DE2557553A1

DE2557553A1 - Verfahren und anordnung zur bilddatenverdichtung und -reexpansion

Info

Publication number: DE2557553A1
Application number: DE19752557553
Authority: DE
Inventors: Ii Thomas Harvey Morrin
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-01-27
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1976-07-29
Also published as: GB1495088A; JPS51105728A; FR2298908B1; DE2557553C2; FR2298908A1; JPS59854B2; US3987412A

Description

Aktenzeichen der Änmelderin: SA 973 040

Verfahren und Anordnung zur Bilddatenverdichtung und - Reexpansion

Die Erfindung betrifft Verfahren und Anordnungen zur Bilddatenverdichtung und - Reexpansion nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 5 und 6,

In einer zweidimensionalen Anordnung von Punkten, die ein Schwarzweiß-Bild enthalten, werden Bündel von schwarzen Punkten als zusammenhängende "Objekte" aufgefaßt. Für die digitale Verarbeitung wird besagte Gruppe in einem Randomspeicher gespeichert. Das Verfahren zur Verdichtung des Schwärzweiß-BiIdas besteht aus ; den Schritten der Suche und Lokalisierung eines Objektes durch Abtasten der Gruppe in Hauptzeilenreihenfolge, bis ein schwarzes Bildelement (PEL) auftritt. Als nächstes wird die äußere Grenze des Objektes verfolgt und durch Aufzeichnung einer Anfangsgruppenkoordinate und einer Reihe diskreter verschiedener Azimute aufgezeichnet, wobei ein Azimut für jedes nachfolgende schwarze Grenz- j PEL bei seinem Auftreten aufgezeichnet wird. Als nächstes müssen die inneren Grenzen festgestellt werden und es muß das Objekt von der weiteren Berücksichtigung durch Herausstreifen (Schrumpfen) des Objektes in den äußeren Grenzschichten von der Dicke eines '\ PEL elliminiert werden. Das wird erreicht durch mehrmaliges Umkreisen oder Verfolgen der Grenze des schrumpfenden Objektes und

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Löschen der schwarzen PEL's auf diesem Weg, bis alle schwarzen
PEL's im Objekt erschöpft sind oder eine Innengrenze auftritt.
Diese Innengrenze bildet die Grenze eines "Loches". Beim Auftreten eines 'Loches⁵¹, muß zuerst die Grenze als eine Reihe verschiedener Azimute aufgezeichnet und dann müssen die PEL-Werte
innerhalb dieser Grenze komplementiert werden, und zwar jeweils
konturenschichtweise, wobei die innere Kontur und die inneren
Punkte genauso verarbeitet werden, als bildeten sie ein (schwarzes] Objekt. Das Auffindungen und Verfolgen der Konturen eines Objektes auf diese sequentielle Weise bezeichnet eine innere Kontur
als zu einer bestimmten äußeren Kontur gehörig. Dadurch wird
eine Nestbeziehung der inneren und äußeren Grenzen im Codestrom
geschaffen.

Die Erfindung betrifft die Bilddatenverdichtung, basierend auf

der Grenzverfolgung und Codierung der inneren und äußeren Grenzen [

j von Objekten. j

In Fachkreisen ist allgemein bekannt, daß eine große zweidimen- ' !sionale Anordnung Boolesch-codierter Punkte, die ein Schwarz- ,

! i

weiß-Bild auf nur einer Seite von 8 1/2 χ 11" darstellen, so groß \ ist, daß sie in den meisten Fällen verdichtet werden muß. Techni- ! ken für diese Redundanzreduzierung arbeiten typischerweise in einem zweistufigen Prozeß. Im ersten Schritt wird das Bild durch ' eine Vorhersageeinheit geleitet, die beispielsweise den Schwarz/ : ■Weiß-Zustand eines jeden Bildelementes auf der Basis von Informa- ι tion über das vorhergehende Bildelement (PEL) und die Abtastzeile
voraussagen kann. Die Vorhersageeinheit überträgt Nullen oder ! Einsen an den Codierer abhängig davon, ob der vorhergesagte Wert ', richtig oder falsch ist. Im zweiten Schritt wird das resultierende¹ "Fehlerbild" durch Lauflängencodierung verdichtet. Ein Beispiel. j einer solchen Vorhersage/Lauflängencodierung ist in j

US-PS 3 183 485 beschrieben.

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Im allgemeinen hat die Vorhersage/Lauflängencodierung zwei Nachteile. Erstens ist sie insofern eindimensional, als jede Abtastzeile separat bearbeitet wird, mit der möglichen Ausnahme der vorihergehenden Abtastzeileninformation. Zweitens können Bildmanijpulationen nicht ohne weiteres an den verdichteten Bilddaten ■vorgenommen werden, was teilweise darauf zurückzuführen ist, daß der Prozeß der Vorhersage und der Lauflängencodierung einige iRelationsdaten bei den Punkten im verdichteten Bild verwischt, die sich im Originalbild noch fanden. Außerdem erfolgt die Codierung nach Abtastzeilen und nicht nach Objekten. Diese Relationsdaten können bei der Expansion der verdichteten Daten wiedergewonnen werden. Wenn die Daten jedoch in einer verdichteten Form fehlen, heißt das, daß jede an den verdichteten Daten durch- , geführte Operation sehr mühsam ist und tatsächlich einer vorher- ^; !gehenden Expansion des Bildes äquivalent ist. Die Codierung von iobjektgrenzen, als ein anderes Verfahren zur Bildverdichtung, kenntj. weder den Nachteil der sich aus der Verwendung nur einer Dimension ergibt, noch den Verlust der Relationsdaten.

|Es wird später ein Bild als zweidimensional Matrix-Anordnung i

Ivon Punkten betrachtet, von denen jeder einen Boole'sehen Wert

!hat, der ein schwarzes oder weißes Bildelement darstellt. Ein Bündel schwarzer Elemente ist als zusammenhängendes "Objekt" definiert, wenn es eine einzige äußere Grenze besitzt, die sich selbst schließt.

Der Begriff der Grenzcodierung der äußeren Konturen eines schwarzes Objektes auf einem weißen Hintergrund, wie sie oben vorgeschlagen wird, ist nicht neu. Verfahren hierzu finden sich in "Picture Processing by Computer", Academic Press, New York, Library of Congress Nr, 78-84255, Seiten 134-138, Methoden und Algorithmen, idle Listen von Objektgrenzenkonturen lokalisieren und organisieren finden sich ebenfalls in der Fachliteratur, Die meisten Methoden/ Algorithmen scheinen jedoch mit Grauwert-Information zu arbeiten. Die wenigen in der Literatur erscheinenden Schwarz/Weiß-Algorith-

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men basieren zumindesten teilweise auf Rastern und verlangen viele Durchläufe der gesamten Anordnung. Außerdem verlangen sie eine häufige Referenz zu Kurzzeitlisten oder Kennzeichen, die Zwischenstufen für die Bildverarbeitung sind. Typischerweise benötigen herkömmliche Verfahren/Algorithmen mehrere Speicherbits für jedes verarbeitete Bildelement. Diese Forderung besteht, um diejenigen Elemente bezeichnen zu können, die bereits in einer Kette stehen, und um Grenzelemente von inneren Elementen unterscheiden zu können.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung zur Bilddatenverdichtung zu entwickeln, die auf der Grenzcodie- ;rung der äußeren und inneren Konturen von Objekten basiert, wobei 'ein derartig verdichtetes Bild für die Bildmanipulation geeignet sein soll. · ■

■ Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung durch die in den Patentansprüchen 1,5 und 6 angegebenen Merkmale,

,'Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen des Gegenstandes der [Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

j Grenzcodierung von Objekten innerhalb einer zweidimensionalen !Anordnung von Punkten, von denen jeder einen für schwarze oder Iweiße Bildelemente (PEL's) repräsentativen Boole'sehen Wert aufweist.

