DE3809683A1 - Bildverarbeitungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsverfahren, bei dem zur Verarbeitung von Bildpunktinformationen lediglich eines Bildausschnittes einer Bildvorlage diese zunächst mit einer optoelektronischen Abtasteinrichtung bildpunktweise abgetastet wird und in Abhängigkeit von vorgebbaren Bildpunktkoordinaten, die die Lage des Bildausschnittes innerhalb der Bildvorlage definieren, die Bildpunktinformationen des Bildausschnittes zur Weiterverarbeitung ausgewählt werden.

Bei einem derartigen, aus der DE-OS 31 21 503 bekannten Bild­ verarbeitungsverfahren wird zur Verarbeitung von Bildpunktin­ formationen lediglich eines Bildausschnittes einer Bildvorlage zunächst die gesamte Bildvorlage mittels einer optolektroni­ schen Abtasteinrichtung bildpunktweise abgetastet, wobei die so erhaltenen Bildpunktinformationen in einer Speichereinrichtung abgespeichert werden. Daraufhin wird die abgetastete Bild­ vorlage durch Ausgabe der abgespeicherten Bildpunktinforma­ tionen auf einem Bildschirmsichtgerät zur Anzeige gebracht. Mit Hilfe einer Zeiger-(Cursor-)Steuereinrichtung werden auf dem Bildschirm einzelne Bildpunktkoordinaten festgelegt, die je­ weils Eckpunkte des gewünschten Bildausschnittes bezeichnen. Mittels einer elektronischen Steuereinrichtung werden dann in Abhängigkeit von den festgelegten Bildpunktkoordinaten der Eckpunkte alle in der Speichereinrichtung abgelegten Bildpunkt­ informationen des Bildausschnittes zur weiteren Verarbeitung, wie z. B. Vergrößerung, Verkleinerung oder Lageverschiebung des Bildausschnittes, ausgewählt.

Die Festlegung der Eckpunkte des Bildausschnittes kann auch - wie beispielsweise aus der DE-OS 31 51 450 bekannt - mit Hilfe eines Digitizer-Tableaus als Koordinateneingabegerät erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verarbeitung von Bildpunktinformationen beliebig festlegbarer Bildausschnitte einer Bildvorlage zu ermöglichen, ohne daß hierzu ein Bildschirm­ sichtgerät oder ein sonstiges spezielles Koordinateneingabegerät erforderlich ist.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem Bildverarbeitungsverfahren der eingangs angegebenen Art zur Festlegung der vorgebbaren Bildpunktkoordinaten optisch abtast­ bare Markierungen auf der Bildvorlage angebracht werden und daß die Markierungen durch optische Abtastung der Bildvorlage erfaßt und über einen Schwellenwertdetektor von den übrigen Bildpunktinformationen unterschieden werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsverfahren dient die optoelektronische Abtasteinrichtung in vorteilhafter Weise zusätzlich zur Bildvorlagenabtastung zugleich auch zur Erfassung der den gewünschten Bildausschnitt bezeichnenden Markierungen, so daß ein spezielles Gerät zur Festlegung des Bildausschnittes nicht erforderlich ist.

Um bei der Abtastung der Bildvorlage die Markierungen gegenüber dem Bildinhalt der Bildvorlage eindeutig und sicher erfassen zu können, ist entsprechend einer Weiterbildung des erfindungs­ gemäßen Bildverarbeitungsverfahrens vorgesehen, daß als Mar­ kierungen spiegelnde Flächenmarken mit Singularitäten verwen­ det werden, im Bereich derer die Oberfläche der Flächenmarken gekrümmt ist. Dadurch wird erreicht, daß an den so markierten Stellen der Bildvorlage das zur Beleuchtung der abzutastenden Bildvorlage auf diese mittels einer Beleuchtungseinrichtung ausgestrahlte Licht im Bereich der Singularitäten direkt in die Sensoren der optoelektronischen Abtasteinrichtung eingespiegelt wird, so daß in den Sensoren ein markantes Signal erzeugt wird; dieses unterscheidet sich deutlich von den in Abhängigkeit von den Bildpunktinformationen der Bildvorlage erzeugten Signalen, deren Intensität aufgrund der diffusen Lichtstreuung auf der Bildvorlage wesentlich geringer ist. Wegen der im Bereich der Singularitäten gekrümmten Oberfläche der Flächenmarken existiert unabhängig von dem Beleuchtungswinkel und der Anordnung der Sensoren immer eine Zone, die so geneigt ist, daß das Licht aus der Beleuchtungseinrichtung direkt in die Sensoren der opto­ elektronischen Abtasteinrichtung gespiegelt wird.

