DE4425327A1

DE4425327A1 - Bildverarbeitungsverfahren und Bildverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE4425327A1
Application number: DE4425327A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Ogawa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: DE4425327C2; JPH07129766A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsverfahren, welches angewendet wird auf ein durch ein Bildlesegerät, wie einen optischen Zeichenleser (OCR) oder einen Bildscan ner gelesenes digitales Bild, und insbesondere ein Linien dickenreduktionsverfahren, welches durchgeführt wird für ein digitales Bild als Vorverarbeitung einer Zeichen- oder einer Graphik-Erkennung, oder ein Verfahren, durch welches ein digitales Bild durch eine schnelle Fourier-Trans formation (FFT) in Frequenzkomponenten umgewandelt wird.

Allgemein wird zum Durchführen einer Zeichenerkennung oder einer graphischen Erkennung von Bilddaten (digitales Bild), die durch binäre Digitalisierungsverarbeitung durch ein Bildlesegerät gelesen und verarbeitet werden, eine Linien dickenreduktionsverarbeitung als eine Vorverarbeitung für das so gelesene digitale Bild durchgeführt.

Die Liniendickenreduktionsverarbeitung ist eine Technik, welche in erster Linie auf dem Gebiet der Zeichenerkennung entwickelt worden ist, und in den neueren Jahren ist sie auch angewandt worden als eine Vorverarbeitung zur Graphik erkennung oder als Vorverarbeitung zur Vektorisierung oder dergleichen. Bei jeder solchen Verarbeitung ist die Struk tur einer graphischen Form durch Linien wichtig, aber die Dicke oder Breite einer Linie ist eine unnötige Informa tion. Daher ist es notwendig, die Dicke oder Breite einer Linie auf eine Linie aus einem einzigen Bildelement zu reduzieren, wobei die Kontinuität und die Struktur einer graphischen Form beibehalten werden.

Herkömmlicherweise sind verschiedene Liniendickenredukti onsprozesse bekannt, und einer der herkömmlichen Liniendicken reduktionsprozesse macht Gebrauch von einer Regeneration für ein graphisches Bild, während ein Anpassungsprozeß, der auf einem Maskenmuster basiert, oder ein Prozeß, welcher eine Maske zum Bestimmen eines Endes oder einer Ecke von einem Ergebnis einer Regeneration verwendet, als Linien dickenreduktionsprozeß für ein Zeichenbild bekannt ist.

Bei der ersteren Verarbeitung basierend auf einer Anpas sung, wird eine Maske von, zum Beispiel, 3 × 3 Bildelemen ten sukzessive über ein digitales gelesenes Bild bewegt, und wenn das Bildelement im Zentrum der Maske von 3 × 3 Bildelementen ein schwarzes Bildelement an der Begrenzung zwischen binären weißen und schwarzen Bilddaten ist, wird das schwarze Bildelement in ein weißes Bildelement geän dert. Zum Beispiel, wenn die Maske von 3 × 3 Bildelementen in einem solchen Zustand ist, wie in Fig. 15(a) gezeigt, wird das schwarze Bildelement im Zentrum der Maske in ein weißes Bildelement geändert. Jedoch, wenn eine solche Ände rung des schwarzen Bildelements im Zentrum der Maske in ein weißes Bildelement die Kontinuität zwischen benachbarten schwarzen Bildelementen stört (zum Beispiel, siehe Fig. 15(b) und 15(c)) oder wenn nur eines der den schwarzen Bild elementen im Zentrum der Maske benachbarten Bildelemente ein schwarzes Bildelement ist (zum Beispiel, siehe Fig. 15(d) und 15(e)), wird die oben beschriebene Verarbeitung der Änderung des schwarzen Bildelements im Zentrum der Maske nicht durchgeführt.

Mittlerweile wird ein Vorgang des Änderns löschbarer Ele mente eines um das andere von schwarzen zu weißen Bildele menten Regeneration einer graphischen Form genannt. Der Regenerationsprozeß ist signifikant für eine digitale gra phische Form, weil die graphische Form einfach angezeigt werden kann. Jedoch, wo Buchstaben, Zeichen oder derglei chen gehandhabt werden, werden die Bilddaten, wenn lösch bare Elemente sukzessive gelöscht werden, dann, wenn die Zusammenhängigkeit eins ist und die Ordnung eins ist, auf ein einziges Element regeneriert, was im Verlust der ur sprünglichen Zeicheninformation resultiert.

Daher wird bei dem auf der Regeneration basierenden letzte ren Prozeß ein Stopperfordernis für die Regeneration aufge stellt, um das Ändern eines löschbaren Bildelements von schwarz zu weiß zu verhindern, um eine Regeneration auf einen einzigen Punkt zu verhindern. Das Stopperfordernis kann sein, daß ein Ende einer Zeile oder eine Ecke nicht gelöscht werden soll. Verschiedene Bedingungen eines Endes einer Linie auf einer Maske von 3 × 3 Bildelementen (End erfassungsmaske) sind in Fig. 16(a) bis 16(d) darge stellt, in jeder von welchen das Ende bei x₀ angezeigt ist. Ähnlich sind verschiedene Bedingungen einer Ecke auf einer Maske von 3 × 3 Bildelementen (Eckerfassungsmaske) in Fig. 17(a) bis 17(d) gezeigt, in jeder von welchen die Ecke bei x₀ angezeigt ist. Die Liniendickenreduktion kann er reicht werden, indem löschbare Elemente gelöscht werden, mit Ausnahme solcher schwarzer Bildelemente, welche eine der Bedingungen eines Endes oder einer Ecke erfüllen.

Im übrigen, durch den Fortschritt der Halbleitertechnologie in den jüngeren Jahren, ist die numerische Verarbeitungs technik von Bildern bei verschiedenen Anwendungen in prak tische Verwendung genommen worden, und insbesondere weil sie eine Vereinfachung bei der Berechnung durch Umwandlung eines Bildes aus einem Raumbereich in einen Frequenzbereich vor der Objektverarbeitung des Bildes gestattet, ist die Entwicklung von schnellen Fourier-Transformationstechniken gefordert. Somit sind eine große Anzahl von LSI′s zur Aus führung von Produktsummenberechnungen mit hoher Geschwin digkeit, so wie digitale Signalprozessoren (DSP) vorge schlagen worden.

Jedoch, die meisten der LSI′s führen eine eindimensionale Verarbeitung wie eine Audio-Verarbeitung durch, und können den für eine Bildverarbeitung erforderlichen gigantischen Speicherplatz nicht stützen. Weiterhin, selbst wenn ein virtueller Speicher zur Verarbeitung in einer Arbeitssta tion für universelle Anwendung oder einer ähnlichen Anlage verwendet wird, ist für die Richtung einer Spalte einer Bildmatrix das Swappen mittels einer Platte für jeden Zu griff auf ein Element erforderlich, und folglich wird viel Zeit benötigt. Dementsprechend ist ein Algorithmus gefor dert, welcher die Zugriffshäufigkeit auf eine Platte redu ziert.

Jedoch zeigt das Liniendickenreduktionsverarbeitungsver fahren, welches auf der oben beschriebenen Regeneration ba siert, selbst wenn es realisiert wird, eine sehr niedrige Verarbeitungsgeschwindigkeit, weil die Bestimmung der Be dingungen kompliziert ist.

Mittlerweile erfordert bei dem Verfahren, welches Gebrauch macht von der Anpassung mit einer Maske, die Auswahl einer Maske ein kunstvolles Versuch- und Irrtumverfahren. Weiter hin, wenn ein Objektzeichen eine dicke Linie hat oder ein Bild in einer hohen Auflösung abgetastet wird, ist es wahr scheinlich, daß eine Verzweigung an einem Endpunkt des Ob jektzeichens oder des Bildes erscheint, welche die Auflö sung des Objektzeichens oder des Bildes schwierig macht. Insbesondere, wenn gelesene chinesische Zeichen, wie in Fig. 18(a) zu sehen, in der Liniendicke oder -breite redu ziert sind, erscheinen verzweigungsartige feine Linien an Endpunkten der dicken Linien, wie von Fig. 18(b) zu sehen, und machen die Zeichenerkennung schwierig.