Unter einem "zusammenhängenden Objekt" versteht man ein Bündel von schwarzen pel's, das durch eine äußere sich selbst schließende Grenze charakterisiert werden kann, und worin innere Konturen existieren können, von denen jede eine Grenze eines Bündels mit weißen PEL's definiert. Dieses Bündel mit weißen PEL's wird ein "Loch" genannt.

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Die Anordnung arbeitet mit Rasterabtastung und Bildgruppen bis ein ersten schwarzes PEL gesichert ist. Eine erste Gruppenkoordinate wird daraufhin aufgezeichnet. An diesem Übergang wird die äußere Grenze des Objektes durch einen Grenzverfolger codiert. Der Grenzverfolger treibt eine "Positionsmarke¹¹, die das Objekt in Richtung des Uhrzeigers einkreist und in den Zeichnungen Verschieber genannt ist. Der Grenzverfolger zeichnet jedes schwarze PEL bei seinem Auftreten als eine Reihe diskreter Differentialazimute in Form eines Kettenverbindungscode auf. Die Aufzeichnung läuft weiter, bis das Objekt eingekreist ist.

Nach der Suche nach einem Objekt und seiner Lokalisierung und Codierung seiner Außengrenze müssen dann die inneren Grenzen des Objektes lokalisiert und das Objekt aus der Bildgruppe elliminiert werden, damit dasselbe Objekt nicht noch einmal im Rasterprozeß erscheint. Diese Schritte werden erreicht durch Verarbeitung des Objektes in Schichten der äußeren Kontur von der Dicke eines PEL und Komplementierung des Boole'sehen Wertes eines jeden schwarzen PEL bei seinem Auftreten so, daß das Objekt schrumpft. Das Objekt wird solange eingekreist, bis es auf einen Punkt reduziert ist.

Jedes PEL wird beim Auftreten auf einer Konturengrenze komplementiert, als würde es das Objekt nicht "brechen", unter "Brechen" versteht man das Aufbrechen des Objektes in zwei Objekte, wie es in den Tabellen 2 und 3 gezeigt ist. Das Verfahren kann unterbrochen werden, wenn ein Punkt auf einer inneren Kontur zuerst als weißes Nachbar-PEL rechts von der Drehrichtung im Uhrzeigersinn der Lage der Grenzverfolgungspunkte erkannt wird. Das Verfahren läuft weiter zur Differenzierung zwischen einer inneren Grenze und einem dünnen Teil eines geschrumpften Objektes.

Wenn festgestellt wird, daß eine innere Grenze, d.h. ein "Loch" aufgetreten ist, wird es genauso aufgezeichnet wie das zugehörige Objekt. Außerdem werden die PEL-Werte in der inneren Grenze

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wiederum um jeweils eine Konturschicht komplementiert, und zwar genauso, als wäre es ein schwarzes Objekt, nur ist der Prozeß rekursiv, d.h., es kann sich ein anderes Objekt in dem Loch befinden, das wiederum ein Loch hat usw., bis das Originalobjekt auf einen Punkt reduziert ist.

Dieses Vorgehen unterliegt verschiedenen Einschränkungen. Zuerst ist eine diagonale Grenzverfolgung für Löcher nicht möglich; es sind nur rechtwinklige X-Y-Bewegungen zugelassen. Zweitens kann eine Grenze keine Bildgrenze überschreiten. Wenn also der Grenzverfolger auf einer Bildgrenze läuft, muß die Positionsmarke so eingeschränkt werden, daß sie diese Grenze nicht überschreitet, indem man Nachbar PEL's maskiert, die auf der anderen Seite der Grenze liegen.

Man erhält also eine Nestbeziehung der inneren und äußeren Grenzen in einer verdichteten Codereihe. Außerdem gestattet dieses vorgehen das Auffindungen und Verfolgen innerer Konturen auf dieselbe sequentielle Weise wie das Verfolgen äußerer Konturen. So kann das Bild in der verdichteten Form und nicht in der unverdichteten Form manipuliert werden. Die Beziehung der inneren zu den äußeren Grenzen wird erhalten, und Objekte werden_f im Gegensatz zu Abtastlinien, als Einheiten behandelt.

Der Dehnungsprozeß spricht auf die verdichtete codierte Reihe an, wie es in den vorhergehenden Absätzen für die Rekonstruktion des Originalbildes beschrieben ist. Es gibt dabei vier Grundschritte: Diese sind die Decodierung der Grenze, die Verfolgung der Grenze, die Prüfung auf Löcher und das Schrumpfen der Löcher. Im wesentlichen wird jede Objektgrenze oder Lochgrenze in den am Anfang leeren Bildspeicher geschrieben und das Innere (an der Innenseite der Grenze) wird aufgefüllt.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

'Fig. 1 die Systemlogik und den Datenfluß in den

; Hauptelementen des Konturenverdichtungs/Dehnungs-

! gerätes,

I Fig. 2 den Datenfluß für den Konturenbewegungsgenerator I (Grenzverfοlgungselement), der in Fig. 1 ge-

! zeigt ist,

j Fig. 3 den Generator für das Signal 'nächste Bewegung" ;

der Fig. 2, der für die Bestimmung der Richtung der nächsten Bewegung für die Positionsmarke

! aufgrund der Richtung der vorhergehenden Bewegung

j und des Schwarz/Weiß-Wertes der acht PEL-Nachbarn;

■ verantwortlich ist, wo die Positionsmarke gegen- ΐ

' wartig steht,

'Fig, 4 das logische Ausführungsbeispiel des Registers

"frühere Bewegung der Fig. 2". Es liefert die Signaldarstellung der Richtung der vorhergehenden Bewegung,

Fig. 5 die Logik für die "Positionsmarkennachbar-Selektion" der Fig. 2. Sie erzeugt Anzeigesignale für die maskierten Nachbarn aufgrund der Bezeichnung eines Nachbars als Loch oder Objekt,

Fig. 6 eine zur Erzeugung der Zahl von benachbarten

PEL-Werten derselben Helligkeit an dem Punkt entlang der Kontur, auf dem die Positionsmarke

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steht, notwendige Logikschaltung, die auf die Bezeichnung maskierter Nachbarn der "Positionsmarkennachbar-Selektion" der Fig. 5 anspricht,

Fign. 7A, B, C eine Locherkennungsschaltung, d.h. Elemente, die

die benachbarten PEL's an einer Grenze auswerten um festzustellen, ob innerhalb eines größeren Bündels von schwarzen PEL's, die ein Objekt genannt werden, oder umgekehrt_?ein weißes PEL

; existiert, das zu einem Loch gehören kann,

Fig. 8A einen Codierer zur Erzeugung von Codewörtern für eine Reihe diskreter Differentialazimute entsprechend einer Reihe von Bewegungen einer Positionsmarke um eine innere oder

äußere Grenze eines Objektes oder Loches,

SFign. 8C, 8B einen Decodierer, in dem die verkettet codierten

', Daten in Konturbewegungen umgewandelt werden,

Fign. 9A-9C die Selektionsnetzwerke und Zähler zum Speichern

der Anfangskoordinaten für die nachfolgende : Grenzverfolgung einer inneren oder äußeren

I Kontur,

iFign. 10,11A-B in graphischer und Tabellenform die Systemgrund- ] zustände und -Übergänge sowohl für den Verdich-

I tungs- als auch für den Dehnungsbetrieb,

Fign. 12A-E ein Ablaufdiagramm für jede Hauptbetriebsart,

Fig. 13 eine Darstellung der Auswirkungen der Hauptverdichtungsschritte auf ein Bildobjekt und

Fig. 14 eine detaillierte Logikschaltung für den Rasteri suchmechanismus.