Als Flächenmarken können beispielsweise kleine Stücke einer metallenen oder metallisierten Folie verwendet werden, die zur leichteren Fixierung auf der Bildvorlage vorzugsweise einseitig mit einer Klebebeschichtung versehen sind; die Singularitäten sind entweder in Form von lokalen Erhöhungen oder Vertiefungen in der Folienoberfläche beispielsweise durch Prägung ausgebildet. In diesem Zusammenhang werden die Flächenmarken jedoch bevor­ zugt selbstklebend auf der Bildvorlage angebracht und zur Erzeugung der Singularitäten anschließend mit einem spitzen Gegenstand Vertiefungen an den gewünschten Stellen in die Flächenmarken eingedrückt. Auf diese Weise läßt sich jeder gewünschte Bildausschnitt äußerst einfach und genau markieren.

Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsverfahrens möglich, während eines einzigen Abtastvorganges gleichzeitig die Bildpunktinformationen der Bildvorlage und die Markierun­ gen, die den Bildausschnitt mit den später weiter zu verarbeiten­ den Bildpunktinformationen bezeichnen, abzutasten und an­ schließend in Abhängigkeit von den ermittelten Bildpunktkoordi­ naten der Markierungen die Bildpunktinformationen des Bild­ ausschnittes zur Weiterverarbeitung auszuwählen. Alternativ hierzu wird zur Erfassung der Markierungen die Bildvorlage zu­ nächst in einem gröberen Abtastraster abgetastet; anschließend werden in einem feineren Abtastraster die Bildpunktinforma­ tionen des Bildausschnittes in Abhängigkeit von den erfaßten Markierungen abgetastet werden. Im Unterschied zu dem eingangs angegebenen aus der DE-OS 31 21 503 bekannten Bildverarbei­ tungsverfahren übernimmt hierbei die Bildvorlage selbst die Speicherfunktion, für die bei dem bekannten Verfahren eigens die dortige Speichereinrichtung vorgesehen ist. Da bei dem ersten Abtastvorgang zur Erfassung der Markierungen nicht die Anfor­ derungen an die Abtastauflösung bestehen, wie bei der nachfol­ genden Bildausschnittabtastung, erfolgt der erste Abtastvorgang in einem gröberen Abtastraster und damit schneller als der darauffolgende Abtastvorgang.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsver­ fahrens wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine Bildvorlage mit einem durch zwei Markierungen festgelegten Bildausschnitt,

Fig. 2 beispielhaft für die optische Erfassung einer Markierung im Vergleich zur Erfassung von Bildpunkten der Bildvor­ lage,

Fig. 3 ein erstes und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Abtasteinrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Bildver­ arbeitungsverfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Bildvorlage 1, auf der durch zwei Markierun­ gen 2 und 3 ein rechteckiger, hier durch Schraffur gekenn­ zeichneter Bildausschnitt 4 in der Weise festgelegt ist, daß beide Markierungen 2 und 3 einander diagonal gegenüberliegende Eckpunkte des Bildausschnittes 4 bezeichnen. Es ist natürlich möglich, den Bildausschnitt 4 auf der Bildvorlage 1 auch ander­ weitig durch Markierungen zu definieren, indem z. B. für den Fall, daß die Seitenabmessungen des Bildausschnittes 4 vorge­ gebene unveränderliche Größen sind, die einzig noch zu bestimmende Lage des Bildausschnittes 4 in der Bildvorlage 1 durch eine einzige Markierung (zum Beispiel 3) beispielsweise in einer vorgegebenen Ecke des Bildausschnittes 4 (zum Beispiel die linke untere Ecke) festgelegt wird.