Solche zweigartigen feinen Linien werden erzeugt als ein Ergebnis der Wiederholung einer Verarbeitung des Änderns, unter Verwendung, zum Beispiel, solcher Begrenzungsbedin gungsmasken von 3 × 3 Bildelementen, wie in Fig. 19(a) bis 19(c) gezeigt (einschließlich Masken entsprechend Masken, die erhalten werden durch Rotieren der Begrenzungsbedin gungsmasken um 90°, 180° und 270°), wobei ein schwarzes Bildelement im Zentrum einer 3 × 3 Bildelementmatrix zu ei nem weißen Bildelement wird, wenn die Matrix mit irgendei ner der Begrenzungsbedingungsmasken übereinstimmt, weil Bildelemente an einem Endpunkt einer Linie mit einer großen Liniendicke allmählich ausgehöhlt werden. Jedoch, wenn sol che Begrenzungsbedingungsmasken nicht verwendet werden, kann eine lineare Begrenzung nicht verarbeitet werden und die Liniendickenreduktion kommt zu einem Ende, während die Dicke bleibt wie sie ist.

Herkömmliche zweidimensionale schnelle Fourier-Transforma tionstechniken beruhen entweder auf der Fähigkeit einer virtuellen Speicherung einer Arbeitsstation wie hiervor be schrieben oder beruhen auf einem komplizierten Algorithmus, welcher eine schnelle Fourier-Transformation in der Rich tung einer Reihe von einem Puffer für zwei Reihen in einem Speicher, genannt nicht-transponierte schnelle Fourier- Transformation, und eine mögliche Berechnung ein der Rich tung einer Spalte involviert. Insbesondere wird die nicht transponierte schnelle Fourier-Transformation allgemein überhaupt nicht verwendet.

Mittlerweile scheint es vielversprechend, eine zweidimen sionale schnelle Fourier-Transformation auf einem digitalen Signalprozessorsystem für die ausschließliche Verwendung mit einem Speicher von großer Kapazität durchzuführen und zu diesem Zweck wird ein DRAM für den Speicher verwendet. Jedoch, wo ein DRAM verwendet wird, kann ein solcher Effekt erreicht werden durch ein Hochgeschwindigkeits-SRAM, wel ches normalerweise für einen digitalen Signalprozessor ver wendet wird, und folglich wird das System teuer, welches ein digitales Signalprozessorsystem zur exklusiven Anwen dung nutzt.

Dementsprechend ist es nach der Verarbeitung einer zweidi mensionalen schnellen Fourier-Transformation in der Rich tung einer Spalte notwendig, die zur Verarbeitung notwendi gen Elemente für jeden Zugriff von einer Platte zu lesen, was zu einer Verschlechterung der Verarbeitungsgeschwindig keit führt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist bin Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bildverar beitungsverfahren zu schaffen, bei dem regelmäßige Masken muster bestimmt werden können, um eine Vereinfachung und eine Zunahme der Geschwindigkeit der Liniendickenredukti onsverarbeitung zu realisieren, und eine Erzeugung von ver zweigungsartigen feinen Linien bei der Liniendickenreduk tion basierend auf einer Maskenverarbeitung verhindert wird, um zu gestatten, daß eine Zeichenerkennung oder eine Graphikerkennung mit Sicherheit durchgeführt werden kann.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bildverarbeitungssystem zu schaffen, bei dem eine Transpo nierung einer Matrix in eine zweidimensionale schnelle Fou rier-Transformierte mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann und ein verarbeiteter Block als Frequenzkompo nenten kontrolliert werden kann, um eine Bildverarbeitung in einem Frequenzbereich zu gestatten und eine Vereinfa chung der Verarbeitung zu realisieren.

Um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Bildverarbei tungsverfahren geschaffen, bei dem Bilddaten, die durch eine Bildleseeinrichtung gelesen und durch binäre Digitali sierung in binäre Daten von Schwarz und Weiß umgewandelt sind, wiederholt verarbeitet werden, um ein schwarzes Bild element der originalen Bilddaten, das im Zentrum eines Mas kenmusters in der Form einer Matrix angeordnet ist, in ein weißes Bildelement zu wechseln, wenn die ursprünglichen Bilddaten mit dem Maskenmuster übereinstimmen, um dadurch die Liniendicke der Bilddaten zu reduzieren, enthaltend die Schritte: wiederholtes Durchführen der Liniendickenreduk tionsverarbeitung unter Verwendung einer Anzahl von Masken mustern einer ersten Art, die jeweils vorgesehen sind zum Ändern eines schwarzen Bildelements, das an einem Begren zungsbereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bilddaten hervorsteht, in ein weißes Bildelement, und Hin zufügen, nachdem die Bilddaten kein schwarzes Bildelement mehr aufweisen, welches unter Verwendung jedweden der Mas kenmuster der ersten Art in ein weißes Bildelement geändert werden kann, einer Anzahl von Maskenmustern einer zweiten Art, die jeweils vorgesehen sind zum Ändern eines schwarzen Bildelements der Bilddaten im Zentrum der Daten in ein weißes Bildelement, um einen Begrenzungsbereich des Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bilddaten zu den Maskenmu stern der ersten Art auszuhöhlen, und wiederholtes Durch führen der Liniendickenreduktionsverarbeitung unter Verwen dung der Maskenmuster der ersten Art und der zweiten Art.

Jedes der Maskenmuster kann in der Form einer Matrix von 3 × 3 Bildelementen sein. In diesem Falle kann die Linien dickenreduktionsverarbeitung durchgeführt werden unter Ver wendung, zusätzlich zu den Maskenmustern der ersten Art und der zweiten Art, einer isolierter-Punkt-Entfernungsmaske zum Entfernen eines isolierten schwarzen Bildelements im Zentrum der Matrix von 3 × 3 Bildelementen oder im Zentrum der Matrix von 5 × 5 oder mehr Bildelementen.

Wo die Bilddaten eine in einer Anzahl von Zeilen angeord nete Zeichenfolge ist, kann die Liniendickenreduktionsver arbeitung für jede einzelne Zeile getrennt durchgeführt werden.

Bei dem Bildverarbeitungsverfahren wird in einem anfängli chen Zustand der ursprünglichen Bilddaten, in welchem die ursprünglichen Bilddaten viel Rauschen enthalten, eine Mas kenverarbeitung ausgeführt unter Verwendung der Maskenmu ster der ersten Art, die verschieden sind von den Maskenmu stern der zweiten Art, mit der Wirkung, daß ein Begren zungsbereich von einem Gebiet von schwarzen Bildelementen der Bilddaten in einen konkaven Zustand ausgehöhlt wird. Dann, nachdem die Bilddaten kein Bildelement mehr aufwei sen, welches unter Verwendung irgendeines der Maskenmuster der ersten Art verarbeitet werden kann, werden die Masken muster der zweiten Art hinzugefügt und eine Zeilendickenre duktionsverarbeitung durchgeführt unter Verwendung der re sultierenden Maskenmuster, das heißt, der Maskenmuster der ersten und zweiten Arten. Folglich können reguläre Masken muster bestimmt werden und die Zeilendickenreduktionsverar beitung kann vereinfacht und in der Geschwindigkeit erhöht werden. Weiterhin kann die Erzeugung von verzweigungsarti gen feinen Linien bei der Linienbreitenreduktion basierend auf der Maskenverarbeitung mit Sicherheit verhindert wer den, und folglich kann eine Zeichenerkennung mit Sicherheit vorgenommen werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bildverarbeitungssystem geschaffen, enthaltend eine er ste Speichereinrichtung zum Speichern von 2ⁿ Zeilendaten von 2^m Bildelementen, wobei m und n natürliche Zahlen sind, m größer als n ist, eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Transformieren der 2ⁿ Zeilendaten von 2^m Bildelementen, die in der ersten Speichereinrichtung gespeichert sind, durch eine eindimensionale schnelle Fourier-Transformation, eine Transpositionseinrichtung zum Transponieren einer quadrati schen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen von jedem der 2^m-n Blöcke, in welche die in der ersten Speichereinrichtung ge speicherten 2ⁿ Zeilendaten unterteilt sind, und eine zweite Speichereinrichtung zum Erhalten der verarbei teten Blöcke, und wobei: die Bilddaten einer quadratischen Matrix von 2^m × 2^m Bildelementen in 2^m-n × 2^m-n Blöcke der quadratischen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen unterteilt werden, für jede Reihe der durch die Unterteilung erhalte nen Blöcke 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe in die erste Speichereinrichtung abgespeichert werden, und die Da ten der 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe, die in der ersten Speichereinrichtung gespeichert sind, durch eine eindimensionale schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Reihe durch die Bildverarbeitungseinrichtung transformiert werden, und dann für jeden der Blöcke in der Richtung einer Reihe nach einer solchen eindimensionalen schnellen Fourier-Transformationsverarbeitung eine Transpo sitionsverarbeitung an der ersten Speichereinrichtung durch die Transpositionseinrichtung durchgeführt wird, wonach die 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe nach einer solchen Transpositionsverarbeitung in die zweite Speichereinrich tung abgespeichert werden, und für jede Spalte der durch die Unterteilung erhaltenen Blöcke 2^m-n Blöcke in der Rich tung einer Spalte, die in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert sind, in die erste Speichereinrichtung abge speichert werden und die Daten der 2^m-n Blöcke in der Rich tung einer Spalte, die in der ersten Speichereinrichtung abgespeichert sind, durch eine eindimensionale schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Spalte durch die Bildverarbeitungseinrichtung transformiert werden, und dann für jeden der Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen eindimensionalen schnellen Fourier-Transfor mationsverarbeitung eine Transformationsverarbeitung durch geführt wird an der ersten Speichereinrichtung durch die Transpositionseinrichtung, wonach die 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen Transpositionsver arbeitung in die zweite Speichereinrichtung abgespeichert werden.

