DE3485914T2

DE3485914T2 - Bildverarbeitungsverfahren und -geraet mit feldteilen.

Info

Publication number: DE3485914T2
Application number: DE19843485914
Authority: DE
Inventors: William Robert Wray
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2004-07-20
Also published as: EP0132795B1; JPS6059476A; EP0132795A3; CA1248218A; DE3485914D1; EP0132795A2

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Verarbeitung von Bildinformationen. Insbesondere schafft die Erfindungein Verfahren und eine Vorrichtung, wobei ein Computer mit begrenzter Kapazität nichtsdestoweniger ein relativ großes Feld von Bildinformationen verarbeiten kann.
Die Erfindung kann benutzt werden zur Behandlung von Bildinformationen von im wesentlichen jeglicher Natur. Gemäß einem typischen Beispiel repräsentiert die Information eine zweidimensionale Reihe oder ein Feld von Werten. Die Bildverarbeitung innerhalb des Rahmens der Erfindung umfaßt ohne Einschränkung derartige diverse Anwendungen wie Fotografie, Fernsehen, Druck und grafische Kunst sowie Laserabtastung. Weiter umfaßt die Erfindung solche Anwendungen, wo keine Originalszene vorhanden ist, beispielsweise mit Bildern, die durch Sonartechniken, durch Infrarottechnik, durch Radar, durch Ultraschall oder computerisierte Axialtomografie(CAT)- Scanner oder andere medizinische Bilderzeugungsmittel hergestellt wurden.
Die Bildverarbeitung mit einem Feld derartiger Information umfaßt im typischen Fall eine beträchtliche Zahl von zusammenwirkenden Operationen, um die Information für alle Bildelemente, d. h. Pixel, des Feldes zu verarbeiten. Die feldweise Verarbeitung dieser Information auf einem Computer erfordert große und entsprechend kostspielige Speicher, um die Bildinformation für sämtliche Pixel zu speichern. Beispielsweise erfordert die Computerspeicherung eines quadratischen Feldes mit 512 Pixeln auf einer Seite und bei dem ein Byte den Feldwert für ein Pixel definiert, einen Speicher mit einer Kapazität von 262 144 Byte. Der Computerspeicher muß wenigstens die doppelte Kapazität hiervon besitzen, um ein solches Feld von Eingangswerten zu speichern und um ein gleiches Feld resultierender Werte zu speichern. Gewöhnlich erfordert der Speicher die dreifache Kapazität hiervon oder über drei Viertel Millionen Bytes, um die Pixelinformation für zwei Eingangsfelder und das resultierende berechnete Feld zu speichern.
In der Zeitschrift Optical Engineering Vol. 21 Nr. 5 Sept./Okt. 1982, S. 841-846, ist eine Analog- und Digitalschaltung zur Bildverarbeitung und Gradationsverbesserung beschrieben. Die Schaltung ermöglicht eine Echtzeitberechnung einer Tonskalentransformation, die dann auf ein digitalisiertes Bild angewandt wird, das auf einem Fernsehmonitor wiedergegeben wird. Die Tonskalentransformationen werden durch Knöpfe gesteuert, die mit Ausdrücken gekennzeichnet sind, die für fotografische Künstler bedeutungsvoll sind, aber nicht einen Benutzer erfordern, um Punkte einer Übertragungscharakteristik zu spezifizieren, wie dies bei anderen Systemen üblich ist. Diese Knöpfe kennzeichnen direkt minimale und maximale Dichten, Helligkeiten und Schatten, Spitzlichter und Gesamtkontrast. Diese Steuerparameter können durch die Bedienungsperson gewählt werden. Nachdem die entsprechende ästhetische Modifikation auf dem Fernsehschirm erhalten ist, kann die Bedienungsperson die Transformation des gesamten gespeicherten Bildes einleiten, bevor die darauffolgende Computerbehandlung oder die Ausgabe einer Hartkopie erfolgt.
IEEE TRANSACTION ON NUCLEAR SCIENCE Bd. NS-29, Nr. 4, August 1982, S. 1322-1330, beschreibt Vorschläge hinsichtlich der Darstellung medizinischer Bilder.
Die Darstellung ist jene Stufe der Bilderzeugungskette, in der das Bild in eine Form gebracht wird, die für einen Beobachter sichtbar ist. Die Ziele der Darstellung können qualitativ oder quantitativ sein, und es werden jeweils unterschiedliche Darstellungsforderungen auftreten. Für jeden Zweck erfordert die Erzeugung eines hochqualitativen Ergebnisses die Beachtung von Umständen sowohl in Raum- als auch in Intensitätsdimensionen. In der räumlichen Dimension sind die Hauptauswählkriterien die Abtastung und Interpolation. In der Intensitätsdimension sind die Hauptgesichtspunkte die Abtastung, die Darstellungsmaßstäbe, die Übertragung durch die Darstellungsmittel oder Darstellungsskalenwerte für darstellungsmäßig betriebene Intensitäten und Kontrastverbesserung. Es werden Konzepte und Annäherungsversuche, aber keine Hardware für diese drei Wahlkriterien geliefert.
Die GB-A-2046051 beschreibt ein iteratives Echtzeit- Hystogramm-Modifikationssystem zur Benutzung bei der Bildverarbeitung, beispielsweise bei der Bildkontrastverbesserung beispielsweise für Szenen, Radiogramme und Thermogramme.
Bei dem beschriebenen System werden analoge Videosignale, die modifiziert werden sollen, digitalisiert und einem Decodermodul zugeführt, welches ein Code-RAM aufweist, das die Eingangsgraustufen in eine geringere Zahl von Ausgangsgraustufen gemäß einer Aufzeichnungsstrategie komprimiert, die dem Code-RAM aufgeprägt wird. Die Aufzeichnungsstrategie wird bestimmt, indem iterativ ein vorbestimmter Szenenadapter-Operator benutzt wird. Dies geschieht durch Herstellung eines Hystogramms von Pixeln in den entsprechenden Ausgangsgraustufen. Danach wird die Zählung in jeder Graustufe mit einer vorbestimmten Populationsfigur für jenen Grauwert verglichen, und wenn die Differenz zwischen der Zählung und der Populationsfigur außerhalb eines annehmbaren Bereiches, der als Fenster bezeichnet wird, liegt, dann wird die Recodierungsstrategie, die während der Verarbeitung des nächsten Bildrahmens von Ausgangssignalen benutzt wird, so geändert, daß die Zahl von Eingangsgrauwerten, die in die jeweiligen Ausgangsgrauwerte komprimiert werden, entsprechend eingestellt wird.
Die Aufzeichnungsstrategie kann auf einen örtlichen Bereich des Bildrahmens angewandt werden, der willkürlich gewählt wird, oder es kann auf den gesamten Bildrahmen angewandt werden, und in diesem Fall wird das Hystogramm von einer Untergruppe sämtlicher Pixels gebildet. Die szenenadaptiven Operatoren schließen ein: Hystogrammausgleich, Gaußsche Verteilung, hyperbolische und exponentielle Maßnahmen.
Durch Benutzung eines geeignet programmierten Mikroprozessors können unterschiedliche szenenadaptive Operatoren willkürlich gewählt werden, und es kann eine Zoom-Maßnahme vorgesehen werden, bei der die Größe des örtlichen Bereichs geändert wird, und entsprechende Änderungen werden hinsichtlich des Fensters und der Gruppe von Populationsfiguren durchgeführt.
Bei sämtlichen oben beschriebenen Systemen werden verschiedene Aspekte der Fein- oder Grobbildverarbeitung offenbart.
Verschiedene Bildverarbeitungen, beispielsweise jene, bei der ein Bild verbessert wird, umfassen Operationen sowohl bei weit auseinanderliegenden Gruppen von je einem oder je mehreren Pixeln oder dicht benachbarte Gruppen von Pixeln. Beispielsweise zeigt die US-A-4384336 vom 17. Mai 1983 eine Form einer Bildverarbeitung, die mit "Helligkeitsbilderzeugung" bezeichnet wird und sowohl örtliche Berechnungen als auch globale Berechnungen einschließt. Die globalen Berechnungen sind Makrofeldberechnungen insofern, als sie Operationen mit Bildwerten einschließen, die im weiten Abstand zueinander liegende Orte des Bildfeldes repräsentieren. Umgekehrt sind lokale Berechnungen Mikrofeldberechnungen insofern, als sie Operationen mit Werten einschließen, die dicht benachbarte Stellen des Bildfeldes repräsentieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Bildinformationen mit einem Computer zu schaffen, der nur eine begrenzte Speicherkapazität, bezogen auf die Größe des Bildfeldes, hat, das hiermit behandelt werden soll, wobei ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb erlangt werden soll und wobei ein Speicherelement eine fotografische Aufzeichnung ist. Der Ausdruck "fotografische Aufzeichnung" wird hier im weitesten Sinne benutzt und soll Strahlungsaufzeichnungen auf einem fotochemischen Emulsionsmedium, aber auch auf einem elektrostatischen Medium einschließen.