In Fig. 2 ist die Art und Weise dargestellt, in der die Mar­ kierungen 2 und 3 bei einer optoelektronischen Abtastung der Bildvorlage 1 von den Bildpunktinformationen der Bildvorlage unterschieden werden. Wie Fig. 2 in der linken Bildhälfte zeigt, wird das von einer Beleuchtungseinrichtung 5 einer später noch näher erläuterten, optoelektronischen Abtastein­ richtung auf die Bildvorlage 1 abgestrahlte Licht 6 an der Oberfläche der Bildvorlage 1 diffus gestreut, wobei das reflektierte Licht bezüglich seiner Farbe und Intensität von der jeweiligen Bildpunktinformation der Bildvorlage 1 an der Reflektionsstelle 7 abhängt. Das diffus zurückgestreute Licht wird teilweise über eine optische Linsenanordnung 8 auf einen Sensor 9 der optoelektronischen Abtasteinrichtung fokussiert, der ein der Bildpunktinformation entsprechendes elektrisches Signal erzeugt.

In der rechten Bildhälfte der Fig. 2 ist die optische Erfassung einer Markierung am Beispiel der Markierung 3 dargestellt. Diese ist in Form einer kleinen runden Flächenmarke mit einem Durchmesser von einigen Millimetern ausgebildet, die aus einer metallenen oder metallisierten Folie mit spiegelnder Oberfläche besteht und durch eine hier nicht gezeigte Klebebeschichtung an ihrer Unterseite selbstklebend auf der Vorlage 1 an der jeweils vorgesehenen Stelle fixiert wird. Die spiegelnde Oberfläche der Flächenmarke 3 weist eine Singularität 10 in Form einer mittels eines spitzen Gegenstandes, wie z. B. einer Kugelschreibermine, in die Flächenmarke 3 eingedrückten Vertiefung auf, wobei die Flächennormale, d. h. eine gedachte, senkrecht auf der Ober­ fläche der Flächenmarke 3 stehende Gerade, im Bereich der Ver­ tiefung 10 einen Winkelbereich von etwa 0° bis 90° gegenüber einer Senkrechten auf der Bildvorlage 1 überstreicht. Dadurch exisitiert innerhalb der Vertiefung 10 immer eine Zone, die so geneigt ist, daß das Licht 6 aus der Beleuchtungseinrichtung 5 direkt in den Sensor 9 gespiegelt wird und dort aufgrund der hohen Intensität ein sich deutlich von den Signalen der Bild­ punktinformationen unterscheidendes elektrisches Signal erzeugt.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine elek­ tronische Abtasteinrichtung zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Bildverarbeitungsverfahrens. Diese enthält eine Abtast­ zeile 11 mit einer Vielzahl in Zeilenrichtung nebeneinander­ liegender Sensoren 9 (entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten Sensor 9), denen ausgangsseitig ein Parallel/Serien-Schiebe­ register 12 zur Umwandlung der von den Sensoren 9 parallel erzeugten elektrischen Signal in serielle Signale nachgeordnet ist. Die Abtastzeile 11 ist quer zur Zeilenrichtung über die hier lediglich durch eine strichpunktierte Umrandung angedeu­ tete Bildvorlage 1 hinwegführbar. Dazu wird die Abtastzeile 11 durch einen Schrittmotor 13 in Abhängigkeit von Bewegungs­ steuerdaten angetrieben, die dem Schrittmotor 13 von einer Steuereinrichtung 14 zugeführt werden. Das Parallel/Serien- Schieberegister 12 ist ausgangsseitig sowohl an einer Aus­ werteeinrichtung 15 als auch an einem Schwellenwertdetektor 16 angeschlossen, der mit einem Eingang der Steuereinrichtung 14 verbunden ist. An dieser ist über einen weiteren Eingang eine Tastatur 17 angeschlossen. Über eine Steuerleitung 18, die die Steuereinrichtung 14 mit dem Parallel/Serien-Schieberegister 12 verbindet, ist eine Auswahl der auszulesenden Sensoren 9 möglich.