Die Transpositionseinrichtung kann die Matrix von jedem Block durch Umschalten von Adreß-Bussen auf die erste Spei chereinrichtung transponieren. Oder, wenn die erste Spei chereinrichtung aus einem DRAM gebildet ist, kann die Transpositionseinrichtung die Matrix von jedem Block trans ponieren durch Ersetzen eines Reihenadreßsignals und eines Spaltenadreßsignals für das DRAM miteinander.

Das Bildverarbeitungssystem kann weiterhin enthalten eine Eingabeeinrichtung zum Hinzufügen einer vorgegebenen Anzahl von Bytes von Nullen zu Eingabedaten von einem Byte, wenn die Bilddaten in die erste Speichereinrichtung geschrieben werden, und Schreiben der resultierenden Daten in die erste Speichereinrichtung und zum Schreiben einer Anzahl von Zeilen von Nullen für eine vorgegebene Anzahl von Rastern in der Richtung einer Spalte.

Mit dem Bildverarbeitungssystem kann eine Transposition ei ner Matrix in eine zweidimensionale schnelle Fourier-Trans formierte mit hoher Geschwindigkeit an der ersten Speicher einrichtung durchgeführt werden, und die verarbeiteten Blöcke können als Frequenzkomponenten kontrolliert wer den, was eine Bildverarbeitung in einem Frequenzbereich und eine Verwirklichung einer Vereinfachung bei der Berechnung gestattet.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Er findung werden ersichtlich werden aus der folgenden detail lierten Beschreibung beim Lesen in Verbindung mit den be gleitenden Zeichnungen, in welchen gleiche Teile oder Ele mente durch gleiche Bezugszeichen angegeben sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, das einen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines Systems, auf welches ein Bildverarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, das ein erstes bevorzugtes Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4(a) bis 4(f) sind schematische Ansichten, die Mas kenmuster einer ersten Art zeigen, die in dem in Fig. 3 ge zeigten System verwendet werden;

Fig. 5(a) bis 5(c) sind schematische Ansichten, die Mas kenmuster einer zweiten Art zeigen, die in dem in Fig. 3 gezeigten System verwendet werden;

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die eine Maske zum Entfernen eines isolierten Punktes zeigt, die in dem in Fig. 3 gezeigten System verwendet wird;

Fig. 7 ist eine illustrative Ansicht, die Zeichen aus Li nien mit durch das in Fig. 3 gezeigte System reduzierten Breiten zeigt;

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm eines anderen Systems, auf welches das Bildverarbeitungsverfahren gemäß der vorliegen den Erfindung angewendet wird, das ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die eine erste Form von Transpositionseinrichtung des in Fig. 8 gezeigten Sy stems zeigt;

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite Form von Transpositionseinrichtung des in Fig. 8 gezeigten Systems zeigt;

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die Bildelemente zeigt, welche ein Objekt für eine schnelle Fourier-Trans formation in dem in Fig. 8 gezeigten System ausmachen;

Fig. 12 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion von jedem Bildelement in dem in Fig. 8 gezeigten System zeigt;

Fig. 13 ist eine schematische Ansicht, die Bilddaten einer quadratischen Matrix zeigt, die durch das in Fig. 8 ge zeigte System in einer Anzahl von Blöcken einer quadrati schen Matrix von 2ⁿ Bildelementen unterteilt ist;

Fig. 14(a) bis 14(g) sind schematische Ansichten, die eine Bildverarbeitungsprozedur in dem in Fig. 8 gezeigten System darstellen;

Fig. 15(a) bis 15(e) sind schematische Ansichten, die ein Maskenmuster zeigen, für welches die Änderung eines schwar zen Bildelements in ein weißes Bildelement gestattet ist, und mehrere Maskenmuster, für welche die Änderung eines schwarzen Bildelements in ein weißes Bildelement bei der Liniendickenreduktionsverarbeitung verhindert wird;

Fig. 16(a) bis 16(d) sind ähnliche Ansichten, die aber verschiedene Endbedingungsmasken zeigen;

Fig. 17(a) bis 17(d) sind ähnliche Ansichten, die aber verschiedene Eckerfassungsmasken zeigen;

Fig. 18(a) ist eine schematische Darstellung, die chinesi sche Zeichen zeigt, wenn sie als Bilddaten gelesen sind, und Fig. 18(b) ist eine ähnliche Ansicht, die aber diese chinesischen Zeichen zeigt, nachdem die in Fig. 18(a) dar gestellten Bilddaten durch eine herkömmliche Liniendicken reduktionsverarbeitung verarbeitet worden sind; und

Fig. 19(a) bis 19(c) sind schematische Ansichten, die verschiedene Maskenmuster zeigen, welche einen Begrenzungs bereich von Bilddaten in einen konkaven Zustand aushöhlen, wenn sie dazu verwendet werden, ein schwarzes Bildelement im Zentrum einer Matrix in ein weißes Bildelement zu än dern.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele a. Aspekte der Erfindung

Zuerst bezugnehmend auf Fig. 1 ist dort ein Flußdiagramm eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung darge stellt, welche auf ein Bildverarbeitungsverfahren angewen det wird, wobei durch eine Bildleseeinrichtung gelesene und durch binäre Digitalisierung in binäre Daten von weiß und schwarz umgewandelte Bilddaten wiederholt verarbeitet wer den, um ein schwarzes Bildelement der ursprünglichen Bild daten, das im Zentrum eines Maskenmusters in der Form einer Matrix angeordnet ist, in ein weißes Bildelement zu ändern, wenn die ursprünglichen Bilddaten mit dem Maskenmuster übereinstimmen, um die Liniendicke der Bilddaten zu redu zieren.

Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Liniendickenreduktionsverarbeitung durchgeführt unter Ver wendung einer Anzahl von Maskenmustern einer ersten Art, die jeweils vorgesehen sind zum Ändern eines an einem Be grenzungsbereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bilddaten hervorstehenden schwarzen Bildelements in ein weißes Bildelement (Schritt S1), und es wird bestimmt, ob oder ob nicht in den Bilddaten ein schwarzes Bildelement übrig bleibt, welches unter Verwendung irgendeines der Mas kenmuster der ersten Art in ein weißes Bildelement geändert werden kann (Schritt S2). Danach wird die Liniendickenre duktionsverarbeitung unter Verwendung der Maskenmuster der ersten Art beim Schritt S1 wiederholt durchgeführt, solange bis festgestellt ist, daß die Bilddaten kein schwarzes Bildelement mehr aufweisen, welches unter Verwendung ir gendeines der Maskenmuster der ersten Art in ein weißes Bildelement geändert werden kann.

Wenn es beim Schritt S2 festgestellt wird, daß die Bildda ten kein schwarzes Bildelement mehr aufweisen, welches un ter Verwendung irgendeines der Maskenmuster der ersten Art in ein weißes Bildelement geändert werden kann, werden die Maskenmuster der zweiten Art, die jeweils vorgesehen sind zum Ändern eines schwarzen Bildelements der Bilddaten im Zentrum der Matrix in ein weißes Bildelement, um einen Be grenzungsbereich des Gebiets von schwarzem Bildelement der Bilddaten auszuhöhlen, den Maskenmustern der ersten Art hinzugefügt, und die Liniendickenreduktionsverarbeitung wird durchgeführt unter Verwendung der Maskenmuster der er sten Art und der zweiten Art (Schritt S3).

Dann wird festgestellt, ob oder ob nicht in den Bilddaten ein schwarzes Bildelement noch übrig bleibt, welches unter Verwendung irgendeines der Maskenmuster der zweiten Art in ein weißes Bildelement geändert werden kann (Schritt S4). Danach wird die Liniendickenreduktionsverarbeitung unter Verwendung der Maskenmuster der zweiten Art beim Schritt S3 wiederholt durchgeführt, solange bis festgestellt ist, daß die Bilddaten kein schwarzes Bildelement mehr aufweisen, welches unter Verwendung irgendeines der Maskenmuster der zweiten Art in ein weißes Bildelement geändert werden kann.