Gemäß der Erfindung wird das angegebene technische Problem durch ein Verfahren gelöst, welches die Schritte gemäß Anspruch 1 umfaßt. Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.
Eine Vorrichtung, die das angegebene technische Problem löst, umfaßt die Merkmale des Anspruchs 8. Eine Ausgestaltung hiervon ist in Anspruch 9 angegeben.
Ein Ergebnis dieser Merkmale besteht darin, daß ein einziger elektronischer Digitalspeicher oder ein anderer Schreib-/- Lese-Speicher mit relativ kleiner Speicherkapazität benutzt werden kann, der eine relativ grobe Einzeldarstellung des gesamten Bildfeldes speichert, um es bei Rechenoperationen zu benutzen, die eine Zwischengruppe von Werten erzeugen. Das gleiche Speicherelement kann anstelle der relativ groben Bildfeldinformation ein relativ feines Detail eines Abschnitts des gleichen Bildfeldes mit hoher Auflösung speichern, um Rechenoperationen für diesen Feldabschnitt durchzuführen. Die fotografische Aufzeichnung dient als Informationsspeicherelement, vorzugsweise nur als Lesespeicher für das Eingangsbildfeld, welches behandelt werden soll. Es wird mehr als einmal gelesen, um die Bildfeldinformation zu liefern, die erforderlich ist für die Bildverarbeitung und die sonst einen umfangreichen Lese-/- Schreib-Speicher zum Zwecke der Speicherung erfordern würde.
Die Erfindung umfaßt demgemäß verschiedene Schritte und die Beziehung von einem oder mehreren solcher Schritte gegenüber anderen Schritten, und der den Gegenstand der Erfindung bildende Apparat weist eine Konstruktion und Kombination von Elementen sowie eine Anordnung von Teilen auf, die in der Lage sind, diese Schritte durchzuführen, wie dies in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung ersichtlich ist.
Zum besseren Verständnis der Natur und der Ziele der Erfindung wird im folgenden auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die zeigen:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Bildverarbeitungsvorrichtung zur Verwirklichung der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bildverarbeitung gemäß einem Merkmal der Erfindung,
Fig. 3 und 4 die Makrofeld- bzw. Mikrofeldmerkmale der Erfindungsschritte gemäß Fig. 2,
Fig. 5, 6 und 7 die Veranschaulichung der schrittweisen Verarbeitung an der Oberseite, in der Mitte und im unteren Teil des Bildfeldes,
Fig. 8 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, und
Fig. 9 ein Flußdiagramm der Bildverarbeitung gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Bildverarbeitungssystem gemäß der Erfindung zur Verarbeitung einer Farbfotografie. Das veranschaulichte System umfaßt eine Helligkeitsbildverarbeitung wie in der US-A-4384336 beschrieben. Das veranschaulichte System weist vier Abschnitte auf, einen Eingangsabschnitt 12, einen Verarbeitungsabschnitt 14, einen Bildspeicherabschnitt 16 und einen Ausgabeabschnitt 18.
Der Eingabeabschnitt 12 liefert generell betrachtet eine hohe Auflösung, d. h. feine Detaildarstellungen des Bildes. Die Information für hohe Auflösung kann dadurch erhalten werden, daß eine echte dreidimensionale Szene abgetastet wird. Statt dessen kann die Information jedoch auch aus einem Speicher gewonnen werden, beispielsweise einem Magnetspeicher, oder einem anderen Speicher, und zwar in maschinenlesbarer Form. Der dargestellte Eingangsabschnitt 12 liefert die Information mit hoher Auflösung von einem fotografischen Transparent 20, und demgemäß veranschaulicht letzteres die Praxis in Verbindung mit der optischen Abtastung einer fotografischen Aufzeichnung. Eine Lichtquelle 22 schickt Licht durch das Transparent 20 auf eine Linse 24, die das Licht durch ein rotierendes Filterrad 26 auf einen fotoelektrischen Wandler 28 richtet. Das Filterrad 26 besitzt ein Rotfilter 30, ein Grünfilter 32 und ein Blaufilter 34, die über den Umfang der sonst undurchlässigen Scheibe verteilt sind. Das Filterrad wird durch einen Motor 36 um seine Mittelachse gedreht, wobei eine äußere Synchronisierungssteuerung vorgesehen ist, wie diese durch den Doppelkopfpfeil 36a angedeutet ist. Der dargestellte Wandler 28 ist eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD), die eine einzige lineare Anordnung von CCD-Wandlerelementen umfaßt, veranschaulicht durch eine (512 x 1)-Konfiguration. Die resultierenden elektrischen Signale von der CCD- Anordnung werden einem Analog/Digital-Wandler 38 zugeführt, der entsprechende digitale Wandlersignale parallel zu einer Bildverarbeitungsstufe 40 schickt, welche die Systemverarbeitungsstufe 14 bildet.
Der dargestellte Eingabeabschnitt 12 weist außerdem einen Motor 42 auf, der das fotografische Transparent 20 in der Bildebene seitlich in Richtung des Pfeiles 48 verschiebt, wobei eine Abtastbewegung über den optischen Pfad 44 zusammen mit der Lampe 22, der Linse 24, dem Filterrad 26 und dem Wandler 28 stattfindet, die aufeinander ausgerichtet sind. Der Motor 42 wird ebenso wie der Filterantriebsmotor 36 von außen her gesteuert. Bei dem dargestellten System ist die Bildverarbeitungsstufe 40 durch Leitungen 45 und 46 mit jedem Motor verbunden, um die gesteuerte Bewegung der Filterscheibe 26 und getrennt des Transparentes 20 durchzuführen. Ein selektiv beweglicher Schlitten, der nicht dargestellt und von herkömmlicher Konstruktion ist, lagert das Transparent und ist mit dem Motor 42 gekoppelt, um diese Abtastbewegung durchzuführen.
Bei dieser Konstruktion projiziert der dargestellte Eingangsabschnitt 12 das Bild oder die Szene, die auf dem Transparent 20 aufgezeichnet ist, auf die Wandleranordnung bzw. das Wandlerfeld 28, und dieses dargestellte lineare Feld wandelt ein Liniensegment der projizierten Strahlungsenergie in elektrische Signale um. Das Liniensegment wird durch die Transparentstellung bestimmt, die vom Abtastmotor 42 festgelegt ist. Die Filterscheibe 26 läßt auf das Wandlerfeld 28 Komponenten unterschiedlicher Wellenlänge dieses Liniensegmentes in gesteuerter gewählter Folge hindurchtreten. Der Analog/Digital-Wandler 38 prägt dem Verarbeitungsteil 14 demgemäß Digitalsignale auf, die jedem Liniensegment des Transparentes entsprechen und die außerdem den drei Farbwellenlängenbändern entsprechen. Die Abtastübertragung des Transparentes 20 erzeugt eine fortlaufende Folge solcher Liniensegmente, die zusammen die gesamte Szene in der Fotografie 20 bilden.
Es wird weiter auf Fig. 1 Bezug genommen. Der Bildspeicherteil 16 ist im typischen Fall ein Halbleiter-Lese/Schreib- Speicher (RAM) mit wahlfreiem Zugriff in digitaler elektronischer Bauweise. Er weist Speicherabschnitte auf, um Gruppen von Eingangswerten für jede gegebene Verarbeitungsoperation des Bildprozessors 40 zu liefern, und außerdem ist wenigstens ein weiterer Speicherabschnitt vorgesehen, um eine entsprechende Gruppe von Interimswerten oder resultierenden Werten zu speichern, die der Prozessor liefert.
Der dargestellte Bildprozessor 40 ist ein Bildverarbeitungscomputer, der mit einem gespeicherten Programm arbeitet. Bildprozessoren für diese Arbeitsweise und für die weiter unten beschriebenen Zwecke sind kommerziell verfügbar und dem Fachmann bekannt, beispielsweise durch die US-A-4384336.