Zur Verarbeitung von Bildpunktinformationen lediglich eines Bildausschnittes der Bildvorlage 1 wird in einem ersten Abtast­ zyklus die Abtastzeile 11 über die Bildvorlage 1 hinweggeführt und dabei durch die Sensoren 9 optisch abgetastet. Wird dabei eine der Markierungen 2, 3 (vgl. Fig. 1 und 2) abgetastet, so überschreitet das von dem entsprechenden Sensor 9 erzeugte elektrische Signal einen von dem Schwellenwertdetektor 16 vorgegebenen Schwellenwert; der Schwellenwertdetektor 16 gibt daraufhin ein Signal an die Steuereinrichtung 14 ab, innerhalb derer in Abhängigkeit von den von ihr für den Schrittmotor 13 erzeugten und die aktuelle Position der Abtastzeile 11 bezeich­ nenden Bewegungssteuerdaten und dem das schwellenüberschreiten­ de Signal erzeugenden Sensor 9 die Lage der betreffenden Mar­ kierung innerhalb der Bildvorlage 1 eindeutig identifiziert wird. Aufgrund der so erhaltenen Bildpunktkoordinaten der Markierungen werden bei einem nachfolgenden Abtastvorgang durch die Steuereinrichtung 14 sämtliche Bildinformationen zur Weiterverarbeitung in der Auswerteeinrichtung 25 ausgewählt, die innerhalb des durch die Markierungen jeweils definierten Bildausschnittes liegen. Hierzu wird vorzugsweise durch die Steuereinrichtung 14 die Bewegung der Abtastzeile 11 auf den Bereich der Ausdehnung des Bildausschnittes senkrecht zur Zeilenrichtung begrenzt; von den Sensoren 9 der Abtastzeile 11 werden nur diejenigen ausgelesen, die im Bereich der Ausdehnung des Bildausschnittes in Zeilenrichtung liegen. Die Abtastung des Bildausschnittes erfolgt daher relativ schnell.

Bei der in Fig. 4 gezeigten optoelektronischen Abtasteinrich­ tung handelt es sich um ein Ausführungsbeispiel, das weitest­ gehend einer aus der DE-OS 35 19 263 bekannten Abtasteinrich­ tung entspricht. Alternativ zu der in Fig. 3 gezeigten Abtast­ zeile 11 und dem sie antreibenden Schrittmotor 13 ist in Fig. 4 eine Abtastfolie mit zeilenweise angeordneten Beleuch­ tungselementen 19 beispielsweise in Form von LED-Zeilen und senkrecht dazu spaltenweise angeordneten Lichtempfangselementen 20 beispielsweise Fotoleiterstreifen dargestellt. Die Beleuch­ tungselemente 19 sind derart ausgebildet und angeordnet, daß beim Auflegen der Abtastfolie auf die hier durch eine strichpunktierte Umrandung angedeutete Bildvorlage 1 das Licht jedes Beleuchtungselementes 19 die Bildvorlage 1 zeilenartig beleuchtet und daß das von der Bildvorlage 1 reflektierte Licht von den das betreffende Beleuchtungselement 19 kreuzenden Lichtempfangselementen 20 bildpunktweise erfaßt wird. Die Beleuchtungselemente 19 sind einzeln steuerbar an den Ausgängen 21 einer Demultiplexeinrichtung 22 angeschlossen; die Licht­ empfangselemente 20 sind einzeln lesbar an den Eingängen 23 einer Multiplexeinrichtung 24 angeschlossen, die ausgangsseitig sowohl mit einer Auswerteeinrichtung 25 als auch mit einem Schwellenwertdetektor 26 verbunden ist. Der Schwellenwertde­ tektor 26 ist an einem Eingang einer Steuereinrichtung 27 ange­ schlossen, die über einen weiteren Eingang mit einer Tastatur 28 verbunden ist. Ausgangsseitig ist die Steuereinrichtung 27 über eine Adressiereinrichtung 29 mit Adresseneingängen 30 und 31 der Demultiplexeinrichtung 22 bzw. der Multiplexeinrichtung 24 verbunden.