Es sei festgestellt, daß Matrixen von 3 × 3 Bildelementen als die Maskenmuster verwendet werden können. In diesem Falle kann die Liniendickenreduktionsverarbeitung durchge führt werden unter Verwendung von, zusätzlich zu den Mas kenmustern der ersten und zweiten Arten, einer isolierten Punkt-Entfernungsmaske zum Entfernen eines isolierten schwarzen Bildelements im Zentrum der Matrix von 3 × 3 Bildelementen oder im Zentrum der Matrix von 5 × 5 oder mehr Bildelementen. Weiterhin, wenn die Bilddaten eine in einer Anzahl von Zeilen angeordnete Zeichenfolge sind, kann die Liniendickenreduktionsverarbeitung für jede einzelne Zeile getrennt durchgeführt werden.

Wenn, abweichend von dem Bildverarbeitungsverfahren des oben beschriebenen ersten Aspekts der vorliegenden Erfin dung die Maskenmuster der zweiten Art, die jeweils vorgese hen sind zum Ändern eines schwarzen Bildelements der ur sprünglichen Bilddaten im Zentrum der Matrix in ein weißes Bildelement, um einen Begrenzungsbereich aus einem Gebiet von schwarzen Bildelementen der Bilddaten auszuhöhlen, vom Anfang an verwendet werden, dann können unnötige verzwei gungsähnliche feine Linien erzeugt werden. Jedoch, wenn die Maskenmuster der zweiten Art nicht verwendet werden, dann kann eine lineare Begrenzung nicht verarbeitet werden, und die Liniendickenreduktion kommt zu einem Ende während die Dicke der Linie bleibt. Daher wird bei dem Bildverarbei tungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung in einem anfänglichen Zustand der ursprünglichen Bilddaten, in welchem die ursprünglichen Bilddaten viel Rauschen enthalten, eine Maskenverarbeitung durchgeführt unter Verwendung der Maskenmuster der ersten Art, welche jeweils vorgesehen sind zum Ändern eines schwarzen Bildele ments, das an einem Begrenzungsbereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bilddaten hervorsteht, in ein weißes Bildelement, anders als die Maskenmuster der zweiten Art. Dann, nachdem die Bilddaten kein Bildelement mehr auf weisen, welches unter Verwendung irgendeines der Maskenmu ster der ersten Art verarbeitet werden kann, werden die Maskenmuster der zweiten Art hinzugefügt und eine Linien dickenreduktionsverarbeitung wird durchgeführt unter Ver wendung der resultierenden Masken der ersten und zweiten Arten.

Weiterhin werden Matrixen von 3 × 3 Bildelementen als die Maskenmuster verwendet, und die Liniendickenreduktionsver arbeitung wird durchgeführt unter Verwendung, zusätzlich zu den Maskenmustern der ersten und zweiten Arten, einer iso lierter-Punkt-Entfernungsmaske zum Entfernen eines isolier ten schwarzen Bildelements im Zentrum der Matrix von 3 × 3 Bildelementen.

In diesem Falle, wo eine isolierter-Punkt-Entfernungsmaske zum Entfernen eines isolierten schwarzen Bildelements im Zentrum der Matrix von 5 × 5 oder mehr Bildelementen an stelle dessen verwendet wird, kann die Verarbeitung bei hö herer Geschwindigkeit durchgeführt werden. Weiterhin, wenn die Bilddaten eine in einer Anzahl von Zeilen angeordnete Zeichenfolge sind, kann die Anzahl von Wiederholungen der Liniendickenreduktionsverarbeitung reduziert werden, indem eine Liniendickenreduktionsverarbeitung für jede einzelne Zeile getrennt durchgeführt wird.

Auf diese Weise, mit dem Bildverarbeitungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird in einem anfänglichen Zustand der ursprünglichen Bilddaten, in wel chem die ursprünglichen Bilddaten viel Rauschen enthalten, eine Maskenverarbeitung durchgeführt unter Verwendung der Maskenmuster der ersten Art, anders als die Maskenmuster der zweiten Art, welche wirksam ist, um einen Begrenzungs bereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bild daten in einen konkaven Zustand auszuhöhlen. Dann, nachdem die Bilddaten kein Bildelement mehr aufweisen, welches un ter Verwendung irgendeines der Maskenmuster der ersten Art verarbeitet werden kann, werden die Maskenmuster der zwei ten Art hinzugefügt, und die Liniendickenreduktionsverar beitung wird durchgeführt unter Verwendung der resultieren den Maskenmuster, das heißt, der Maskenmuster der ersten und zweiten Arten. Folglich können reguläre Maskenmuster bestimmt werden und die Liniendickenreduktionsverarbeitung kann vereinfacht und in der Geschwindigkeit erhöht werden. Weiterhin kann die Erzeugung von verzweigungsähnlichen fei nen Linien bei der Liniendickenreduktion basierend auf der Maskenverarbeitung mit Sicherheit verhindert werden, und folglich kann die Zeichenerkennung mit Sicherheit durchge führt werden.

Nun bezugnehmend auf Fig. 2 ist dort ein Blockdiagramm ei nes zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung gezeigt, welcher auf ein Bildverarbeitungssystem angewendet wird. Das Bildverarbeitungssystem umfaßt eine erste Speicherein richtung 1 zum Speichern von 2ⁿ Zeilendaten von 2^m Bildele menten, wobei in und n natürliche Zahlen sind, in größer als n ist, eine Bildverarbeitungseinrichtung 2 zum Transformie ren der 2ⁿ Zeilendaten von 2^m Bildelementen, die in der er sten Speichereinrichtung 1 gespeichert sind, durch eindi mensionale schnelle Fourier-Transformation, eine Transposi tionseinrichtung 3 zum Transponieren einer quadratischen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen von jedem von 2^m-n Blöcken, in welche die in der ersten Speichereinrichtung 1 ge speicherten 2ⁿ Zeilendaten unterteilt sind, sowie eine zweite Speichereinrichtung 4 zum Erhalten der verarbeiteten Blöcke.

In dem Bildverarbeitungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Bilddaten einer quadratischen Matrix von 2^m × 2^m Bildelementen in 2^m-n × 2^m-n Blöcke der quadratischen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen unterteilt, und dann werden für jede Reihe von den durch die Untertei lung erhaltenen Blöcken 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe in die erste Speichereinrichtung 1 gespeichert und die Daten der 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe, die in der ersten Speichereinrichtung 1 gespeichert sind, wer den durch eindimensionale schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Reihe durch die Bildverarbeitungsein richtung 2 transformiert. Dann wird für jeden der Blöcke in der Richtung einer Reihe nach einer solchen eindimensiona len schnellen Fourier-Transformationsverarbeitung eine Transpositionsverarbeitung an der ersten Speichereinrich tung 2 durch die Transpositionseinrichtung 3 durchgeführt, wonach die 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe nach ei ner solchen Transpositionsverarbeitung in die zweite Spei chereinrichtung 4 gespeichert werden.

Danach würden für jede Spalte der durch die Unterteilung erhaltenen Blöcke 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte, die in der zweiten Speichereinrichtung 4 gespeichert sind, in die erste Speichereinrichtung 1 gespeichert, und die Da ten der 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte, die in der ersten Speichereinrichtung 1 gespeichert sind, werden durch eine eindimensionale schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Spalte durch die Bildverarbeitungs einrichtung 2 transformiert. Dann wird für jeden der Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen eindimen sionalen schnellen Fourier-Transformationsverarbeitung eine Transpositionsverarbeitung an der ersten Speichereinrich tung 1 durch die Transpositionseinrichtung 3 durchgeführt. Danach werden die 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen Transpositionsverarbeitung in die zweite Speichereinrichtung 4 gespeichert.

Es sei bemerkt, daß die Transpositionseinrichtung 3 die Ma trix von jedem Block transponieren kann durch Umschalten von Adreß-Bussen zu der ersten Speichereinrichtung 1, oder wenn die erste Speichereinrichtung 1 durch ein DRAM gebil det ist, kann die Transpositionseinrichtung 3 die Matrix von jedem Block transponieren durch Austauschen eines Rei henadreßsignals und eines Spaltenadreßsignals für das DRAM gegeneinander.

Mittlerweile kann das Bildverarbeitungssystem weiterhin enthalten eine Eingabeeinrichtung zum Hinzufügen einer vor gegebenen Anzahl von Byte von Nullen zu den Eingangsdaten von einem Byte, wenn die Bilddaten in die erste Speicher einrichtung 1 geschrieben werden, und Schreiben der resul tierenden Daten in die erste Speichereinrichtung 1 und zum Schreiben einer Anzahl von Zeilen von Nullen für eine vor gegebene Anzahl von Rastern in der Richtung einer Spalte.