Der Ausgabeteil 18 des Systems wandelt die Ausgangsdaten des Prozessorteils 14 allgemein in eine gewünschte Darstellung um. Gemäß dem dargestellten System weist der Ausgabeteil 18 ein Darstellungsterminal 50 in Gestalt einer monochromatischen Kathodenstrahlröhre (CRT) mit unabhängigen Steuerungen für X-, Y- und Z-Achsen auf, denen Eingangssignale vom Bildprozessor 40 zugeführt werden. Das optische Ausgabebild des Darstellungsterminals 50 wird über eine Linse 52 auf ein Bildaufzeichnungsmedium projiziert, das in Form eines lichtempfindlichen Films 54 dargestellt ist. Dieser Film 54 kann beispielsweise Teil eines zusammengesetzten fotografischen Blattes sein, beispielsweise eines Blattes eines Polaroidfilms, auf dem das Bild direkt aufgezeichnet werden kann. Wie weiter unten beschrieben, entspricht das Bild des Terminals 50 einem Teil oder einem Streifen der Eingangsszene auf dem Transparent 20, und der Abgabeteil 18 bewegt selektiv den Aufzeichnungsfilm 54 so, daß jeder Streifen an die richtige Stelle der Szene gelangt. Zu diesem Zweck wird der Aufzeichnungsfilm von einem nicht dargestellten Schlitten getragen, der von einem Motor 59 unter Steuerung des Prozessors angetrieben wird. Die Bewegung des Films 54 schafft die Möglichkeit, daß der Abgabeteil 18 unterschiedliche Streifen behandelter Bildinformationen zu einer zusammengefügten Darstellung der vollen Eingangsszene zusammenfügt.
In den optischen Pfad 58 zwischen das Darstellungsterminal 50 und das lichtempfindliche Blatt 54 ist ein Farbrad 56 eingeschaltet. Das Farbrad 56 kann der Farbscheibe 26 identisch sein und eine Folge roter, grüner und blauer Filter aufweisen und mittels eines Motors unter der Steuerung des Bildprozessors 40 gedreht werden. Falls erforderlich, kann eine einzige Filterscheibe, wie beispielsweise die Filterscheibe 26, sowohl für den Eingangsteil 12 als auch für den Ausgabeteil 18 benutzt werden, indem einfach die Systemelemente so angeordnet werden, daß sowohl der optische Eintrittspfad 44 als auch der optische Austrittspfad 58 längs paralleler Richtungen verlaufen und auf die gemeinsame Filterscheibe ausgerichtet sind, wie dies dem Fachmann klar ist.
Der Ausgabeteil 18 des dargestellten Bildverarbeitungssystems empfängt demgemäß verarbeitete Bildsignale und wandelt diese in eine gewünschte Form um, und zwar hier zur Aufzeichnung auf ein lichtempfindliches Medium. Die resultierende Szene, mit der das lichtempfindliche Medium belichtet wird und die entsprechend gespeichert wird, repräsentiert die Eingangsbildinformationen, die der Eingangsteil 12 erzeugt, wobei die Darstellung durch die Arbeitsweise des Bildprozessors gewählt wird. Gemäß einer typischen fotografischen Praxis die Behandlung der Bildhelligkeit und einer fotografischen Vergrößerung und Bildverbesserung.
Weiter geht aus Fig. 1 hervor, daß das erfindungsgemäße System ein Feld von Bildinformationen mit einem Bildspeicherabschnitt 16 verarbeiten kann, der eine vergleichsweise geringe Kapazität gegenüber der Zahl von Pixeln im Bildfeld aufweist. Insbesondere erfordert die Bildhelligkeitssteuerung einen Vergleich einer ersten Gruppe von Werten für jedes Pixel im Bildfeld mit einer zweiten Gruppe von auf Pixel bezogenen Werten, um eine dritte Gruppe von Werten zu erzeugen. Diese Verarbeitung eines quadratischen Bildfeldes mit 512 Pixeln auf einer Seite beispielsweise und mit demgemäß (512 x 512)- oder 256K- Werten in jeder Gruppe erfordert im typischen Fall einen Bildspeicher 16 mit einer Kapazität zur Speicherung wenigstens dreier derartiger Gruppen, d. h. mit einer minimalen Kapazität von etwa 768K Bytes. Dabei ist zu beachten, daß "K" den arithmetischen Wert 1024 repräsentiert, so daß 256K arithmetisch gleich ist 262 144, und 768K arithmetisch gleich ist 786 432.
Das erfindungsgemäße System erfordert jedoch nur einen Bildspeicher 16, der einen Bruchteil dieser Kapazität besitzt, beispielsweise weniger als 64K Bytes. Gemäß der Erfindung wird diese Wirtschaftlichkeit durch verschiedene Merkmale erreicht. Ein Merkmal besteht darin, daß das System eine fotografische Aufzeichnung einer Eingangsinformation als Speicherelement zusätzlich zu dem Bildspeicher 16 benutzt, der zu unterschiedlichen Zeiten während der Bildverarbeitung ausgelesen wird. Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das System einigem Verarbeitungsberechnungen auf einer großen Detaildarstellung des vollen Bildfeldes durchführt und eine weitere Verarbeitungsberechnung auf aufeinanderfolgenden Abschnitten oder Streifen mit einer höheren Auflösung und einer feineren Detailwiedergabe des Bildfeldes. Sowohl die groben Darstellungen des Bildes als auch die Segmentstreifen der Wiedergabe hoher Auflösung des Bildes können in einem Lese/Schreib-Bildspeicher 16 relativ geringer Kapazität gespeichert werden.
Die erstgenannten Berechnungen können als Makrofeldberechnungen und die letzteren als Mikrofeldberechnungen bezeichnet werden. Makrofeldberechnungen sind Bildverarbeitungsberechnungen, die Operationen von relativ entfernten oder weit verstreiten Pixeln im Bildfeld umfassen. Ein Beispiel ist die Gesamtberechnung bei der Helligkeitssteuerung. Diese Berechnungen können mit relativ groben Darstellungen eines Bildfeldes durchgeführt werden. Derartige Darstellungen können mit relativ wenigen Werten definiert werden, und sie können demgemäß in einem Bildspeicher mit relativ geringer Kapazität gespeichert werden. Mikrofeldberechnungen sind Berechnungen, die Operationen mit nur dicht benachbarten Pixeln im Bildfeld umfassen, die einen geringen Abstand aufweisen, beispielsweise örtliche Berechnungen der Bildhelligkeit. Ein Segmentstreifen eines Bildfeldes hoher Auflösung, auf den diese Berechnungen angewandt werden, kann ebenso mit relativ wenigen Werten definiert werden, und demgemäß kann eine Speicherung in einem Bildspeicher mit relativ geringer Kapazität erfolgen.
Weiter kann beispielsweise eine Grobdarstellung des erwähnten (512 x 512)-Quadratfeldes mit nur 64 Werten pro Seite in einem (64 x 64)-Byte-Memory gespeichert werden, d. h. mit einer Gesamtkapazität von etwa 4K Bytes. Ein 16 Pixel breiter Streifen des gleichen Feldes fordert bei einer vollen Auflösung (512 x 16)-Bytes-Speicher oder nur 8K Bytes Kapazität. Die beiden letztgenannten Speichererfordernisse sind viel niedriger als die 768K Kapazität, die zur Speicherung des Gesamtfeldes bei voller Auflösung erforderlich wäre.
Eine Bildinformation hoher Auflösung für solche Bildverarbeitungsberechnungen wird allgemein im wesentlichen direkt von der Szene oder anderen räumlichen Bildern abgeleitet, und die Information geringer Auflösung kann entweder von der Szene oder von einer Information hoher Auflösung gewonnen werden, die durchschnittlich vermindert wurde. Wenn die Eingangsszene oder das Bild beispielsweise in fotografischer Form aufgezeichnet wird, liefert eine Abtastung hoher Auflösung der fotografischen Aufzeichnung eine Information mit hoher Auflösung. Die Information mit geringer Auflösung kann durch eine entsprechende Abtastung geringer Auflösung der Aufzeichnung erhalten werden, oder indem eine Information mit hoher Auflösung im Durchschnitt verringert wird.
Fig. 2 veranschaulicht eine Arbeitsfolge gemäß Fig. 1, wobei das System 10 für die Helligkeitsbildverarbeitung mit Zoom-Technik beispielsweise in der US-A-4384336 insbesondere in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben ist. Die dargestellte Folge umfaßt neun Verarbeitungsstufen, wie in der linken Spalte gemäß Fig. 2 mit den Nummern 1 bis 9 dargestellt ist. Die in jeder Behandlungsstufe sich ergebende Information erscheint in Reihen, die sich von der Stufenzahl nach rechts erstrecken.