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— Q —

Ein Bild wird bekanntlich als zweidimensional Anordnung Boole'scher codierter Punkte definiert, von denen jeder ein schwarzes/weißes Pel darstellt. Bündel schwarzer Pels werden als "Objekte" aufgefaßt, die gekennzeichnet sind durch eine sich selbst schließende äußere Kontur und selektiv innere Konturen enthalten, die Bündel von weißen Pels umschreiben, die als "Löcher" aufgefaßt werden. Für dieses Ausführungsbeispiel kann ein Objekt weiterhin als eine zusammenhängende Gruppe von acht schwarzen Pels und ein Loch als eine zusammenhängende Gruppe von vier weißen Pels definiert werden, von denen keine mit der Bildgrenze zusammenfällt. Objekte und Löcher sind von "Rändern" umgeben. Ränder sind Paare von vier nebeneinanderliegenden Elementen entgegengesetzter Helligkeit. Die Grenze eines Objektes besteht schließlich aus schwarzen Randelementen während die Grenze eines Loches aus seinen weißen Randelementen zuzüglich der weißen Elemente der acht nebeneinanderliegenden Paare schwarzer/ weißer Punkte besteht. Somit ist eine schwarze Objektgrenze eine zusammenhängende Achtergruppe und eine weiße Objektgrenze eine zusammenhängende Vierergruppe von Pels (auch Bildelemente genannt).

Im folgenden sei eineweiterer Begriff betrachtet, nämlich die Grenzverfolgung. Ein Grenzverfolger wird als eine Einrichtung angesehen, durch die eine Positionsmarke (auch Verschieber genannt) sich von einem Objektgrenzpunkt zum benachbarten Objektgrenzpunkt im Sinne des Uhrzeigers bewegt. Das Koordinatensystem enthält I-Einheiten von links nach rechts und J-Einheiten von oben nach unten. Der Grenzverfolger macht daher eine möglichst scharfe Linksschwenkung aus der Richtung der vorherigen Bewegung aufgrund der Einschränkung, daß er sich zu einem Nachbar bewegen muß, der denselben Helligkeitswert besitzt. Wenn eine Positionsmarke der Grenze eines schwarzen Objektes folgen würde, dann rfiirde sie die Richtung des am weitesten links lieyoiiden r><-hwtirzva Pel:: .inneiiü'.en. Als letztes Mittel ist dann >'i.iie "Kr-üf tv/i?η iuii-j"

Das vorliegende Auführungsbeispiel ist auf eine Speicherkapazität von höchstens einem Bit pro Bildelement beschränkt. Es ist weiter insofern limitiert, als das Verfahren vollkommen sequentiell und ohne Möglichkeit abläuft, sich an eine vorhergegangene Codierung zu erinnern, mit Ausnahme einer kleinen Anzahl von I-, J-Koordinaten, die vorübergehend in einen kleinen Stapelspeicher eingeschrieben werden können. Im Ausführungsbeispiel ist der Stapel ein Speicher zum Speichern von Punkten, an den ein Betriebsartenwechsel zuletzt stattfand. Schließlich ist das Ausführungsbeispiel dadurch beschränkt, daß es aus sehr einfachen Funktionsmoduln gebildet wird. In seiner primitivsten Form besteht es aus einem Orthogonal(-Random)speicher zum Speichern des Bildes, einem Konturenverfolger und einem Stapel.

Aus dem Buch von H. Freeman, Ά Review of Relevant Problems in ' the Processing of Line Drawing Data" in "Automatic Interpretation Classification of Images", A. Grasselli, Editor, Academic Press, New York, 1969, L.C. 76-84225 auf den Seiten 155-174 ist bekannt, daß die Kettencodierung von Bildteilen gewisse Manipulationen wie beispielsweise Drehung, Vergrößerung, Glättung, Anpassung und Ausgabe möglich macht. Im vorliegenden Beispiel werden die Bilddaten zu einer Liste von Objekt/Lochgrenzen transformiert, die für die obige Manipulation geeignet sind. Außerdem ist ein wesentliches Attribut die Nestbildung der Objekt- und Lochketten, worin die Lochgrenzen als zu den entsprechenden Objektgrenzen ; gehörend bezeichnet sind. Die Objekte, die innerhalb der Löcher liegen, sind ebenfalls so bezeichnet.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Objekt- und Lochgrenzen eines willkürlichen Schwärζ/Weiß-Bildes in Kettenform codiert. Dieses geschieht in vier Schritten, nämlich erstens die Suche nach dem Objekt, zweitens die Aufzeichnung seiner Grenze, drittens die Schrumpfung des Objektes und viertens die liüfung auf oiu Loch. &ie Suche nach Objekten in einer zwei-

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dimensionalen Gruppe von Bildpunkten erfolgt in Zeilenhauptord- \ nung von links nach rechts und von oben nach unten. Ein Objekt ίist gefunden worden, wenn ein schwarzes Bildelement auftritt.

j Die Grenze eines jeden gefundenen Objektes wird dann in Ketten-I form codiert, während die Grenze des Objektes verfolgt wird. Die 'Möglichkeit, daß das gefundene Objekt ein "Doppelobjekt" ist, j wird später beschrieben und verlangt von dem Grenzverfolger eine j Grobabtastung um das Objekt herum, bevor es codiert wird. Die J codierten Daten bestehen aus den I-, J-Stellen des Anfangspunktes und einer Folge diskreter Bewegungen vom Grenzpunkt zum benachi

harten Grenzpunkt. Der Codierungsprozeß wird für diese Grenze

labgeschlossen, wenn der Anfangspunkt vom GrenzVerfolger wieder erreicht wird. Die Möglichkeit eines isolierten Punktes verlangt die Existenz eines Spezialcode, weil der Decodierer sonst nicht in der Lage ist, eine Rückkehr zum Anfangspunkt zu erkennen.

Nachdem die Objektgrenze codiert ist, läßt man das Objekt durch eine Fortsetzung der Grenzverfolgung zusammenschrumpfen, worin jedes auftretende "löschbare Elemente" komplementiert wird. In diesem Zusammenhang kann die Grenzverfolgungsvorrichtung mehrere Läufe um die Grenze des schrumpfenden Objektes ausführen. Während tdes Schrumpfprozesses wird gelegentlich die Existenz eines möglichen Loches erkannt. Das wird dargestellt als die Erscheinung eines benachbarten weißen Pels rechts von der Bewegungsrichtung des im Uhrzeigersinn laufenden Grenzverfolgers, Andererseits kann es sich natürlich auch um den dünnen Teil des schrumpfenden Objektes handeln. Um festzustellen, welche dieser Möglichkeiten tatsächlich vorliegt, wird eine Lochprüfung aufgerufen. Dazu gehört die Grenzverfolgung des möglichen Loches durch Bewegungen /on einem weißen Grenzelement einer zusammenhängenden Vierergruppe zum nächsten, bis der Grenzverfolger dorthin zurückkehrt, wo er angefangen hat. Die Bewegungen werden dahingehend gerichtet, ob sie eine Linksdrehung oder eine Rechtsdrehung mit sich bringen. Linksdrehungen erhalten eine positive Gewichtung,

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Rechtsdrehungen eine negative. Auf diese Weise kann man feststellen, ob an dieser Stelle ein Loch existiert oder nicht. Einzelheiten dieser Prüfung werden im nachfolgenden Absatz beschrieben.