Weiterhin werden bei dem Bildverarbeitungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung Bilddaten einer quadratischen Matrix in eine Anzahl von Blöcken der quadra tischen Matrix von 2ⁿ Bildelementen unterteilt, und für jede Reihe der durch die Unterteilung erhaltenen Blöcke werden eine Anzahl von Blöcken in der Richtung einer Reihe in die erste Speichereinrichtung 1 gespeichert.

Dann werden die Daten der Anzahl von Blöcken in der Rich tung einer Reihe, die in der ersten Speichereinrichtung 1 gespeichert sind, mittels der Bildverarbeitungseinrichtung 2 durch eine eindimensionale schnelle Fourier-Transforma tion in der Richtung einer Reihe transformiert, und für je den der Blöcke in der Richtung einer Reihe werden nach ei ner solchen eindimensionalen schnellen Fourier-Transforma tionsverarbeitung die Daten in jedem Block mittels der Transpositionseinrichtung 3 an der ersten Speichereinrich tung 1 transponiert und dann in die zweite Speichereinrich tung 4 gespeichert.

Danach werden für jede Spalte der durch die Unterteilung erhaltenen Blöcke eine Anzahl von Blöcken in der Richtung einer Spalte, die in der zweiten Speichereinrichtung 4 ge speichert sind, in die erste Speichereinrichtung 1 gespei chert, und die Daten der Anzahl von Blöcken in der Richtung einer Spalte, die in der ersten Speichereinrichtung 1 ge speichert sind, werden mittels der Bildverarbeitungsein richtung 2 durch eindimensionale schnelle Fourier-Transfor mation in der Richtung einer Spalte transformiert. Dann werden für jeden der Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen eindimensionalen schnellen Fourier- Transformationsverarbeitung die Daten in jedem Block durch die Transpositionseinrichtung 3 an der ersten Speicherein richtung 1 transponiert und dann in die zweite Speicherein richtung 4 gespeichert.

Es sei bemerkt, daß die Transpositionsverarbeitung durch die Transpositionseinrichtung 3 durchgeführt wird durch Um schalten-von Adreß-Bussen zu der ersten Speichereinrichtung 1, oder durch gegeneinander Austauschen eines Reihenadreß signals und eines Spaltenadreßsignals zu der ersten Spei chereinrichtung 1, welche durch ein DRAM gebildet ist.

Weiterhin, wenn die Bilddaten in die erste Speichereinrich tung 1 geschrieben werden, fügt die Eingabeeinrichtung die vorgegebene Anzahl von Bytes von Nullen zu den Eingangsda ten von einem Byte und schreibt die Eingangsdaten von einem Byte in die erste Speichereinrichtung 1 und führt weiterhin durch eine Interpolationsverarbeitung, um eine Anzahl von Zeilen von Nullen für die vorgegebene Anzahl von Rastern in der Richtung einer Spalte zu schreiben. Durch die Verarbei tung kann ein Resultat erhalten werden, das äquivalent ist zu dem, welches durch ein Tiefpaßfilter erhalten werden kann.

In dieser Weise kann mit dem Bildverarbeitungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Transpo sition einer Matrix in eine zweidimensionale schnelle Fou rier-transformierte an der ersten Speichereinrichtung 1 mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, und die verar beiteten Blöcke können als Frequenzkomponenten kontrolliert werden, was eine Bildverarbeitung in einem Frequenzbereich gestattet und die Verwirklichung einer Vereinfachung bei der Berechnung.

b. Erstes Ausführungsbeispiel

Nun bezugnehmend auf Fig. 3 ist dort ein System gezeigt, auf welches ein Bildverarbeitungsverfahren gemäß der vor liegenden Erfindung als ein erstes bevorzugtes Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Das gezeigte System enthält ein Bildlesegerät 11, das als Bildleseeinrichtung zum Lesen von Bilddaten und Umwandeln der Bilddaten in binäre Daten von schwarz und weiß durch binäre Digitalisierung dient. Das Bildlesegerät 11 enthält ein CCD-(ladungsgekoppelte Einrichtung)-Element 12, einen Analog/Digital-(A/D)-Umwandlungsabschnitt 13, eine binäre Digitalisierungsschaltung 14 und einen Seriell/Parallel- (S/P)-Umwandlungsabschnitt 15.

Das CCD-Element 12 tastet in einer Hauptabtastungsrichtung und in einer senkrechten Unterabtastungsrichtung ab, um einen Dichtewert von Bilddaten für jedes Bildelement zu er fassen, und der Analog/Digital-Umwandlungsabschnitt 13 wan delt einen solchen durch das CCD-Element 12 erhaltenen ana logen Dichtewert in einen digitalen Dichtewert von einer vorgegebenen Anzahl von Bit um.

Die binäre Digitalisierungsschaltung 14 vergleicht einen digitalen Dichtewert von dem Analog/Digital-Umwandlungsab schnitt 13 für jedes Bildelement mit einem vorgegebenen Schwellwert, um den digitalen Dichtewert in einen binären Wert von schwarz oder weiß umzuwandeln. Der Seriell/Paral lel-Umwandlungsabschnitt 15 wandelt Resultate der binären Digitalisierung, das heißt, binäre Signale von schwarz und weiß, die als ein serielles Signal von der binaren Digita lisierungsschaltung 14 erhalten worden sind, in ein paral leles Signal geeigneter Länge, zum Beispiel 8 Bit = 1 Byte, um und gibt das resultierende parallele Signal aus.

Das in Fig. 3 gezeigte System enthält weiterhin einen Lini endickenreduktionsverarbeitungsabschnitt 16 zur Anwendung einer Liniendickenreduktionsverarbeitung auf die durch das Bildlesegerät 11 gelesenen und in binäre Werte von weiß und schwarz umgewandelten Bilddaten. Der Liniendickenredukti onsverarbeitungsabschnitt 16 enthält einen Speicher 17, einen Maskenmusterspeicher 18, einen Maskenmusterauswahlab schnitt 19 und einen Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20.

Die Liniendickenreduktionsverarbeitung wird durchgeführt als Vorverarbeitung eines gelesenen digitalen Bildes bevor eine Zeichenerkennung oder Graphikerkennung für das gele sene Bild durchgeführt wird, und reduziert die Dicke oder Breite einer Linie auf eine Linie von einem einzigen Bild element, wobei die Kontinuität und die Struktur der graphi schen Form beibehalten bleibt. Insbesondere, ein Maskenmu ster in der Form einer vorgegebenen Matrix, welche 3 × 3 Bildelemente bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ent hält, wird sukzessive auf die von dem Bildlesegerät 11 ge lesenen und in binäre Werte von weiß und schwarz umgewan delten Objektbilddaten angewendet, um eine Anpassung zwi schen diesen zu erfassen, und jedesmal, wenn ein mit dem Maskenmuster übereinstimmender Bereich in den Bilddaten vorhanden ist, wird ein schwarzes Bildelement der ursprüng lichen Bilddaten, daß im Zentrum des Maskenmusters angeord net ist, in ein weißes Bildelement geändert. Die gerade be schriebene Verarbeitung wird wiederholt durchgeführt.

Der Speicher 17 speichert Bilddaten, welche ein Objekt für die Liniendickenreduktionsverarbeitung ausmachen, als eine Matrix. Der Maskenmusterspeicher 18 speichert im vorhinein Maskenmuster von 3 × 3 Bildelementen zur Verwendung für die Liniendickenreduktionsverarbeitung.

Verschiedene Maskenmuster werden in dem Maskenmusterspei cher 18 gespeichert, einschließlich sechs Maskenmustern einer in Fig. 4(a) bis 4(f) gezeigten ersten Art, drei Maskenmustern einer in Fig. 5(a) bis 5(c) gezeigten zwei ten Art, und einer in Fig. 6 gezeigten Maske zum Entfernen eines einzelnen isolierten Punkts. Die in Fig. 4(a) bis 4 (f) gezeigten Maskenmuster der ersten Art werden verwendet, um ein schwarzes Bildelement, welches an einem Begrenzungs bereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen von Bild daten hervorsteht, in ein weißes Bildelement zu ändern; die in Fig. 5(a) bis 5(c) gezeigten Maskenmuster der zweiten Art werden verwendet, um ein schwarzes Bildelement von Bilddaten im Zentrum einer Matrix von 3 × 3 Bildelementen in ein weißes Bildelement zu ändern, um einen Begrenzungs bereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen von Bild daten in einen konkaven Zustand auszuhöhlen; und die in Fig. 6 gezeigte Maske zum Entfernen eines isolierten Punkts wird verwendet, um ein offensichtlich isoliertes Bildele ment im Zentrum einer Matrix von 3 × 3 Bildelementen zu entfernen.