Die dargestellte erste Stufe der Behandlung umfaßt Makrofeldoperationen auf einem großen 2 Pixel x 2 Pixel-Feld 60 geringer Auflösung, welches das gesamte Feld der Bildinformation repräsentiert. Der Bildspeicher 16 erfordert nur eine 2 Byte x 2 Byte-Kapazität zur Speicherung eines Feldes dieser Information. Der Bildprozessor 40 in Fig. 1 kann diese niedrige Auflösung, 2 x 2-Repräsentation eines vollen Bildfeldes, durch Durchschnittsbildung eines Bildes hoher Auflösung liefern, beispielsweise indem ein Durchschnitt einer Information gebildet wird, die vom Wandler 28 geliefert wird. Die Bildverarbeitungsoperation, die in dieser Stufe durchgeführt wird, vergleicht benachbarte der Grobauflösungspixel. In Ausdrücken eines Bildes mit feinen Details hoher Auflösung und 512 Pixel x 512 Pixel beträgt der effektive Abstand zwischen den zu vergleichenden Elementen 256 Pixel, wie die zweite Reihe in Fig. 2 zeigt. Insbesondere paart die Berechnung dieser beschriebenen ersten Bildhelligkeitsstufe ein (2 x 2)-Feld von anfänglichen älteren Produktwerten mit dem groben (2 x 2)- Feld von Werten, die vom Eingangstransparent 20 gewonnen wurden. Die Verarbeitung erzeugt ein neues (2 x 2)-Feld kombinierter Werte, nachdem die durchschnittlichen Produktwerte zurückgesetzt sind.
Die nächste Stufe der dargestellten Folge arbeitet mit den Feldern 62 von vier Pixeln mal vier Pixeln. Die alten Produktwerte für diese Stufe werden dadurch erhalten, daß das (2 x 2)-Feld der durchschnittlichen Produktwerte, die von der ersten Stufe herrühren, um zwei expandiert werden. Diese Gruppe von Werten wird kombiniert mit einer (4 x 4)- Feldanordnung, die das gesamte Bildfeld repräsentiert. Diese letztere Bildinformation kann wie weiter unten in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben erlangt werden, oder von einer weiteren Abtastung des Vorlagentransparentes 20 mit einer geeigneten Abtastungsauflösung und/oder mit einer Durchschnittsbildung nach der Abtastung. Der Bildspeicher 16 speichert demgemäß für die zweite Stufe eine Eingangsgruppe von alten Produktwerten, die 4 Bytes x 4 Bytes erfordert, eine zweite Eingangsgruppe von Werten gleicher Größe, die das (4 x 4)-Feld des zu bearbeitenden Bildes repräsentiert, und eine dritte gleichgroße Gruppe von Werten, die die resultierenden durchschnittlichen Produkte repräsentiert. Der wirksame Abstand zwischen den verglichenen Stellen beträgt in dieser zweiten Stufe 128 Hochauflösungspixel, wie in der zweiten Reihe gemäß Fig. 2 angegeben.
Es wird weiter auf Fig. 2 Bezug genommen. Die veranschaulichte Arbeitsfolge schreitet nach der Stufe 3 fort, in der jede Gruppe von verarbeiteten Werten ein (8 x 8)-Feld 64 ist, welches wiederum das volle Bildfeld repräsentiert und in dem der wirksame Abstand zwischen den verglichenen Stellen 64 Hochauflösungspixel beträgt. In der vierten dargestellten Stufe hat jedes Feld 66 16 Werte x 16 Werte, und in der fünften Stufe hat jede Gruppe von Werten, die zu verarbeiten sind, ein (32 x 32)- Feld 68, und in der sechsten Stufe ist jede Gruppe von Werten ein (64 x 64)-Feld 70. Die dargestellte siebente Verarbeitungsstufe ist ähnlich, und es wird das volle Bildfeld verarbeitet, und es werden die durch vier Hochauflösungspixel beabstandeten Stellen verglichen. Jede Gruppe von zu verarbeitenden Werten stellt ein (128 x 128)- Feld 72 dar, und der Bildspeicher 16 des Systems 10 muß drei solche Felder speichern, wobei eines durch die alten Produktwerte gebildet ist, eines der neuen Grobdarstellung des Bildfeldes entspricht und die dritte die durchschnittlichen resultierenden Produktwerte darstellt. Dies erfordert eine Gesamtbildspeicherkapazität von etwa 48K Bytes.
An dieser Stelle der Folge gemäß Fig. 2 wird die Durchführung der Operationen mit einem vollen Bildfeld beendet. Stattdessen werden die Bildverarbeitungsoperationen der Stufen acht und neun mit Streifen des Bildfeldes durchgeführt. Gemäß der veranschaulichten Folge wird jeder Streifen aus der mittleren Auflösung am Ende der Stufe sieben über die Stufen acht und neun auf die gewünschte hohe Auflösung am Ende verarbeitet, und dann wird ein benachbarter Streifen in der gleichen Weise behandelt.
Wie unten rechts in Fig. 2 dargestellt, speichert die Ausgangsstufe 18 des Systems nach Fig. 1 die resultierende Information für jeden Streifen des Ausgangsfilms 54 in der Weise, daß diese fragmentarischen Ergebnisse zu einer endgültigen zusammengesetzten Repräsentation des vollen Bildfeldes aufgebaut werden.
Es wird weiter auf Fig. 2 Bezug genommen. Ein erster Streifen 74a des (128 x 128)-Feldes 72 von durchschnittlichen Produktwerten, die von Stufe sieben herrühren, wird in Stufe acht in beiden Richtungen um einen Faktor von zwei expandiert, um ein (256 x 256)-Feld zu erzeugen. Der expandierte Streifen, welcher als Bildung eines Feldes von (256 x 8)-Werten veranschaulicht ist, wird mit einem gleichen Streifen des Eingangsbildfeldes behandelt. Zwei Reihen des resultierenden (256 x 8)-Feldes von durchschnittlichen Produktwerten werden jedoch für Grenzbetrachtungen außer Acht gelassen, wie dies später beschrieben wird. In der Verarbeitungsstufe neun wird das verbleibende (256 x 6)-Feld in beiden Richtungen um einen Faktor zwei expandiert. Das resultierende (512 x 12)-Feld von Werten wird weiter mit einem gleich bemessenen Feld hoher Präzision mit feinen Detailwerten vom Originalbildfeld verarbeitet. Zwei Reihen des resultierenden Feldes werden wiederum infolge der Grenzfaktoren außer Acht gelassen, wodurch ein (512 x 10)-Feld von Endwerten verbleibt.
Diese durchschnittlichen Produktwerte, die von der Verarbeitungsstufe neun herrühren, liefern einen Streifen 74d des Bildfeldes mit hoher Auflösung und feinen Details. Dieser Streifen ist ein Endprodukt von dem Bildprozessor 40 aus Fig. 1. Wie in Fig. 2 angedeutet, wird er einem Ausgangsmedium in Form eines Filmblattes 54 zugeführt, um eine Speicherung und Formatierung mit folgenden behandelten Streifen zu erhalten.
Das dargestellte System behandelt dann den nächstfolgenden Segmentstreifen 76a des Feldes 72, der in der Stufe sieben erzeugt wurde. Die resultierenden Werte der Stufe neun bilden einen resultierenden durchschnittlichen Produktstreifen 76d und werden auf dem lichtempfindlichen Blatt 54 benachbart zu den Werten des Streifens 74d aufgezeichnet, wie dies unten rechts in Fig. 2 dargestellt ist. Aufeinanderfolgende Segmentstreifen des Feldes von Werten, die durch die Verarbeitungsstufe sieben erzeugt wurden, werden auf diese Weise verarbeitet, und ebenso die resultierenden durchschnittlichen Produktwerte, die auf dem Ausgangsmedium aufgezeichnet werden, das durch das lichtempfindliche Blatt 54 gebildet ist. Dieses Verfahren setzt sich fort, bis der letzte untere Streifen 78a behandelt ist, um einen resultierenden Bildstreifen 78d zu erzeugen, der aufgezeichnet wird, um die endgültige Darstellung oder einen anderen Ausgang zu vollenden.