Wenn tatsächlich ein Loch erkannt wurde, wird eine Aufzeichnung des Grenzmechanismus aufgerufen, d.h. die Grenze des Loches wird verkettet codiert. Das Loch läßt man dann zusammenschrumpfen, d.h. man reduziert die Abmessungen. Die Schrumpfung des Originalobjektes wird dann fortgesetzt. Wenn beim Schrumpfen des Loches ein separates Objekt auftritt, wie beispielsweise ein Objekt im Loch, dann wird eine Objektprüfung aufgerufen. Diese Prüfung ist äquivalent der Lochprüfung, prüft jedoch das Vorhandensein einer Gruppe von acht zusammenhängenden schwarzen Grenzelementen.

Ein Stapelspeicher, der nach dem Prinzip "zuletzt ein/ zuerst aus" (LIFO) arbeitet, wird gebraucht, um eine Liste der Rückkehradressen an verschiedenen Punkten des Prozeßbaumes zu halten. Die größte Stapeltiefe für ein η χ η -Bild beträgt n/2. Diese gilt für konzentrische Quadrate mit einer Dicke von je einem Pel. In der Praxis ist die benötigte Stapeltiefe jedoch weit geringer. Wenn das Bild abgetastet wird, führt zuerst einmal !die Quantisierungsstörung dazu, daß viele Linien in einem sollchen Bild entweder unterbrochen werden oder zusammenlaufen. •Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird zweitens ein Bild von 11 000 000 Punkten verdichtet zu Untergruppen oder Fenstern mit einheitlicher Größe. Eine typische Fenstergröße liegt in der Größenordnung von 128 χ 128 Pels.

Nachdem das Originalobjekt in seinen Maßen auf Null reduziert wurde (so daß der Stapel leer ist)_r wird nach dem nächsten Objekt gesucht, indem man wieder in der Zeilenhauptordnung von dem Punkt beginnt, an dem das erste schwarze Pel gefunden ;wurde. Die Bildanordnung wird als vollständig codiert betrachtet, wenn dieser Rastersuchprozeß alle Bildpunkte untersucht hat.

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In Fig. 13 ist in einzelnen Schritten für die verdichtete Codierung für ein zusammenhängendes Objket mit Löchern dargestellt. In Fig. 13A ist eine Gruppe von Einsen und Nullen ausgelegt um ein repräsentatives Objekt mit inneren Löchern zu zeigen. Die Rasterabtastung läuft von links nach rechts und von oben nach unten und trifft nur auf Zeilen mit Nullen, bis sie auf die Oberkante der Figur trifft. Wenn das erste schwarze Pel, dargestellt durch eine binäre "1" gefunden ist, wird eine Anfangsgruppenkoordinate aufgezeichnet und dann bewegt sich der Grenzverfolger entlang der Grenze des Objektes und zeichnet eine Reihe diskreter Differentialazimute für jedes auftretende nachfolgende schwarze Grenzpel auf, bis er wieder an seiner Anfangsposition angekommen ist. Das ist der zweite Verfahrensschritt, d.h. die Aufzeichnung der äußeren Grenze. Die Fign. 13B und 13C zeigen den Schritt der Schrumpfung oder Maßreduzierung des Objektes durch wiederholtes Umkreisen desselben und Abstreifen löschbarer Pels in der äußeren Konturenschicht bei einer jeden Umkreisung. Dieser Prozeß läuft weiter, bis das Objekt in seinen Abmessungen auf Null reduziert 1st oder ein erstes weißes Pel rechts von der Laufrichtung des Positionsmarke auftritt. Die Lochprüfung wird vorgenommen, indem zuerst eine prospektive Grenze verfolgt und eine entsprechende Reihe von Differentialazimuten gesammelt wird. Wenn die Folge sich in Richtung des Uhrzeigersinnes wieder schließt, werden die innere Kontur und die inneren Punkte genauso verarbeitet, als wären sie ein schwarzes Objekt. Dieser Vorgang ist in den Fign. 13D, E und F dargestellt.

Aus den Fign 10 und 11B, in denen die Dehnung oder Decodierung der verdichteten Kettendaten gezeigt ist, geht hervor, daß die Wiederherstellung des Bildes dieselben Funktionsblocks benutzt, wie die Verdichtung. Diese Funktionsblocks sind nämlich der orthogonale Bildspeicher, der Grenzverfolger und der Stapel. Das Dehnungsverfahren besteht aus den Schritten der Grenzdecodierung, der Grenzverfolgung, der Prüfung auf Löcher und der Lochschrumpfung. Wie aus Fig. 10 zu sehen ist, holt der Grenz-

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decodierschritt die codierten Daten herein und schwärzt die Bildpunkte auf den Konturen, die durch die Kettendaten angegeben sind. Die Beendigung dieses Schrittes erfolgt inpliziet durch Feststellung einer Übereinstimmung mit dem Ursprungspunkt. Es gibt eine Ausnahme für den Fall eines isolierten Punktes. Der isolierte Punkt benutzt einen Sondercode zur Beendigung gemäß Darstellung in Tabelle 1. Der Schritt kann außerdem dazu benutzt werden, Löcher in den Objketen zu schaffen,und in diesem Fall macht er jeden Punkt weiß.

Der Grenzverfolgungsschritt folgt der Grenze, die durch den Grenzdecodierschritt erzeugt wurde und sucht nach möglichen Löchern. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß Löcher wieder als Punkte entgegengesetzter Helligkeit rechts von der Bewegungsrichtung erkannt werden. Außerdem kann aber im Zusammenhang mit der Dehnung die Benutzung des Wortes Loch zwar richtig aber zweideutig sein. Der Begriff Loch bezieht sich einfach auf Gruppen von weißen Pels, die innerhalb der äußeren Grenze des Objektes liegen.

Der Grenzverf olgungsschritt wird beendet, wenn die Koordinaten des Ursprungsgrenzpunktes wieder auftreten. Wenn ein mögliches Loch gefunden wird, wird eine Lochprüfoperation aufgerufen. Wenn die Prüfung das Vorhandensein eines Loches anzeigt, wird es über eine Lochschrumpfoperation gefüllt.

Bei den die Grenze eines Objektes bildenden Pels handelt es sich um eine zusammenhängende Achtergruppe. Es kann mehrere zusammenhängende Vierergruppenlöcher innerhalb der Grenzgruppe geben. Jede Gruppe muß gefüllt werden, um das Originalobjekt wieder herzustellen. Dieser Vorgang basiert auf der Beobachtung, daß ein Pel in jedem Loch existieren kann, das mit einem Grenzpel in einer zusammenhängenden Vierergruppe stehen muß. Dasselbe Argument gilt für eine aus zusammenhängenden Vierergruppen bestehend weiße Grenze, die schwarze Innenpunkte umgibt. Diese Gruppen von schwarzen Innenpunkten müssen als zusammenhängende JAchtergruppen betrachtet werden.

