, wenn es mehrere Randbildpunkte für einen bestimmten Winkel gibt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstandsextrahiereinrichtung (150) den Winkel der Reihe nach um den Zuwachswinkel ändert.
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