Fig. 2 zeigt, daß die Bildkapazität des Speichers 16, die pro Feld für den achten Schritt erforderlich ist, (256 x n) Bytes beträgt, und er beträgt (512 x m) Bytes für die neunte Stufe, wobei "n" und "m" die Zahl der Reihen der Bildelemente in dem größten Streifen bedeuten, die in der jeweiligen Stufe verarbeitet werden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist n = 8 und m = 14.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Detail der Informationsspeicherung für eine Praxis der Makrooperationen, d. h. der Stufen eins bis sieben der Folge gemäß Fig. 2 mit dem System nach Fig. 1. Das zu behandelnde Eingangsbild, das in dem fotografischen Medium 20 gespeichert ist, ist rechts unten dargestellt. Gemäß der Darstellung hat es eine Auflösung von (512 x 512) Pixeln. Die Systemeingangsstufe 12 liest das Quellenbild im typischen Fall Zeile um Zeile ab und speichert es in einem Prozessorregister 14a oder in einem anderen Schreib/Lese-Speicherelement, um die Strahlungsinformation für einen Streifen dieses Bildes zu liefern. Wenn jeder dargestellte Streifen (512 x 8) Pixel repräsentiert, speichert beispielsweise das Register 14a eine gleiche Zahl von Bytes. Der Prozessor komprimiert die Streifenrepräsentation um einen Faktor von vier, beispielsweise auf (128 x 2) bei dem obigen Beispiel, und sammelt diese komprimierten, d. h. durchschnittlichen Strahlungswerte aufeinanderfolgender Streifen des Quellenbildes in einem Bildspeicherteil 16a. Der Speicherteil 16a speichert demgemäß am Ende des Bildlesevorgangs ein volles Feld komprimierter Strahlungswerte von beispielsweise (128 x 128) Werten. Diese Werte werden für die Verarbeitung gemäß Stufe sieben benötigt, wie dies Fig. 3 längs des rechten Randes zeigt.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 3 komprimiert der Bildprozessor 40 (Fig. 1) das Feld von Werten im Speicherteil 16a um Faktoren von zwei, um Felder von Strahlungsinformationen zu erzeugen und zu speichern, die für die restlichen Stufen eins bis sechs erforderlich sind. Der dargestellte Prozessor liefert und speichert demgemäß eine (64 x 64)-Gruppe von Strahlungsinformationen im Speicherabschnitt 16b, eine Gruppe von (32 x 32) im Abschnitt 16c, eine Gruppe von (16 x 16) im Abschnitt 16d, eine Gruppe von (8 x 8) im Abschnitt 16e, eine Gruppe von (4 x 4) im Abschnitt 16f und eine Gruppe von (2 x 2) im Abschnitt 16g. Die volle (512 x 512)-Gruppe der Strahlungsinformation wird nur im Eingangstransparent 20 gespeichert. Jeder Streifen der feinen Detailinformation im Register 14a wird bei diesem Ausführungsbeispiel aufgegeben, nachdem es zur Kompression und Speicherung im Speicherabschnitt 16a ausgelesen wurde. Alle dargestellten Speicherabschnitte können in der Praxis nicht unbedingt getrennte Stellen in einem Bildspeicher 16 sein. Stattdessen könnten die gleichen Stellen zu verschiedenen Zeiten unterschiedliche der dargestellten Abschnitte bilden.
Fig. 3 zeigt weiter, daß der Bildprozessor 40 die Operation der ersten Stufe durch Bildverarbeitung durchführt, wobei die Strahlungsinformation im Speicherabschnitt 16g mit einer gleichbemessenen Gruppe von Eingangswerten verarbeitet wird. Das resultierende Feld der kombinierten Werte, welches in der Größe dem Feld 60 gemäß Fig. 2 entspricht, wird um zwei expandiert, um eine (4 x 4)-Gruppe verarbeiteter Werte zu erzeugen, wie dies gemäß Speicherung im Speicherabschnitt 16h dargestellt ist. Aufeinanderfolgende Bildverarbeitungsund Expandierungsabschnitte erzeugen zunehmend kleinere Details und entsprechend höherwertige Gruppen behandelter Werte, die als in den Speicherabschnitten 16i, 16j, 16k, 16l und 16m gespeichert dargestellt sind. Das letzte ist das Ergebnis der Stufe sieben.
Die Fig. 4 zeigt ebenso wie die Fig. 3 die Informationsspeicherung in dem System nach Fig. 1 für eine Praxis der Mikrofeldoperationen, beispielsweise die Stufen acht und neun der Folge nach Fig. 2. Die Eingangsquelleninformation für diese Operationen wird wiederum dadurch erlangt, daß das Quellenbild des fotografischen Mediums 20 ausgelesen wird. Nur ein Teil der vollen Bildinformation wird in dem Speicherabschnitt 16n gespeichert, wie dies für jede Iteration der Stufe neun erforderlich ist, wie dies weiter unten in Verbindung mit den Fig. 5, 6 und 7 beschrieben wird. Diese Quelleninformation wird mit zwei komprimiert, und die resultierende Gruppe wird in einem Abschnitt 16p für die Behandlung in Stufe acht gespeichert.
Fig. 4 zeigt, daß weitere Speicherabschnitte 16q und 16r Gruppen behandelter Werte zur Benutzung in den Stufen acht und neun speichern. In der Stufe acht wird ein Streifen von Werten, die in der Stufe sieben erzeugt wurden, um einen Faktor zwei expandiert, und es erfolgt eine Bildverarbeitung mit den Quellenwerten im Speicherabschnitt 16p. Die resultierenden Werte werden expandiert und im Abschnitt 16r gespeichert, und das Bild, das mit den Quellenwerten verarbeitet wurde, wird in Abschnitt 16n gespeichert. Die in dieser abschließenden Bildverarbeitungsoperation erzeugten Werte werden der Systemausgangsstufe 18 zugeführt, um eine Formatierung und Speicherung am Ausgangsmedium 54 zu bewirken.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 umfaßt mehrere Abtastungen der fotografischen Eingangsaufzeichnung 20. Eine Abtastung des gesamten Bildfeldes wird für die Makrofeldoperationsstufen benutzt, die Fig. 3 zeigt. Verschiedene Abtastungen von überlappenden Abschnitten des Bildfeldes werden für die Mikrofeldstufen gemäß Fig. 4 benutzt. Insbesondere umfaßt die dargestellte Verarbeitung eines jeden Streifens über die Stufen acht und neun eine Auslesung eines unterschiedlichen Abschnitts der fotografischen Eingangsinformation. Die Bildinformation, die während jeder Abtastung ausgelesen wird, wird in einem Lese/Schreib- Speicher gespeichert, aber die Information kann auch vor der nächsten Abtastung gelöscht werden, oder es erfolgt eine Auslesung der Aufzeichnung 20. Demgemäß können gleiche Lese/Schreib-Speicherelemente Bildinformationen speichern, die von den unterschiedlichen Ablesungen der fotografischen Aufzeichnung gewonnen wurden.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Detail der Operationen in den Stufen acht und neun der aufeinanderfolgenden Streifenbehandlung gemäß Fig. 2 für den oberen Streifen 74a des (128 x 128)-Feldes 72 der Stufe sieben. Dieses Feld 72 der Produktwerte ist auf der linken Seite von Fig. 5 dargestellt. Die erste Reihe von Werten in diesem Feld repräsentiert, wie angegeben, die Pixelreihen eins, zwei, drei und vier des Bildfeldes mit hoher Auflösung, d. h. das Quadratfeld besitzt 512 Pixel pro Seite. Die zweite Reihe von Werten repräsentiert Pixelreihen fünf bis acht, und die letzte Reihe repräsentiert Pixelreihen 509 bis 512 mit der angegebenen Bezeichnung.
Die erste Operation in der dargestellten Verarbeitungsstufe acht besteht darin, die (128 x 4)-Gruppe 74' von Werten zu expandieren, die den oberen Streifen 74a bilden, und zwar um einen Faktor zwei, um eine (256 x 8)-Gruppe 74" von expandierten Produktwerten zu liefern. Die nächste Operation zur Bildhelligkeitsverarbeitung kombiniert jene Gruppe, die die alten Produktwerte repräsentiert, mit einer gleichbemessenen Gruppe von Werten, die einen Streifen der Originalbildinformation darstellt, die verarbeitet wird. Der Eingangsteil 12 des Systems 10 gemäß Fig. 1 liefert letztere Gruppe durch Abtastung oder sonstige Auslesung der Originaleingangsszene des Transparentes 20. Fig. 5 veranschaulicht auf der rechten Seite der Zeichnung die resultierende (512 x 16)-Gruppe 80' von Strahlungswerten, welche Pixelreihen eins bis sechzehn der feinen Detaileingangsinformation hoher Auflösung repräsentieren, die auf diese Weise vom Transparent 20 erlangt worden sind.