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Die Schritte des Verdichtungsverfahrens und des Dehnungsverfahrens sind in dem Modus-Übergangsdiagramm in Fig. 10 gezeigt. Allgemein kann man sagen, daß ein Gerät zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Speicher zum Speichern einer Bildgruppe, einer Kontur oder eines Grenzverfolgungselementes enthält und einen Stapelspeicher zum festhalten der P, J-Koordijnaten, zu denen man zurückkehrt, wenn die entsprechenden Stufen vervollständigt werden. Die Konturcodierung würde beginnen mit dem Laden des Bildes in den Speicher und der anschließenden Rasterabsuche der Bildgruppe in Zeilenhauptordnung. Wenn ein schwarzes Pel gefunden wurde, werden seine kartesischen Koordinaten (I, J) gespeichert. Der Grenzverfolger verzeichnet dann die äußere Grenze als eine Reihe diskreter Differentialazimute. Das Objekt wird dann in seinen Abmessungen reduziert, bis ein weißes Pel in Laufrichtung der Positionsmarke erkannt wird. An diesem Punkt wird eine Lochprüfung durchgeführt und der j Stapel erhöht, d.h., die Jr, J-S teile des Pel, an der das benachbarte weiße Pel auftrat, wird im Stapel gespeichert. Wenn die Lochprüfung ein positives Ergebnis hat, wird das Loch aufgezeichnet und gefüllt, indem man löschbare Elemente im Loch durch logische Komplementierung eines jeden Pel auf dieselbe Art abstreift, wie man ein Objekt in seinen Maßen reduziert. Dieser Vorgang läuft weiter_f bis das Loch vollständig gefüllt oder ein schwarzes Pel rechts der Laufrichtung der Positionsmarke ein mögliches Objekt innerhalb des Loches anzeigt.

Wenn das System nach Darstellung in den Fign. 10 und 11A eine Verdichtungscodierung ausführte und im Rastersuchmodus lief, würde es auf den Grenzaufzeichnungsmodus sozusagen übergehen !und anzeigen, daß ein schwarzes Pel gefunden wurde, und dann jwird der Inhalt der entsprechenden Lagezähler auf die Koordinaten des schwarzen PeI¹S gesetzt. Wendet man sich jetzt Fig. 12A zu, so sieht man hier in einem Ablaufdiagramm die Aufzeichnung im Verdichtungsmodus. Wenn die Fign. 11A und B zusammengenommen

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werden mit dem Gegenstück des Ablaufdiagrammes in den Fign. 12A bis E, dann sind die entsprechenden Datenübertragungen und Prüfungen für jeden Schritt im Verdichtungs/Dehnungsverfahren definiert.

In Fig. 1 ist eine Systemlogik und ein Datenfluß gezeigt. Nicht verdichtete Daten durchlaufen eine Steuereinheit 5 über die Leitungspaare 1 und 3. In gleicher Weise betreten und verlassen verdichtete Daten das System durch die Steuereinheit 21 über die Bahnen 25 und 23. Die Bildgruppe kann aus einer Reihe von rastercodierten Punkten bestehen, die über die Bahn 1 durch die Eingangssteuereinheit 5 angelegt und im Randomspeicher 11 gespeichert werden. Wenn ein spezieller Randomspeicher verwendet wird, dann kann die Gruppe in Hauptzeilenordnung ausgelesen werden, wenn das System im Rastersuchmodus lief.

Der Konturübertragungsgenerator 15 ist bisher als Grenzverfolger bezeichnet worden. Er spricht auf Bilddaten vom Speicher 11 an und steht in Wechselwirkung mit den anderen Systemhauptelementen wie beispielsweise dem Oodierer/Decodierer 21, dem Prozeßsteuerungsgenerator 45 und den I-, J-Ladezählern 29. Logische Einzelheiten des Konturgenerators sind in den Fign. 2 bis 7C gezeigt. Der Codierer/Decodierer 21 ist in den Fign. 8A bis C gezeigt während die I-, J-Lagenzähler und der Konturenschließdetektor in den Fign, 9A bis C dargestellt sind. Die Konturenverdichtung und -dehnung durch Kettencodierung wurde grundsätzlich als komplexes Thema behandelt. Die nachfolgende Beschreibung soll Struktur und Funktion kombinieren,

Wenn z.B. Objekte innerhalb eines Gruppenfeldes verdichtet werden sollen, ist es notwendig, daß eine zeilenweise Rastersuche durchgeführt wird, bis ein schwarzes Pel gefunden wird. Jetzt enthält der Orthogonalspeicher 11 einen in Fig. 14 gezeigten Speicheradreßzähler, der am Anfang auf Null gesetzt ist.

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Die Wörter der Bilddaten werden sequentiell abgerufen, während der Speicheradreßzähler hochgeschaltet wird. Bei jedem Zyklus wird das ganze Wort parallel untersucht, um festzustellen, ob teerbits verhanden sind. Wenn das nicht der Fall ist, wird das nächste Bit aus dem Speicher abgerufen. Sind Leerbits vorhanden, so werden die acht Bits des herausgerzogenen Speicherwortes einzeln von links nach rechts über den drei Bit-Pel-Zähler nach Darstellung in Fig. 14 untersucht. Eine Kombination des Speicheradreßzählers und des Rastersuch-Pel-Zählers bildet die I-, J-Koordinate des schwarzen Pel's. Dieses wird an einen Aufwärts/ Abwärtszähler der I-, J-Lagezähler 29 und auch auf die Anfangseingänge I und J gegeben, und zwar über die RS-Eingänge, die in Fig. 9A gezeigt sind.

Die I-, J-Lage der Positionsmarke für alle Grenzverfolgungstätigkeiten wird in den I-, J-Lagezählern festgehalten, die in einer von drei Arten initialisiert werden. Zuerst von der Rastersuche, wenn am Anfang ein schwarzes Pel gefunden wird, dann vom Decodierer 21, wenn ein Bild gedehnt wird und drittens vom Stapel 37, wenn dieser heruntergeschaltet wird. Die I-, J-Koordinaten einer jeden Grenze sind für die Codierung/Decodierung Teil der verdichteten Daten, Die Anfangswerte für I und J werden gleichzeitig in Verriegelungen geladen, die dem Grenzverfolger gestatten, eine Rückkehr zum Anfangspunkt zu erkennen. Diese Rückkehr wird erkannt, wenn die Vergleicher in den Fign, 9B, 9CI und J gleich anzeigen, mit dem Anfangswert von I und J, Während einer GrenzVerfolgung schreitet die Positionsmarke sequentiell von ihrer laufenden I-, J-Lage zur benachbarten Lage, indem man die I- und/oder J-Zähler aufwärts/abwärts zählen läßt. Dieser Vorgang ist den Fign. 9B und 9C gezeigt und wird durch die Leitungen 27 in Fig. 4 gesteuert. Der in Fig. 2 gezeigte Kontur-Bewegungsgenerator 15 veranlaßt die Positionsmarke zur sequentiellen Bewegung von einem Punkt zum enachbarten Punkt im Drehsinn des Uhrzeigers um die Grenze

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eines Objektes oder Loches. Der Grundgedanke ist eine möglichst scharfe Linksdrehung mit der Einschränkung, daß die nächste Pel-Position dieselbe Helligkeit haben muß, d.h. schwarz oder weiß ■sein muß wie das Pel in der vorhergehenden Position der Positionsjmarke. Der Konturbewegungsgenerator nimmt die vorhergehende Bewegungsrichtung, wie sie in Verriegelungen 409 in Fig. 4 gespeijchert ist, und gibt die Werte der acht Nachbarn in der richtigen Reihenfolge an den Prioritätscodierer 359, der in dem "nächste Bewegung"-Generator 329 der Fig. 3 gezeigt ist. Dieser bestimmt, welches Pel mit der gleichen Helligkeit die höchste Priorität hat. Die Verriegelungen 409 können außer vom Konturenbewegungsgenerator auch von jeder anderen der vier Quellen geladen werden. Sie werden z.B. durch den Decodierer 21 und den gedehnten Aufzeichnungsmodus, Fig. 12E, geladen, vom Stapel für die Reinitialisierung oder den Lochdetektorschaltungen 3O3, die als Teil des Konturenbewegungsgenerators in Fig. 2 und in den Fig. 7A/7C gelzeigt sind.