In einem ersten Abtastvorgang werden die Beleuchtungselemente 19 durch die Steuereinrichtung 27 über die Adressiereinrichtung 29 und die nachgeordnete Demultiplexeinrichtung 22 sukzessive angesteuert, so daß die Bildvorlage 1 zeilenweise beleuchtet wird; während der Ansteuerung jedes der Beleuchtungselemente 19 wird das von der Bildvorlage 1 reflektierte Licht durch die Lichtempfangselemente 20 bildpunktweise erfaßt und als bildpunktindividuelles elektrisches Signal über die Multiplex­ einrichtung 24 dem Schwellenwertdetektor 26 zugeführt. Wird dabei eine der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Markierungen 2 und 3 abgetastet, so überschreitet das zugehörige elektrische Signal den von dem Schwellenwertdetektor 26 vorgegebenen Schwellenwert; der Schwellenwertdetektor 26 gibt daraufhin ein Signal an die Steuereinrichtung 27 ab, die aufgrund der von ihr abgegebenen Adressendaten zur Steuerung der Adressierein­ richtung 29 eine eindeutige Lageidentifizierung der erfaßten Markierung vornimmt. Aufgrund der so erhaltenen Bildpunktko­ ordinaten wird in einem nachfolgenden Abtastvorgang die Ab­ tastung der Bildvorlage 1 räumlich auf den durch die Markierungen gekennzeichneten Bildausschnitt beschränkt, und die abgetasteten Bildpunktinformationen des Bildausschnittes werden der Auswerte­ einrichtung 25 zur weiteren Verarbeitung zugeführt.

Claims (4)

1. Bildverarbeitungsverfahren, bei dem zur Verarbeitung von Bildpunktinformationen lediglich eines Bildausschnittes (4) einer Bildvorlage (1) diese zunächst mit einer optoelektro­ nischen Abtasteinrichtung (11 bis 17; 18 bis 31) bildpunkt­ weise abgetastet wird und in Abhängigkeit von vorgebbaren Bildpunktkoordinaten, die die Lage des Bildausschnittes (4) innerhalb der Bildvorlage (1) definieren, die Bildpunktin­ formationen des Bildausschnittes (4) zur Weiterverarbeitung ausgewählt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der vorgebbaren Bildpunktkoordinaten optisch abtastbare Markierungen (2,3) auf der Bildvorlage (1) angebracht werden und daß die Markierungen (2, 3) durch opti­ sche Abtastung der Bildvorlage (1) erfaßt und über einen Schwellenwertdetektor (16; 26) von den übrigen Bildpunktin­ formationen unterschieden werden.

2. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Markierungen (2, 3) spiegelnde Flächenmarken (z.B. 3) mit Singularitäten (10) verwendet werden, im Bereich derer die Oberfläche der Flächenmarken (3) gekrümmt ist.

3. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenmarken (2, 3) selbstklebend auf der Bildvorlage (1) angebracht werden und daß zur Erzeugung der Singularitäten (10) anschließend mit einem spitzen Gegenstand Vertiefungen (10) an den gewünschten Stellen in die Flächenmarken (2, 3) eingedrückt werden.

4. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Markierungen (2, 3) die Bildvorlage (1) zu­ nächst in einem gröberen Abtastraster abgetastet wird und daß anschließend in einem feineren Abtastraster die Bildpunkt­ informationen des Bildausschnittes (4) in Abhängigkeit von den erfaßten Markierungen (2, 3) abgetastet werden.