Nachdem der Bildprozessor 40 im Prozessorabschnitt 14 diese Gruppe von Werten um einen Faktor zwei durchschnittlich erniedrigt hat, welche Gruppe die gleiche Größe wie die Gruppe 74" hat, wird ein Bildverarbeitungsschritt 86 durchgeführt, der die resultierenden Werte der Gruppen 74" und 80" gemäß der Bildhelligkeitstechnik kombiniert, um eine weitere Gruppe 82' zu erzeugen, die (256 x 8) durchschnittliche Produktwerte besitzt. Die dargestellte Bildverarbeitungsstufe 86 führt zwei Folgen von Wertevergleichen durch, und jede Folge umfaßt vier derartige Vergleiche. Ein erster Vergleich erfolgt zwischen jedem Wert der Gruppe 74" und dem Wert an der gleichen Stelle einer oberen Reihe in der Gruppe 80". Ein zweiter Vergleich erfolgt zwischen jedem Wert in der Gruppe 74" und dem Wert an der gleichen Stelle jeder Reihe nach links in der Gruppe 80". Der dritte Vergleich erfolgt zwischen Werten der Reihe eins nach unten, und der vierte Vergleich erfolgt zwischen Werten der Reihe eins nach rechts.
Vergleiche von Werten an Grenzen einer Gruppe mit Stellen außerhalb des vollen Feldes, d. h. über einem Rand des Bildfeldes, werden mit bekannten Techniken aufgelöst (vgl. US-PS 4384336). Ein Vergleich von Werten an der Grenze jeder Gruppe 74", 80" mit Stellen innerhalb des Feldes, aber außerhalb jeder Gruppe, erzeugt jedoch fehlerhafte Ergebnisse. Werte, die solche Streifengrenzfehler enthalten, werden deshalb ersetzt. Im einzelnen vergleicht, wie unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 5 hervorgeht, die Helligkeitsbildverarbeitung der vorhergehenden zwei Folgen in der Stufe 86 zweimal Werte von einer unteren Streifengrenzreihe einer Gruppe 74" und 80" mit einer Reihe in einer anderen solchen Gruppe, die darunterliegt, d. h. mit der Reihe, die die Pixelreihen 17 und 18 repräsentiert. Die letztere Reihe liegt jedoch außerhalb beider Gruppen 74" und 80". Die Ergebnisse dieser beiden Vergleiche sind nicht gültig und werden entfernt. Dies ist in Fig. 5 mit dem "X" in jeder Reihe 13 bis 14 und 15 bis 16 der resultierenden Gruppe 82' von Werten veranschaulicht. Demgemäß werden nur diese sechs oberen Reihen von Werten in der Gruppe 82' bei der folgenden Verarbeitung benutzt. Die vernichteten Werte werden in einer folgenden Operationsstufe durch Werte ersetzt, die frei sind von Streifengrenzfehlern.
Fig. 5 zeigt weiter, daß die Gruppe 82' der in der achten Stufe erzeugten Werte nach Vernichtung der Werte in den unteren zwei Reihen um den Faktor zwei expandiert wird, um eine Gruppe 82" von (512 x 12)-Werten zu schaffen, die den oberen zwei Pixelreihen entspricht. Die Helligkeitsbildverarbeitung der Stufe neun kombiniert mit der Stufe 88 die expandierten Produktwerte in der Gruppe 82" mit den strahlungsbezogenen Werten hoher Auflösung der ersten zwölf Reihen der Gruppe 80', um eine Gruppe 84' kombinierter Werte oder Produktwerte zu schaffen. Die Verarbeitung umfaßt wiederum ebenso wie in der Stufe 86 Vergleiche der Werte in den unteren zwei Streifenverbindungsreihen der Gruppen 82" und 80' mit Werten, die außerhalb jeder Gruppe liegen und daher nicht vorhanden sind. Die unteren zwei Reihen der Werte in der Gruppe 84' entfallen daher, wie dies durch ein "X" in jeder derartigen Reihe gekennzeichnet ist.
Die übrige (512 x 10)-Gruppe 84' von Werten repräsentiert schließlich die verarbeitete Bildinformation. Diese Werte werden demgemäß durch den Bildprozessor 40 nach Fig. 1 auf den Ausgangsabschnitt 18 angewandt, der zur Veranschaulichung die Aufzeichnung auf dem lichtempfindlichen Blatt 54 bewirkt.
Fig. 6 ist eine der Fig. 5 gleiche Darstellung für den Expandierungs-, den Kompressions- und den Abbildungsprozeß und die Grenzwegfalloperationen, denen das System 10 nach Fig. 1 in den Behandlungsstufen acht und neun gemäß Fig. 2 für den zweiten Streifen 76a des Feldes 72 unterworfen wird, das mit der Behandlungsstufe sieben erzeugt wurde.
Die erste Stufe der dargestellten Arbeitsweise gemäß Fig. 6 zur Behandlung der Stufe acht besteht darin, die Gruppe 76' von Produktwerten, die den Streifen 76a des Feldes 72 bilden, um den Faktor zwei zu expandieren. Die dargestellte Gruppe 76' besitzt Werte für Pixelreihen 5 bis 32 des gewünschten endgültigen Bildfeldes hoher Präzision. Diese Werte werden mit der Folge verarbeitet, die Fig. 6 zeigt, um eine Endgruppe von Werten zu erzeugen, die sechzehn Reihen des fertigen Bildfeldes hat, die mit 11 bis 26 bezeichnet sind. Im einzelnen wird die expandierte Gruppe 76", die in der Stufe acht erzeugt wurde, in der Bildverarbeitungsstufe 90 mit einer gleichbemessenen Gruppe 92" von Compound- Strahlungswerten kombiniert, die durch Kompression, d. h. durch Durchschnittsbildung nach unten, um einen Faktor zwei einer (512 x 28)-Feldgruppe 92' von strahlungsbezogenen Werten erhalten wurde, die aus der ursprünglichen Eingangsinformation nach dem System 10 erhalten wurden. Das Ergebnis dieser Bildverarbeitungsstufe 90 ist eine gleichbemessene Gruppe 94' von Produktwerten. Die Stufe 90 erzeugt jedoch ungültige Streifengrenzwerte in den oberen zwei Reihen und in den unteren zwei Reihen der Wertegruppe 94'. Diese Reihen von Werten bleiben daher unbeachtet. Das heißt die oberen zwei Reihen der Gruppe 94', die durch die Reihen 5-6 und 7-8 gekennzeichnet sind, und die unteren zwei Reihen, die mit 29-30 und 31-32 gekennzeichnet sind, bleiben unberücksichtigt und werden bei der weiteren Verarbeitung nicht benutzt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 werden in der Verarbeitungsstufe neun die übrigen gültigen Werte der Gruppe 94' um den Faktor zwei expandiert, um eine (512 x 20)-Gruppe 94" zu erzeugen. Diese Gruppe von Werten wird bildmäßig in der Stufe 96 mit den gleich bezeichneten Reihen von Werten in der Gruppe 92' verarbeitet, um eine Endgruppe 98' von Werten zu erzeugen. Die Grenzreihen der Werte, kombiniert mit Werten außerhalb der Gruppen 94" und 92' in der Stufe 96, d. h. die beiden oberen Reihen, die mit 9 und 10 bezeichnet sind, und die beiden unteren Reihen, die mit 27 und 28 bezeichnet sind, bleiben bei der resultierenden Gruppe 98' von Werten unberücksichtigt. Dies ergibt eine Endgruppe (512 x 16) von Werten, bereit zur Ausgabe in den Ausgabestufen 18 des Systems 10 nach Fig. 1. Die Ausgangsstufe formatiert demgemäß den verarbeiteten Bildstreifen, wobei diese sechzehn Reihen von Werten den Bildstreifen erzeugen, der von den ersten zehn Reihen von Werten erzeugt wurde, und vorher, wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben, erzeugt wurde, um komplette Reihen 1-26 der Ausgangsdarstellung des interessierenden Bildfeldes zu vervollständigen.
Es wird nunmehr klar, daß der Streifen 76a den Streifen 74a in einem gewissen Maße, d. h. mit mehreren Reihen überlappt, die erforderlich sind, um Werte zu ersetzen, die infolge der Streifengrenzenfehler außer Acht gelassen wurden.
Das System nach Fig. 1 wiederholt die Folge von Arbeitsschritten, die in Fig. 6 dargestellt sind, für jeden folgenden Streifen von Werten des Feldes 72 (Fig. 2). Jede solche Wiederholung der Arbeitsweise gemäß Fig. 6 erzeugt zusätzlich fertig behandelte Reihen von Werten des Ausgabebildfeldes. Jede Operation verarbeitet eine anfänglich überbemessene Gruppe von Werten, die die vorher behandelte Gruppe überlappt. Diese Arbeitsweise schließt den Ersatz von Streifengrenzfehlern mit Werten ein, die, wie beschrieben, frei von solchen Fehlern sind.