In Fig. 7A ist zu sehen, wie das Pel für ein mögliches Loch durch [Richtung und Helligkeit bezeichnet wird. Das fragliche Pel steht jrechts von der Bewegungsrichtung der Postionsmarke, Diese Richtungen sind insbesondere M + 5, M+6, M+7 oder gelegentlich auch M Modulo 8. M ist die vorhergehende Bewegungsrichtung 17, Wenn M z.B. Null ist, dann verlief die letzte Bewegung horizontal nach rechts. Daraus folgt, daß M+5, M+6, M+7 entsprechend 5, 6 und 7 abwärts nach links, abwärts bzw. abwärts nach rechts verlaufen. Das läßt sich leicht erkennen, denn wenn sich die Positonsmarke horizontal nach rechts bewegt (M=O), dann ist "rechts von der Bewegungsrichtung" abwärts. Die Wahlschaltung 709, 703 und 705 wird zum Wählen der Richtung benutzt, die a) nicht diagonal und

die äußerste rechte Drehung auf einer Prioritätsbasis ist.

der Wahlschaltung 701 werden die entsprechenden weißen Nachbarwerte gewählt, die durch den in Fig. 3 gezeigten "Nächste Bewegung" -Generator 329 erzeugt werden.

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In Fig. 7B ist primär die !Combinationslogik gezeigt, die zum Erkennen der Existenz eines möglichen Lochpels erforderlich ist. Sie enthält auch den Wendegenerator und Richtungsdiskrimenator 713 sowie den Lochauswerter 711, die im einzelnen in Fig. 7C dargestellt sind.

Der Term-Generator subtrahiert die vorhergehende Bewegung 17 von der nächsten Bewegung 101. Dieses zeigt eine Wendung t (602) von t= +2(90° nach links) über t=0 (geradeaus), t= -3 (135° rechts) nach t = -4 (180° umgekehrt). Die Drehung 602 wird durch den Akkumulator für die Drehung im bzw. gegen den Uhrzeigersinn dazu benutzt, das Signal 47 zu erzeugen, das anzeigt, ob eine Grenze im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn während einer Lochprüfung überschritten wurde. Man erhält dieses Signal durch Summierung der Drehungen und Beachtung des Vorzeichenbits des argebnisses.

Die Drehung 602 wird auch decodiert, um die Signale 601 zu erhalten f mit denen der Codierer 21 und die Kombinationslogik_f die den Ausgleich der Fig. 7B umfaßt, das Vorhandensein eines möglichen Lochpunktes über die Leitung 309 anzeigt, und zwar durch Kombination der tatsächlichen Helligkeitswerte der benachbarten Pels rechts von der Bewegungsrichtung der Positionsmarke mit den decodierten Drehungen 601. Das Signal 310 zeigt _r ob der Punkt_r an dem die Positionsmarke steht, im Schrumpfbetrieb löschbar ist oder nicht. Diese Funktion ist in den Tabellen 1 und 2 dargestellt die auf die Löschbarkeitskriterien gerichtet sind, Xn den Tabellen ist die relative Drehrichtung T bezeichnet durch eine reale ganze Zahl zwischen -4_<t<+3, wobei -t und +t entsprechend eine Rechtsdrehung bzw. eine Linksdrehung darstellen. In der folgenden Tabelle ist diese Aufstellung mit den Codes zusammen aufgeführt, die vom Codierer/Decodierer 21 (Fig, 8) zur Konturenbewegungserzeugung benutzt werden.

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	Loch-Code	TABELLE 1	Relative Änderung
t		Objekt-Code	im Azimut
	110		-180°
-4	-	11110	-135
-3	101	11101	-90
-2	-	101	-45
-1	0	100	0
0	-	0	+45
1	100	110	+9O
+2	-	11100	+ 135
+3	111	111110
Ende	111111

¹ Das wertniederste Bit LSB gibt bei Verwendung in den noch zu beschreibenden Löschbarkeits-Kriterien-Tabellen an, ob die Bewegung der Positionsmarke von einer Pel-Position mit der Bezeichnung "4" in einer Anordnung von 3x3 Pels diagonal oder nicht diagonal erfolgte.

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TABELLE 2

Zeigt die Löschbarkeitskriterien für Objekte, in der die Lochprüfung eingeleitet wird, wenn das Pel in der Pel-Position weiß ist.

Pel-Muster Nr.
1

t;LSB 0;0

3x3 Pel-Muster Löschen wenn:

2;0

www 4bb 567

wwb wbO 467

wwb 4bO 567

wb

wbO 467

die Zahl 6 schwarz

ist oder die Zahl 4 oder

5 weiß,

entweder 6 und 0 schwarz sind; 4 ist weiß und 0 ist schwarz; oder 4, 6 und 7 sind weiß,

6 und 0 schwarz sind; 4 und 5 sind weiß und 0 ist schwarz; oder 4, 5,

6 und 7 weiß sind,

6 und 0 schwarz sind; 4 weiß und 5 ist schwarz; oder 4, 6 und 7 weiß sind,

Löschung unmöglich,

6	-1;0	b wb 046	keine Löschung,
7		www 4bw	6 schwarz oder 4 und 5 weiß sind für Pel, ;
8	-2;0	www wbb 46	6 schwarz oder 4 ; weiß ist, I i
9	-2;1	www 4bw 5bw	stets Löschung, i i
10	-3;	www wbw 46b	6 schwarz oder 4 weiß ist,
11	-4;		stets Löschung und
12		stets Löschung

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TABELLE 3

Löschkriterien für Löcher, worin die Prüfung auf Objekts eingeleitet wird, wenn 6 schwarz ist.

Pel-Muster Nr. t;LSB 3x3 Pel-Muster Löschen wenn:

1 0; bb 5,6 und 7 weiß sind;

4ww 4 schwarz und 6 und

567 7 weiß sind, oder 4,5

und 6 schwarz sind,

2 -2; bb 5 weiß ist oder 4

4 ww schwarz,

b5w

3 2; 4w . keine Löschung,

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4 -4; stets Böschung

In den obigen Beispielen wird immer der Punkt 4 als derjenige angenommen, von dem die Positionsmarke kam. In diesem Zusammenhang kann gesagt werden, daß LSB immer angibt, ob die Bewegung vom Punkt 4 aus in diagonaler Richtung erfolgte oder nicht.

In Fig. 7C ist die Logik für den Lochauswerter 711 gezeigt. Der Lochauswerter enthält eine Schaltung 715 zur Erzeugung des Signales Δ, das die relative Azimutdifferenz zwischen dem Ausgang und der Rückkehr durch die Positionsmarke von und zum Anfangspunkt darstellt. Wenn beispielsweise Δ = 4 ist, dann geht die Positionsmarke vom Ursprungspunkt über dasselbe Nachbarpel aus und kehrt wieder zurück. Diese Information, kombiniert mit der Nachbarzahl 305 am Ursprungspei, gestattet eine Erkennung eines durch die Signale auf der Leitung 47 bezeichneten Doppelobjektes.