Auch Maskenmuster, die durch Rotieren der in Fig. 4(a) bis 4(f) und 5(a) bis 5(c) gezeigten neun verschiedenen Mas kenmuster um 90°, 180° und 270° erhalten werden, werden als anwendbare Maskenmuster bei dem in Fig. 3 gezeigten System verwendet. Mittlerweile ist die Kapazität zum Speichern der grundlegenden Maskenmuster, die von den durch Rotieren der grundlegenden Maskenmuster erhaltenen Maskenmuster ver schieden sind, 10 × 9 Bit. Somit, weil der Maskenverarbei tungsbetriebsabschnitt 20, welcher hiernach beschrieben werden wird, eine Funktion eines Erfassens der Übereinstim mung mit einem Maskenmuster unter Rotieren der Maskenmuster hat, kann der Maskenmusterspeicher 18 aus zehn Registern aufgebaut sein.

Der Maskenmusterauswahlabschnitt 19 liest ein zur Zeilen dickenreduktionsverarbeitung benötigtes Maskenmuster in Übereinstimmung mit einer Verarbeitungssituation des Mas kenverarbeitungsbetriebsabschnitts 20 aus dem Maskenmuster speicher 18 aus und sendet das Maskenmuster zu dem Masken verarbeitungsbetriebsabschnitt 20.

Der Maskenverarbeitungsbetriebabschnitt 20 führt grundsätz lich den hiervor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Betrieb aus. Insbesondere, nachdem Bilddaten, welche ein Objekt zur Zeilendickenreduktionsverarbeitung ausmachen, in den Speicher 17 gespeichert worden sind, liest der Masken verarbeitungsbetriebsabschnitt 20 die Maskenmuster der ersten Art und das Muster zum Entfernen eines isolierten Punkts mittels des Maskenmusterauswahlabschnitts 19 aus dem Maskenmusterspeicher 18 aus und bringt die in dem Speicher 17 gespeicherten Bilddaten sukzessive mit dem Maskenmuster in Übereinstimmung. Dann, jedesmal wenn ein Bereich, wel cher mit einem der Maskenmuster übereinstimmt, in den Bild daten gefunden ist, führt der Maskenverarbeitungsbetriebs abschnitt 20 eine erste Maskenverarbeitung des Änderns eines im Zentrum des Maskenmusters angeordneten schwarzen Bildelements der ursprünglichen Bilddaten zu einem weißen Bildelement aus. Der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 führt wiederholt eine solche erste Maskenverarbeitung durch.

Wenn der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 fest stellt, daß kein schwarzes Bildelement mehr übrig bleibt, welches als ein Ergebnis der ersten Maskenverarbeitung in ein weißes Bildelement geändert werden kann, das heißt, wenn die Bilddaten keinen Bereich mehr aufweisen, welcher mit irgendeinem der Maskenmuster übereinstimmt, liest der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 mittels des Masken musterauswahlabschnitts 19 die Maskenmuster der zweiten Art von dem Maskenmusterspeicher 18 aus und fügt die Maskenmu ster der zweiten Art zu den Maskenmustern der ersten Art und der Maske zum Entfernen eines isolierten Punkts hinzu. Dann paßt der Maskenmusterbetriebsabschnitt 20 sukzessive die in dem Speicher 17 gespeicherten Bilddaten an die Mas kenmuster an und führt, jedesmal wenn ein Bereich, welcher mit einem der Maskenmuster übereinstimmt, in den Bilddaten gefunden ist, eine zweite Maskenverarbeitung des Änderns eines im Zentrum des Maskenmusters angeordneten schwarzen Bildelements der ursprünglichen Bilddaten in ein weißes Bildelement durch. Der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 führt wiederholt eine solche zweite Maskenverarbeitung durch. Dann, wenn der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 feststellt, daß kein schwarzes Bildelement mehr ver bleibt, welches als ein Ergebnis der zweiten Maskenverar beitung in ein weißes Bildelement geändert werden kann, ist die Maskenverarbeitung, das heißt, die Liniendickenredukti onsverarbeitung beendet. Ein Ergebnis der Liniendickenre duktionsverarbeitung mittels des Liniendickenreduktionsver arbeitungsabschnitts 16 wird an ein Bilderkennungsgerät oder ein ähnliches Gerät, das nicht gezeigt ist, gesendet.

In dem Bildverarbeitungssystem des oben beschriebenen Auf baus werden zuerst durch das Bildlesegerät 11 gelesene und in binäre Daten von weiß und schwarz umgewandelte Bilddaten als ein Objekt zur Liniendickenreduktionsverarbeitung in den Speicher 17 gespeichert. Dann liest der Maskenmuster auswahlabschnitt 19 die Maskenmuster der ersten Art und die Maske zum Entfernen des isolierten Punkts aus dem Maskenmu sterspeicher 18 aus, und der Maskenverarbeitungsbetriebsab schnitt 20 vergleicht sukzessive die gesamten in dem Spei cher 17 gespeicherten Bilddaten mit den Maskenmustern. Dann, jedesmal, wenn ein Bereich, welcher mit irgendeinem der Maskenmuster übereinstimmt, in den Bilddaten gefunden ist, ändert der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 ein im Zentrum des Maskenmusters angeordnetes schwarzes Bild element der ursprünglichen Bilddaten in ein weißes Bild element.

Eine solche erste Maskenverarbeitung wird wiederholt durch geführt, so lange, bis kein schwarzes Bildelement mehr bleibt, welches in ein weißes Bildelement geändert werden kann, das heißt, solange bis die Bilddaten keinen Bereich mehr aufweisen, welcher mit irgendeinem der Maskenmuster übereinstimmt. Folglich werden schwarze Bildelemente, wel che an der Begrenzung eines Gebiets von schwarzen Bildele menten der Bilddaten hervorstehen, sukzessive in weiße Bildelemente umgewandelt.

In diesem Falle, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wird ein Flag, welches von "0" auf "1" wechselt, nachdem ein schwarzes Bildelement in ein weißes Bildelement geän dert worden ist, vorgesehen, und jedesmal, wenn die erste Maskenverarbeitung zu einem Ende kommt, nimmt der Masken verarbeitungsbetriebsabschnitt 20 auf das Flag Bezug. Dann, wenn das Flag "1" ist, setzt der Maskenverarbeitungsbe triebsabschnitt 20 das Flag auf "0" zurück und führt dann wieder die erste Maskenverarbeitung durch. Auf der anderen Seite, wenn das Flag "0" ist, stellt der Maskenverarbei tungsbetriebsabschnitt 20 fest, daß kein schwarzes Bildele ment mehr übrig bleibt, welches in ein weißes Bildelement geändert werden kann, und tritt in die nächste zweite Mas kenverarbeitung ein.

Dann liest der Maskenmusterauswahlabschnitt 19 die Masken muster der zweiten Art von dem Maskenmusterspeicher 18 aus und fügt diese zu dem Maskenmuster der ersten Art und der Maske zum Entfernen eines isolierten Punkts hinzu, und der Maskenverabeitungsbetriebsabschnitt 20 vergleicht sukzes sive die gesamten in dem Speicher 17 gespeicherten Bildda ten mit den Maskenmustern. Jedesmal, wenn ein Bereich, wel cher mit irgendeinem der Maskenmuster übereinstimmt, in den Bilddaten gefunden worden ist, ändert der Maskenverarbei tungsbetriebsabschnitt 20 ein im Zentrum des Maskenmusters angeordnetes schwarzes Bildelement der ursprünglichen Bild daten in ein weißes Bildelement.

Auch die zweite Maskenverarbeitung wird wiederholt durchge führt, solange bis kein schwarzes Bildelement mehr ver bleibt, welches in ein weißes Bildelement geändert werden kann, das heißt, bis nachdem die Bilddaten keinen Bereich mehr enthalten, welcher mit irgendeinem der Maskenmuster übereinstimmt.

Auch in diesem Falle ist ein ähnliches Flag vorgesehen, und der Maskenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 bezieht sich jedesmal auf das Flag, wenn die zweite Maskenverarbeitung zu einem Ende kommt. Wenn das Flag "1" ist, setzt der Mas kenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 das Flag auf "0" zu rück und führt dann wieder die zweite Maskenverarbeitung aus. Andererseits, wenn das Flag "0" ist, stellt der Mas kenverarbeitungsbetriebsabschnitt 20 fest, daß kein schwarzes Bildelement mehr verbleibt, welches in ein weißes Bildelement geändert werden kann, und beendet die zweite Maskenverarbeitung, wodurch die Liniendickenreduktionsver arbeitung beendet wird.