Fig. 7 zeigt die Durchführung von Behandlungsstufen acht und neun gemäß Fig. 2 für den letzten, am weitesten unten liegenden Streifen 78a des Feldes 72, das in der Stufe sieben erzeugt wurde, und die Verarbeitung ist im wesentlichen die gleiche wie die Verarbeitung des ersten Streifens, wie in Fig. 3 angegeben. Insbesondere wird die (128 x 8)-Gruppe 78' von Werten für den Streifen 78a um den Faktor zwei expandiert, um eine (256 x 14)-wertige Gruppe 78" zu erzeugen. Diese Gruppe wird bildmäßig in der Stufe 102 mit einer gleichbemessenen Gruppe 104" von strahlungsbezogenen Eingangswerten verarbeitet, die gemäß dem dargestellten System von dem Systemeingang abgeleitet werden. Die resultierenden Werte bilden eine Gruppe 106', die ungültige Streifenbegrenzungswerte in den beiden oberen Reihen besitzt. Demgemäß bleiben diese beiden Reihen von Werten unberücksichtigt. In der Behandlungsstufe neun werden die übrigen Reihen von Werten in der Gruppe 106' wiederum um den Faktor zwei expandiert, um eine (512 x 24)-wertige Gruppe 106" zu erhalten. Diese Reihe von Werten wird bildmäßig in der Stufe 108 mit strahlungsbezogenen Werten für die gleichen Reihen von einer Gruppe 104' verarbeitet, um eine resultierende Gruppe 110' zu erhalten. Die oberen zwei Reihen von Werten in dieser Gruppe repräsentieren Pixelreihen 489 und 490, die bereits ohne Streifengrenzfehler erzeugt wurden und ausgedruckt sind. Die verbleibende Untergruppe von (512 x 22)-Werten ist fertig für die Ausgabe nach der Systemausgangsstufe und zur Formatierung mit den resultierenden vorher erreichten Werten. Hierdurch wird eine volle Arbeitsweise des Bildverarbeitungssystems gemäß der dargestellten Verarbeitungsfolge vervollständigt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Ein vollständiges zusammengesetztes Bildfeld der resultierenden Werte wird auf dem lichtempfindlichen Blatt 54 aufgezeichnet, welches fotografisch behandelt werden kann, um die gewünschte sichtbare Darstellung des behandelten Bildes zu erzeugen. Andere Speicher und Endverarbeitungen des resultierenden Bildfeldes von Werten können natürlich in der Praxis angewandt werden.
Im Gegensatz zu einer Bildverarbeitung, die Makrofeldoperationen mit Bildfeldern gewählter unterschiedlicher Auflösung umfaßt, wie in Fig. 2 dargestellt, zeigt die Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel des Systems nach Fig. 1, bei dem Makrofeldbildoperationen mit Bildfeldern gleichförmiger Auflösung durchgeführt werden. Die US-PS 4384336 beschreibt eine Form dieser Bildverarbeitungstechnik unter Bezugnahme auf Fig. 4 dieses Patentes. Dieses Beispiel der erfindungsgemäßen Praxis mit einem Bildfeld einer schließlichen Auflösung von (512 x 512) Werten benutzt Makrofeldoperationen mit relativ niedriger Auflösung und grobe Felder 112 mit je (64 x 64) Werten. Die Fig. 8 gibt eine Information für dieses Ausführungsbeispiel mit neun Verarbeitungsstufen in gleicher Weise wie in Fig. 2 zur Durchführung eines einfachen Vergleichs. Die Stufen eins bis sechs der Folge nach Fig. 6 führt Makrofeldoperationen durch, und in jedem der Bildspeicher müssen Gruppen von Werten gespeichert werden, die jeweils (64 x 64) Bytes besitzen, d. h. der Bildspeicher erfordert eine Kapazität von 4096 Bytes für jedes Feld von Werten. Die Tabelle in Fig. 8 zeigt, daß die erste Verarbeitungsstufe die Information bei den Pixeln vergleicht, die um ein halbes Feld getrennt um 32 Pixel im groben Feld angeordnet sind. Dies entspricht einer vergleichsweisen Trennung von 256 Pixel in dem voll aufgelösten Feld, wie dies erwähnt wurde.
Die Vergleichstrennung sinkt um einen Faktor zwei in jeder der aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstufen, bis in der Stufe sechs die Trennung eine Einheit des groben (64 x 64)- Feldes beträgt.
Die veranschaulichte Folge schaltet dann auf Mikrofeldoperationen für jede der Stufen sieben, acht und neun um und behandelt nur die Streifen 114 des vollen Bildfeldes in jeder der letzteren Stufen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 hat jeder solcher Streifen (512 x 8) Werte und entspricht einer gleichen Zahl von Pixeln in dem voll aufgelösten Bildfeld. Dies erfordert einen gleichgroßen Bildspeicher, d. h. 4096 Bytes pro Feld, wie in den Stufen eins bis sechs. Der Vergleichsabstand für die Mikrofeldbildoperationen dieser letzten drei Stufen beträgt vier, zwei bzw. eins. Die Streifenverarbeitung der Stufen sieben, acht und neun umfaßt die Ausscheidung fehlerhafter Werte, die infolge von Streifengrenzabschnitten geliefert wurden, und umfaßt die Überlappung aufeinanderfolgender Streifen, wie dies unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 6 und 7 beschrieben wurde.
Die Fig. 9 stellt ein Flußdiagramm dar, welches die Bildverarbeitung gemäß der Erfindung summarisch erkennen läßt, wie diese in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 8 beschrieben ist. Die dargestellte Operation beginnt mit einer ersten Stufe 120, in der die Skala des Zusammenwirkens von Eingangsfeldwerten mit verarbeiteten Feldwerten dargestellt ist. Diese Verarbeitungsstufe kann eine Expandierung und/oder eine Komprimierung aufweisen, wie dies in den Fig. 5 bis 7 dargestellt ist, und außerdem eine Änderung im Vergleichsabstand, wie in Fig. 8 dargestellt. Eine folgende Stufe 122 führt einen Zyklus der Bildverarbeitung mit zwei Feldwerten durch. Diese beiden Stufen 120 und 122 bilden eine Stufe der Makrofeldverarbeitung, wie in Fig. 2 und 8 dargestellt ist.
Die Arbeitsfolge in dem Flußdiagramm umfaßt als nächste Stufe eine Entscheidung, um zu bestimmen, ob die Behandlung auf einer vollen Feldbasis enden soll, d. h. ob der Makrofeldprozeß beendet werden soll, und diese Entscheidung findet bei 124 statt. Bei einer engativen Entscheidung (nein) wird die Folge der Stufen 120 und 122 wiederholt. Bei einer Entscheidung "ja" wird die Verarbeitung nach der Stufe 126 fortgesetzt, in der ein gewählter Streifen von Werten im Eingangsfeld und ein identisch liegender Streifen in dem Behandlungsfeld skaliert werden, z. B. ausgedehnt und/oder komprimiert werden, wie dies zweckmäßig erscheint. Die beiden identisch skalierten Streifen werden dann einer Bildverarbeitung in der Stufe 128 unterworfen, wobei fehlerhafte Grenzstreifenwerte außer Acht gelassen werden und aufeinanderfolgende Streifen überlappen, wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 5, 6 und 7 beschrieben wurde. Die nächste Stufe 130 formatiert die resultierenden Streifen der Bildverarbeitung.
Diese Schritte 126, 128 und 130 bilden zusammen eine Stufe der Mikrofeldverarbeitung, wie weiter in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 8 dargestellt ist.
Das dargestellte Flußdiagramm gemäß Fig. 9 bestimmt dann als nächstes mit der Entscheidung 132, ob der letzte Streifen des Bildfeldes behandelt worden ist. Eine negative Entscheidung (nein) bewirkt, daß die Schritte 126, 128 und 130 wiederholt werden. Andererseits schreitet bei Bejahung (ja) der Prozeß nach der Stufe 134 fort, in der die formatierten Resultate falls erwünscht verarbeitet werden.
Die hier für Größen von Bildfeldern, Reihenanordnungen, Streifen und dergleichen angegebenen Parameter sowie die Speicheranforderungen sind lediglich zur Veranschaulichung gewählt. Die Ausdrücke "Makrofeld" und "Mikrofeld" werden unter Bezugnahme auf vergleichsweise Berechnungen durchgeführt und tatsächlich an unterschiedlich beabstandeten Stellen in einem Feld von bildbezogenen Werten. Die Entscheidung zwischen den beiden Operationen kann für jede gegebene Praxis der Erfindung gewählt werden. Faktoren, die bei der Wahl in Frage kommen, schließen Größe und Auflösung des zu behandelnden Bildfeldes und die verfügbare Bildspeicherkapazität ein.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung einer Gruppe von Werten, die ein Bildfeld repräsentieren, wobei die Bahandlung mehrere Rechenoperationen mit Werten umfaßt, die räumlich unterschiedliche Stellen des Feldes repräsentieren, umfassend die folgenden Schritte:

A. es wird eine bildhafte Aufzeichnung des Bildfeldes vorgesehen, und

B. es wird die bildhafte Aufzeichnung ein erstes Mal ausgelesen, um eine erste Gruppe von Helligkeitswerten zu erzeugen, und es wird die bildmäßige Aufzeichnung wenigstens ein zweites Mal ausgelesen, um wenigstens eine zweite Gruppe von Helligkeitswerten zu erzeugen,

C. es wird in einem Lese/Schreib-Speicherelement besagte erste Gruppe von Helligkeitswerten im wesentlichen sämtlicher Stellen des Bildfeldes gespeichert,

es wird besagte erste Gruppe von Helligkeitswerten gemittelt, um eine Zwischengruppe von Werten zu erzeugen, die relativ grob im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren,

E. es wird besagte zweite Gruppe von Helligkeitswerten des gleichen Bildfeldes an Stellen des Speicherelementes gespeichert, die zu einem anderen Zeitpunkt Werte besagter erster Gruppe gespeichert haben;

F. es werden mehrere weitere Durchschnittsbildungen besagter zweiter Gruppe von Werten durchgeführt, um mehrere zweite resultierende Gruppen von Werten zu erzeugen, von denen jede relativ fein nur einen Segmentausschnitt des Bildfeldes repräsentiert und verschiedene hiervon andere Segmentabschnitte des Bildfeldes repräsentieren, und

G. es wird eine Endgruppe von Werten, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren, gemäß der Zwischengruppe von Helligkeitswerten, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren und gemäß mehreren zweiten resultierenden Gruppen von Helligkeitswerten, die unterschiedliche Segmentabschnitte des Feldes repräsentieren, erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die weitere Verbesserung den Schritt umfaßt, jede weitere Rechenoperation sowohl bei einer zweiten Gruppe von Helligkeitswerten, die nur einen Teil besagten Bildfeldes repräsentieren als auch bei einer weiteren Gruppe von Helligkeitswerten durchzuführen, die von der Zwischengruppe von Helligkeitswerten erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bei dem die weitere Verbesserung den Schritt umfaßt, von jeder zweiten resultierenden Gruppe von Helligkeitswerten jene Werte auszuscheiden, die von Rechenoperationen mit Helligkeitswerten einer zweiten Gruppe herrühren und Stellen besagten Feldes außerhalb jenes Segmentabschnitts repräsentieren, für den jene zweite Gruppe von Helligkeitswerten repräsentativ ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3 bei dem die weitere Verbesserung den weiteren Schritt umfaßt, unterschiedliche zweite resultierende Gruppen von Helligkeitswerten, die selektiv überlappende unterschiedliche Segmentfeldabschnitte repräsentieren, in eine weitere Gruppe von Helligkeitswerten zu formatieren, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bei der die weitere Verbesserung den Schritt umfaßt, unterschiedliche zweite resultierende Gruppen von Helligkeitswerten, die unterschiedliche Segmentfeldabschnitte repräsentieren, in eine weitere Gruppe von Helligkeitswerten zu formatieren, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren.

6. Verfahren nach Anspruch 5 bei der die weitere Verbesserung den Schritt umfaßt, die Bildfeldinformationen, die gemäß jeder zweiten resultierenden Gruppe von Helligkeitswerten auf einem photographischen Medium zu speichern, um die zweite resultierende Gruppe von Helligkeitswerten zu formattieren.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bei der die weitere Verbesserung den Schritt umfaßt, die Speicherung gemäß Anspruch 1 C und E wenigstens teilweise während der Durchführung der vorhergehenden Rechenoperationen durchzuführen.

8. Vorrichtung zur Verarbeitung einer Gruppe von Werten, die ein Bildfeld repräsentieren, wobei die Verarbeitung mehrere Rechenoperationen mit Werten umfaßt, die räumlich unterschiedliche Stellen des Feldes repräsentieren und wobei die Verbesserung folgende Merkmale umfaßt:

A. eine bildhafte Aufzeichnung des Bildfeldes, und

B. Mittel zum Auslesen der bildhaften Aufzeichnung, um besagte erste Gruppe von Helligkeitswerten zu erzeugen und zum bildhaften Auslesen um wenigstens eine zweite Gruppe von Helligkeitswerten zu erzeugen,

C. Mittel einschließlich eines Lese/Schreib-Speicherelementes zum Speichern der ersten Gruppe von Helligkeitswerten des Bildfeldes,

D. Mittel zur Durchführung einer Durchschnittsbildung der besagten ersten Gruppe von Helligkeitswerten, um eine Zwischengruppe von Helligkeitswerten zu erzeugen, die relativ grob und die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren,

E. Mittel zur Speicherung der besagten zweiten Gruppe von Helligkeitswerten des gleichen Bildfeldes an Stellen des Speicherelementes, die zu einem anderen Zeitpunkt Werte der ersten Gruppe gespeichert haben,

F. Mittel zur Durchführung mehrerer weiterer Durchschnittsbildungen bei der zweiten Gruppe von Werten, um mehrere zweite resultierende Gruppen von Werten zu erzeugen, von denen jede nur einen Segmentabschnitt des Bildfeldes relativ fein aufgelöst repräsentieren, und von denen einige verschiedene Segmentabschnitte des Bildfeldes repräsentieren, und

G. Mittel zur Erzeugung einer endgültigen Gruppe von Werten, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren, und zwar gemäß der Zwischengruppe von Helligkeitswerten, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren, und gemäß der Mehrzahl der zweiten resultierenden Gruppen von Helligkeitswerten, die unterschiedliche Segmentabschnitte des Feldes repräsentieren.

9. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8 bei dem die weitere Verbesserung Mittel umfaßt, um verschiedene zweite resultierende Gruppen von Helligkeitswerten, die unterschiedliche Segmentabschnitte repräsentieren, in eine weitere Gruppe von Helligkeitswerten zu formattieren, die im wesentlichen alle Stellen des Bildfeldes repräsentieren.