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j Wenn der Lochprüfschritt abgeschlossen ist, ergibt sich eine Entscheidung, basierend auf dem Vorzeichen der Akkumulation der Drehungen. Es gibt einige wichtige Ausnahmen, wenn diese Entscheidung übersteuert oder überschrieben wird. Der erste Fall I tritt ein, wenn die Grenze des Bildes während der Prüfung er-I reicht wird. Wenn das einfach erkannt werden kann, kann die 'Prüfung abgebrochen werden, da ein Loch oder ein Objekt in einem Loch keinen Punkt in der Bildgrenze enthalten kann. Die andere Möglichkeit besteht darin, dem Bild einen künstlichen weißen Rand zu geben und sich auf das Prüfergebnis zu verlassen (der Grenzverfolger bewegt sich auf diesem Rand, aber nicht darüberhinaus).

Der zweite Fall wird durch den umstand ausgelöst, daß der Grenz- !Verfolger zu seinem Anfangspunkt zurückkehren kann_f ohne die gesamte Grenze des Loches überlaufen zu haben (der Anfangspunkt kann z.B. in einem Bereich des Loches liegen, der nur ein Pel breit ist), Wieder gibt es zwei Möglichkeiten: Die Prüfung kann abgebrochen werden, da eine andere Lochprüfung schließlich auf einen löschbaren Punkt zeigen muß, oder die Prüfung kann fortgesetzt werden, bis der Anfangspunkt ein zweites oder drittes mal wieder auftritt. Die laufende Implementierung ist ein Kompromiss; Wenn die Prüfung beim zweimaligen Erscheinen des Startpunktes abgeschlossen werden kann, wird sie fortgesetzt; wenn nicht wird sie abgebrochen. Diese Wahl basiert auf den Forderungen des Aufzeichnungsgrenzschrittes. Um diesen Fall zu erkennen muß ein Objektprüfschritt jedesmal durchgeführt werden, wenn der Objektsuchschritt ein scharzes Bildelement findet, obwohl das Ergebnis vorbestimmt ist (um eine Verwirrung zu vermeiden, wurde das nicht vorher erwähnt). Die Anfangsbewegung wird vorübergehend gespeichert und Modulo 8 von der Endbewegung der Prüfung subtrahiert. Das Ergebnis wäre z.B. 4, wenn die Positionsmarke über denselben Nachbarn vom Startpunkt ausgeht und wieder dorthin zurückkehrt. Das Vorhandensein oder Fehlen eines Doppelobjektes wird bestimmt durch Δ und die gleiche

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Nachbarzahl N am Startpunkt. An einem durch den Objektsuchschritt gefundenen Punkt gibt es nur zwei Möglichkeiten, nämlich Δ = 4, N. = 2 und Δ = 5, N = 3. Wenn eine dieser beiden Fälle eintritt, wird ein Doppelobjekt-Spezialbit in der codierten Kettenüberschrift eingeschaltet. Die Möglichkeit von Doppelobjekten (Löchern) kann elliminiert werden, dann ist es aber nicht möglich, alle Kettenstartpunkte oben linksbündig auszuschließen.

Bei jeder Objekt- oder Lochsuche wird auf mögliche Doppelobjekte (Löcher) geprüft. Dazu sind zwei weitere Prüfungen erforderlich: Δ = 5, N = 4 (nur für Objektprüfung) und Δ = 6, N = 3 (nur für Lochprüfung). Eine Fortsetzung der Lochprüfung (Objektprüfung) ist erforderlich, nachdem ein Doppelloch (Objekt) erkannt ist, da das Endergebnis nach zweimaligem Auftreten des Startpunktes zeigen kann, daß der geprüfte Satz überhaupt kein Loch (Objekt) war (das geschieht auch mit Objekten, die durch den Objekt-Suchschritt entdeckt wurden, um den Aufzeichnungsgrenzschritt in der gewöhnlichen Richtung starten zu lassen).

Die Lochprüfung wird nur wegen eines Mehrfachobjektes abgebrochen, wenn ein Anfangspunkt drei Nachbarn gleicher Helligkeit hat, die nicht gegenseitig benachbart sind, und 4 sind. Im Decodierprozeß wird eine Lochprüfung (Objektprüfung) abgebrochen, wenn ein Doppelloch (Objekt) nach Vereinbarung auftritt. In diesem Fall kann man zwei Stufen von Doppelobjektbedingungen haben, von denen eine zu dem geprüften Loch (Objekt) und die andere zu ursprünglich codierten Objekt (Loch) gehört, wodurch der Startpunkt im folgenden Schritt zweimal auftritt.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur maschinellen Verdichtung und Codierung der Grenzen von Ansammlungen schwarzer Bildelemente (Objekten) und weißen (Löchern), die von schwarzen Bildelementen umgeben sind, nach einem Kettenverbindungscode für beliebige Schwarz/Weiß-Bilder, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:

- Suche nach schwarzen Objekten in einer zweidimensionalen Matrix von Bildpunkten, wobei ein Objekt identifiziert wird, wenn das erste schwarze Bildelement festgestellt wird,

- Umkreisung des gefundenen Objektes vor seiner Speicherung, zum Zwecke der Feststellung, ob dieses Objekt ein Doppelobjekt ist, und wenn dies der Fall ist,

- Einfügen einer entsprechenden Angabe in den Kopfbereich der Codierungskette,

- Aufzeichnung der Grenze für jedes gefundene Objekt, indem der Rand des Objektes so lange verfolgt wird, bis die Anfangskoordinaten des ersten schwarzen Bildelementes festgestellt werden, ',

- Reduzierung der Abmessungen des Objekts (Schrumpfen) ; mit dem Ziel, innere Grenzen zu lokalisieren und j das Objekt von weiteren Betrachtungen auszuschließen, \ indem es entweder auf einen einzelnen Punkt reduziert I wird oder bis ein benachbartes weißes Bildelement, ί das für ein mögliches Loch innerhalb des Objektes I indikativ ist, festgestellt wird,

- Randverfolgung des möglichen Loches, bis die Anfangskoordinaten des festgestellten weißen Randbildelementes wieder festgestellt werden,

- Speicherung der Grenzen des Lochs und schließlich i

- Schrumpfung des Bildelementwertes innerhalb der inneren Grenzen in der Form, als wäre es ein schwarzes Objekt, wobei diese Verarbeitung rekursiv ist, bis das Ursprungsobjekt seinerseits auf einen einzigen

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Punkt verringert ist.

2. . Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der Schritt zur Suche schwarzer Objekte in der zweidimensionalen Matrixanordnung von Bildpunkten in Zeilenhauptordnung erfolgt, daß ferner beim Schritt zur Speicherung der Grenze jedes Objekts die codierten Daten aus den Matrixkoordinaten des Startpunktes und einer Folge von diskreten Bewegungen vom Grenzpunkt zu dem benachbarten Grenzpunkt bestehen, daß weiter die Schrumpfung des Objekts vorgenommen wird, indem individuelle Punkte des Objekts in den äußeren Konturenschichten von der Stärke eines Bildelementes komplementiert werden, wobei das Objekt so oft umkreist wird, als es notwendig ist, um es entweder auf einen einzigen Punkt zu verkleinern, oder bis ein benachbartes weißes Bildelement rechts der Bewegungsrichtung gefunden wird, wenn man im Uhrzeigersinn dem Rand folgt und daß schließlich zur Grenzverfolgung eines möglichen Loches von einem weißen Grenzbildelement zu dem nächsten v/eitergegangen wird, bis die Koordinanten des weißen Grenzbildelementes am Anfang wieder festgestellt werden, wobei nach Festellung der Bedingung, daß ein Loch tatsächlich festgestellt wurde, die Grenze des Loches gespeichert wird und wobei die Bildelementwerte innerhalb der inneren Grenze konturschichtweise komplementiert und in der gleichen Weise verarbeitet werden, als wären sie ein schwarzes Objekt und die Verarbeitung wiederum rekursiv erfolgt, bis das Originalobjekt seinerseits bis auf einen einzelnen Punkt verkleinert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich- ^! net, daß jeder Punkt der zwei-dimensionalen Matrix einen

Boole'sehen Wert aufweist, der für Schwarz oder Weiß repräsentativ ist, so daß Ansammlungen von schwarzen . Punkten als ein verbundenes Objekt auffaßbar sind und

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weiterhin jedes verbundene Objekt eine einzige äußere Kontur besitzt, wobei letzlieh jedes verbundene Objekt selektiv innere Konturen umfaßt, die Ansammlungen von weißen Punkten beschreiben, die als Löcher aufgefaßt werden.

Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:

- Rasterabtastung der Matrix bis das erste schwarze Bildelement sichergestellt ist,

- Einkreisen des gefundenen Objekts vor der Speicherung seiner Werte, um festzustellen, ob das Objekt ein doppeltes Objekt ist, wobei, wenn dieses der Fall ist, eine Angabe dieser Bedingung in den Kopfbereich der Codierungskette eingegeben wird,

- Speicherung einer Anfangsmatrixkoordinate und einer Reihe von Differentialazimuten, die die Koordinanten der Objektgrenze in Kettenverbindungscodierung definieren, wobei die Speicherung so lange fortgesetzt wird, bis das Objekt eingekreist ist,

- Lokalisierung beider Grenzen und Eliminierung soeben abgetasteter Punkte von der weiteren Betrachtung, durch Verarbeitung des Objekts in den äußeren Konturenschichten von der Stärke eines Bildelementes,

; wobei diese Verarbeitung der äußeren Konturgrenzen

; wiederum mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt

wird:

ί - Komplementierung des binären Wertes jedes schwar-

j zen Grenz-Bildelementes wenn es festgestellt wird,

ι so daß das Objekt verkleinert wird, indem das

j Objekt so oft eingekreist wird, wie es notwendig

ist, um es auf einen einzigen Punkt zu reduzieren, ! indem jedes Bildelement, das längs einer Kontur

festgestellt wird, in seinem Wert komplementiert wird, wenn ein solches Vorgehen das Objekt nicht

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auseinanderbrechen wird und dieses Vorgehen ' unterbrochen wird, wenn ein Punkt auf einer j inneren Kontur zuerst als weißes Nachbar-Bildelement rechts der Richtung der Grenzverfolgung I festgestellt wird und dieser Prozeß zur Unterscheid" dung zwischen einer inneren Grenze und einem dünnen Teil des verkleinerten Objekts fortgesetzt ; wird und

_; - wenn schließlich eine innere Grenze festgestellt

wird, dann wird ihr Wert zuerst gespeichert und dann werden die Bildelementwerte innerhalb dieser j Grenze konturschichtweise komplementiert und in der gleichen Weise verarbeitet, als wenn sie ein schwarzes Objekt wären, wobei schließlich dieser Prozeß rekursiv so lange fortgeführt wird, bis das Objekt auf einen einzigen Punkt verkleinert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die GrenzVerfolgung stets im Uhrzeigersinn vorgenommen wird.

6. Verfahren zur Dekompression eines beliebigen Schwarz/Weiß-Bildes, bei dem Objekt- und Lochgrenzen mit einem oder mehreren der Verfahren 1 bis 5 codiert wurden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Beschreiben der Grenzkonturen in einen zu Anfang völlig mit Werten schwarzer Punkte gefüllten Speicher mit Hilfe eines Kettenverbindungs-Bewegungsgenerators und entweder Schwärzen oder Weißmachen der Punkte längs des Weges in Abhängigkeit davon, ob die Grenzen entweder die eines Objektes oder eines Loches sind,

- Randverfolgung jeder Kontursuche für entweder weiße oder schwarze Bildelemente rechts der Bewegungsrichtung in Abhängigkeit davon, ob eine Objekt- oder Lochgrenze verfolgt wird, bis der Anfangspunkt wieder festgestellt

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wird und schließlich

- nach dem Auffinden dieses Punktes rechts der Bewegungsrichtung und Bestätigung, daß er zu einem Loch gehört, Komplementierung des Wertes des Bildelementes innerhalb der Grenze schichtweise, bis das Loch gefüllt ist und Rückkehr zur Verfolgung des Originalrandes und Wiedereinleitung des Schrittes zur Komplementierung des Bildelementwertes innerhalb des Randes', bis das Objekt oder Loch wieder hergestellt ist.

7. Einrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet, durch einen orthogonalen Randomspeicher (11) zur Speicherung der Boole"sch bewerteten Punkte der zweidimensionalen Anordnung, eine Einrichtung zur Ansteuerung verschiedener geometri- ! scher Unteranordnungen, die sich irgendwo in dem Matrixfeld ; im Orthogonalspeicher befinden können, j

einen Detektor (29) zur Feststellung von Konturenschiie- ^! ßungen und ;

eine Anzahl von Zählern (I, J) für die Speicherung der i Koordinaten der Punkte in der Matrix, j

einen Stapelspeicher (37) für die Speicherung von Listen \ der Rückkehradressen für verschiedene Neststufen und ; einen Generator (15) für Konturenbewegung, der auf Boole'scha Werte in den angesteuerten geometrischen Unteranordnungen anspricht, um die Koordinaten des ersten schwarzen festgestellten Bildelementes bei der Abtastung der Matrix in Zeilenhauptordnung zu identifizieren, wobei der genannte Generator weiterhin eine Einrichtung zur Kettenverbindungscodierung des Randes eines Objekts und Speicherung derselben in dem Orthogonalspeicher zusammen mit den Koordinaten der laufenden Generatorposition in den Stellenzählern (29) aufweist und schließlich eine Einrichtung vorgesehen ist, die nach der Angabe einer Konturenschließlich durch den entsprechenden Detektor das Objekt auf entweder einen einzelnen Punkt oder bis auf einen Punkt auf einer inneren

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Kontur verkleinert, der zuerst als weißes Nachbar-Bildelement festgestellt wird und der Konturengenerator eine Einrichtung zur Unterscheidung einer inneren Grenze und j des dünnen Teils eines verkleinerten Objekts aufweist. !

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß j der Stapelspeicher nach der Betriebsart "zuletzt rein/zu- ! erst raus" betätigt wird, daß ferner die Einrichtung zur ; Verkleinerung des Objekts aus einer Einrichtung zur Verklei·* nerung des Objekts in den äußeren Konturenschichten mit je- ;

weils der Stärke eines Bildelementes besteht, bei dem , das Objekt so oft eingekreist wird, als es notwendig ist, j um es auf einen einzelnen Punkt zu verkleinern oder bis der Punkt auf einer inneren Konturenschicht zuerst als ein weißes Nachbar-Bildelement rechts der Richtung der Grenzverfolgung festgestellt wird, wobei die Einrichtung zur Verkleinerung schichtweise vorgeht, wenn eine innere Grenze festgestellt ist und die Verarbeitung der Verkleinerung in der gleichen Weise erfolgt, als wenn uncodierte Teile der inneren Grenze schwarze Objekte wären.

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