Auf diese Weise wird gemäß dem Bildverarbeitungsverfahren des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegen den Erfindung in einem anfänglichen Zustand der Bilddaten, bei dem die Bilddaten viel Rauschen enthalten, die erste Maskenverarbeitung durchgeführt unter Verwendung der Mas kenmuster der in Fig. 4(a) bis 4(f) gezeigten ersten Art und der in Fig. 6 gezeigten Maske zum Entfernen eines iso lierten Punkts, anders als die in Fig. 5(a) bis 5(c) ge zeigten Maskenmuster der zweiten Art, welche die Wirkung haben, einen Begrenzungsbereich eines Bildes in einem kon kaven Zustand auszuhöhlen. Dann, nachdem die Bilddaten kein Bildelement mehr aufweisen, welches unter Verwendung der Maskenmuster verarbeitet werden kann, werden die Maskenmu ster der zweiten Art hinzugefügt und die zweite Maskenver arbeitung wird durchgeführt unter Verwendung der resultie renden Maskenmuster.

Dementsprechend können bei der zweiten Maskenverarbeitung möglicherweise einige Verzweigungen erzeugt werden, welche später verzweigungsähnliche feine Linien ausmachen. Jedoch, in dem Zustand der Bilddaten, nachdem das Rauschen durch die erste Maskenverarbeitung entfernt worden ist, wird durch die bei der ersten Maskenverarbeitung verwendeten Maskenmuster kein Zweig von mehr als einem Bildelement er zeugt, und dementsprechend bleiben solche durch die zweite Maskenverarbeitung wie oben erwähnt erzeugten Verzweigungen ausreichend in einem zulässigen Bereich bei der Erkennungs verarbeitung, welche es gestattet, daß eine Zeichenerken nung oder eine Graphikerkennung mit Sicherheit durchgeführt werden kann, basierend auf den mittels des Bildlesegeräts 11 gelesenen Bilddaten. Zum Beispiel, wenn mittels des Bildlesegeräts 11 gelesene chinesische Zeichen, wie in Fig. 18(a) in der Liniendicke oder -breite reduziert werden, wobei der Stand der Technik nicht in der Lage ist, eine Er zeugung von verzweigungsähnlichen feinen Linien an Endpunk ten von Linien mit großer Liniendicke zu verhindern, wie in Fig. 18(b) zu sehen, kann die Liniendickenreduktionsverar beitung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Lini endickenreduktion mit einer seltenen Erzeugung einer ver zweigungsähnlichen feinen Linie erreichen, wie in Fig. 7 zu sehen.

Weiterhin, bevor eine Maskenverarbeitung durchgeführt wird, können solche regulären Maskenmuster, wie in Fig. 4(a) bis 4(f), 5(a) bis 5(c) und 6 festgelegt werden. Folglich kann eine vereinfachte und schnellere Liniendickenredukti onsverarbeitung verwirklicht werden.

Insbesondere besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbei spiel, weil nur zehn verschiedene grundlegende Maskenmuster von 9 Bit verwendet werden, außer solchen Maskenmustern, die durch Rotation von derartigen grundlegenden Maskenmu stern erhalten werden, und der Maskenverarbeitungsbetriebs abschnitt 20 eine Funktion zur Ausführung eines Vergleichs mit den Maskenmustern unter Rotieren der Maskenmuster auf weist, keine Notwendigkeit einen speziellen Speicher bei der Hardware-Implementierung des Systems vorzusehen.

Es sei festgestellt, obwohl eine Matrix von 3 × 3 Bildele menten für die Maskenmuster bei dem oben beschriebenen Aus führungsbeispiel verwendet wird, die vorliegende Erfindung nicht auf solche spezielle Matrix beschränkt ist.

Weiterhin, während eine Matrix von 3 × 3 Bildelementen für die Maske zum Entfernen eines isolierten Punkts bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann eine Liniendickenreduktion durchgeführt werden, wobei sonst eine weitere Maske zum Entfernen eines isolierten Punkts hinzugefügt wird, mit welcher ein isoliertes Bildelement im Zentrum einer Matrix von 5 × 5 oder mehr Bildelementen ent fernt werden kann. Obwohl es möglich ist, auch bei dem oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel schließlich Bilddaten auf ein einziges Bildelement zu regenerieren, kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit weiterhin erhöht wer den, indem dann die Entfernung eines isolierten Punkt von 5 × 5 oder mehr Bildelementen entsprechend einer Bedingung durchgeführt wird.

Weiterhin, obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbei spiel angenommen ist, daß alle Bilddaten in dem Speicher 17 gespeichert sind, insbesondere wenn ein Bild eines Doku ments ein Objekt zur Zeilendickenreduktionsverarbeitung bildet und die Bilddaten desselben eine in Zeilen angeord nete Zeichenfolge sind, kann die Anzahl von Wiederholungen der Liniendickenreduktionsverarbeitung durch Ausführung der Liniendickenreduktion für jede Zeile reduziert werden. Die Verarbeitung für solche kleine unterteilte Abschnitte von Bilddaten reduziert die Anzahl von Wiederholungen der erst maligen Maskenverarbeitung, zum Beispiel, von 50 oder mehr auf ungefähr 5 bis 8. Somit kann Kapazität des verwendeten Speichers 17 eingespart und die Verarbeitungsgeschwindig keit durch eine solche Unterteilung der Bilddaten zu jeder Zeit erhöht werden.

b. Zweites Ausführungsbeispiel

Nun bezugnehmend auf Fig. 8 ist dort ein Bildverarbeitungs system gezeigt, auf welches die vorliegende Erfindung als ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung angewendet wird. Das gezeigte System enthält einen Bildscanner 21, der als ein Bildlesegerät zum Lesen eines Bildes einer Graphikform oder von Zeichen und Ausge ben des Bildes als Bilddaten dient, sowie einen Controller (DMAC) 22 für einen direkten Speicherzugriff (DMA) zur Überführung von Daten von dem Bildscanner 21 zu einem Puf ferspeicher 23 und von dem Pufferspeicher 23 zu einer Fest platte 25.

Der Pufferspeicher 23 dient als erste Speichereinrichtung zum Speichern eines Teilbildes von Bilddaten von dem Bild scanner 21, das heißt, Daten von 2ⁿ Zeilen von 2^m Bildele menten (m und n sind natürliche Zahlen und m < n). Das Bildverarbeitungssystem enthält weiterhin einen digitalen Signalprozessor 24, der als eine Bildverarbeitungseinrich tung zur Durchführung einer eindimensionalen schnellen Fou rier-Transformation (hiernach nur als schnelle Fourier- Transformation bezeichnet) für ein in dem Pufferspeicher 23 gespeichertes Teilbild dient. Die Festplatte 25 dient als zweite Speichereinrichtung zum Speichern von Bilddaten, um einen verarbeiteten Block zu erhalten.

Weiterhin ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine solche Transpositionseinrichtung, wie zum Beispiel in Fig. 9 oder 10 gezeigt, vorgesehen als Transpositionseinrichtung zum Transponieren einer quadratischen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen von jedem der 2^m-n Blöcke, in welche ein in dem Pufferspeicher 23 gespeichertes Teilbild unterteilt ist.

Zuerst bezugnehmend auf Fig. 9 liegt die gezeigte Transpo sitionseinrichtung vor in der Form einer Auswahlvorrich tung, welche zwischen DMA-Adressen A₀ bis A₁₉ und Spei cheradressen M_A0 bis M_A19 des Pufferspeichers 23 umschal tet. Ein Adreßbus des Pufferspeichers 23 wird durch die Auswahlvorrichtung (Transpositionseinrichtung) umgeschal tet, um die Matrix von jedem Block in dem Pufferspeicher 23 zu transponieren, und folglich braucht der digitale Signal prozessor 24 nicht die Matrix von jedem Block zu transpo nieren.

Nun bezugnehmend auf Fig. 10, wo ein DRAM (bei dem vorlie genden Ausführungsbeispiel werden acht 4 × 1 Mbit DRAM′s verwendet, um eine Handhabung von solchen Bilddaten wie hiernach unter Bezugnahme auf Fig. 11 bis 13 beschrieben, zu gestatten) für den Pufferspeicher 23 verwendet wird, ist ein Austauschabschnitt 26 zum Austauschen eines Reihen adreßsignals (RAS) und eines Spaltenadreßsignals (CAS) zu dem Pufferspeicher 23 in der Form von DRAM′s gegeneinander als Transpositionseinrichtung vorgesehen. Das Reihenadreß signal und das Spaltenadreßsignal werden gegeneinander aus getauscht in Ansprache auf ein Austauschbefehlssignal XCHG von dem Austauschabschnitt 26, um ein Multiplexersignal zum Umschalten zwischen Reihen- und Spaltenadressen zu schal ten. Folglich kann die Matrix von jedem Block in dem Puf ferspeicher 23 durch Hinzufügung von minimalen Schaltungen transponiert werden.

Die in Fig. 10 gezeigte Schaltung enthält mehrere zusätzli che Schaltungselemente einschließlich eines Eingabeab schnitts 27 zur Eingabe von Reihen- und Spalteninformation in Übereinstimmung mit einer DMA-Adresse A₀ und A₁. Daten von dem Eingabeabschnitt 27 und die Reihen- und Spalten adreßsignale von dem Austauschabschnitt 26 werden durch eine Anzahl, 8 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, von UND-Gattern 30 einer UND-Operation unterzogen, so daß dem Pufferspeicher 23 vorgegebene Reihen- und Spaltenadreß signale eingegeben werden. Die Schaltung enthält weiterhin einen Multiplexer 28 zum Multiplexen einer DMA-Adresse A₂ und A₃ und Schreiben der gemultiplexten Daten in den Puf ferspeicher 23.

Die Schaltung enthält weiterhin einen Ausgabeabschnitt 29 zum Schreiben von Bilddaten an DMA-Adressen A₄ bis A₂₁ in den Pufferspeicher 23. Der Eingabeabschnitt 29 fungiert als Eingabeeinrichtung zur Hinzufügung, wenn Bilddaten in den Pufferspeicher 23 zu schreiben sind, wo ein 32-Bit-Bus vor gesehen ist, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, von 3 Bytes von Nullen (ein Byte von Nullen, wo ein 16-Bit- Bus verwendet wird) zu Eingangsdaten von einem Byte (8 Bit) von dem Bildscanner 21 und Schreiben resultierender Daten in den Pufferspeicher 23 und zum Schreiben einer Zeile von Nullen für 3 Raster (für ein Raster, wo ein 16-Bit-Bus ver wendet wird) in die Richtung einer Spalte.

Ein Bildverarbeitungsprozeß an dem Bildverarbeitungssystem des in einer solchen Weise wie oben beschrieben aufgebauten zweiten Ausführungsbeispiel soll folgend beschrieben wer den. Wie in Fig. 11 gezeigt, werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Daten von 1024 × 1024 Bildelementen als Bildelemente (Matrix) angenommen, welche ein Objekt für die schnelle Fourier-Transformation bilden. Unterdessen, wenn angenommen wird, daß jedes Bildelement eine solche komplexe Zahl mit einfacher Genauigkeit ist, deren Realteil und Imaginärteil jeweils in der Form einer reellen Zahl mit einfacher Genauigkeit von 32 Bit vorliegen, wie in Fig. 12 zu sehen, dann wird ein Element durch 8 Byte repräsentiert und die Kapazität von 8 MByte wird für das gesamte Bild be nötigt. Es sei festgestellt, daß bei Verwendung einer reel len Zahl mit doppelter Genauigkeit eine doppelte Kapazität von 16 MByte erforderlich ist.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die ur sprünglichen Bilddaten einer quadratischen Matrix von 1024 × 1024 (m = 10) Bildelementen in 16 (m - n = 2) quadratische Matrixen oder Blöcke mit einem Gitter von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen (hier ein Gitter von 256 × 256 (n = 8) Bildelementen) unterteilt. Die Blöcke sind nume riert "1" bis "16", wie in Fig. 13 zu sehen.

Zuerst, wenn die ursprünglichen Bilddaten einer quadrati schen Matrix von 1024 × 1024 Bildelementen vor der Objektverarbeitung wie oben beschrieben in Blöcke von 256 × 256 Bildelementen unterteilt werden, liest der Bildscanner 21 das Bild getrennt für jeweils 256 Raster und sendet ein Betriebsanforderungssignal REQ zu dem Direktspeicherzu griffscontroller 22.

Nach Empfang des Betriebsanforderungssignals REQ liefert der Direktspeicherzugriffscontroller 22 aufeinanderfolgend Adressen zu dem Pufferspeicher 23 und sendet dann ein Transferabschlußsignal an den Digitalprozessor 24, nachdem die vier Blöcke "1" bis "4" in der Richtung einer Reihe in den Pufferspeicher 23 gespeichert sind, wie in Fig. 14(a) zu sehen.

Nach Empfang des Transferabschlußsignals wandelt der digi tale Signalprozessor 24 zuerst Daten in Einheiten von einem Byte von dem Bildscanner 21 in Daten in der Form einer kom plexen Zahl um und führt dann eine schnelle Fourier-Trans formation in der Richtung einer Reihe für 256 Reihen durch, wie in Fig. 14(b) gezeigt.

Dann wird unter Verwendung einer solchen Transpositionsein richtung wie in Fig. 9 oder 10 gezeigt eine Transpositions verarbeitung (Austauschverarbeitung zwischen Reihen und Spalten; natürlich ist kein solcher Austausch erforderlich für Diagonalelemente, die in Fig. 14(c) durch schraffierte Linien angezeigt sind) für jeden Block durchgeführt, wie in Fig. 14(c) zu sehen, und dann werden die Blöcke nach einer solchen Transpositionsverarbeitung mittels des Direkt speicherzugriffscontrollers 22 in die Festplatte geschrie ben, wie in Fig. 14(d) zu sehen.

Die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 14(a) bis 14(d) beschriebene Verarbeitung wird ausführt für jede der Reihen der getrennten Blöcke, das heißt, für jeweils vier Blöcke "5" bis "8", "9" bis "12" und "13" bis "16" entlang der Richtung einer Reihe. Als Ergebnis der Verarbeitung bis hierher werden eine schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Reihe und eine Transpositionsverarbeitung zwischen Reihen und Spalten für jeden Block abgeschlossen. Es sei festgestellt, daß die Blocknummern, die in Fig. 14 (d) und 14(e) in einem liegenden Zustand geschrieben sind, bedeuten, daß die Transpositionsverarbeitung für die Blöcke abgeschlossen worden ist.

Nachfolgend, um eine schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Spalte durchzuführen, gibt der Direkt speicherzugriffscontroller 22 ein Ausleseanforderungssignal REQ an die Festplatte 25, um vier Blöcke "1", "5", "9" und "13" in der Richtung einer Spalte von der Festplatte 25 in den Pufferspeicher 23 auszulesen und zu speichern. Folg lich, weil die Reihen und die Spalten in jedem Block gegen einander transponiert worden sind, wie in Fig. 14(e) zu sehen, kann eine schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Spalte unmittelbar für 256 Spalten durchge führt werden, wie in Fig. 14(f) zu sehen.

Danach wird eine Transpositionsverarbeitung durchgeführt für jeden Block ähnlich wie in Fig. 14(c) unter Verwendung einer solchen Transpositionseinrichtung, wie in Fig. 9 oder 10 gezeigt, und die Blöcke nach einer solchen Transpositi onsverarbeitung werden mittels des Direktspeicherzugriffs controllers 22 in die Festplatte 25 geschrieben, wie in Fig. 14(g) zu sehen.

Die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 14(e) und 14(g) beschriebenen Prozesse werden für die einzelnen Spalten der getrennten Blöcke ausgeführt, das heißt, für jeweils vier Blöcke "2", "6", "10" und "14"; "3", "7", "11" und "15"; sowie "4", "8", "12" und "16" in der Richtung einer Spalte.

Als ein Ergebnis werden die Bilddaten, für welche eine zweidimensionale schnelle Fourier-Transformation in der in Fig. 11 gezeigten Form abgeschlossen worden ist, auf der Festplatte 25 gespeichert.

Folglich ist gemäß dem Bildverarbeitungssystem der vorlie genden Erfindung verglichen mit einer einfachen schnellen Fourier-Transformation die Anzahl von Suchoperationen auf der Festplatte 25 (Operationen der Positionierung eines Speicherzugriffsmechanismus auf einer bestimmten Position) von 1024 × 1024 mal auf 16 × 2 mal in den Prozessen der Fig. 14(e) bis 14(g) merklich verkleinert. Während das tatsächliche Suchen von den Kapazitäten der Festplatte 25 und des Pufferspeichers 23 abhängt, gibt es keine Schwie rigkeiten, wenn die Größe von jedem Block kleiner als die Kapazität des Pufferspeichers 23 ist. Tatsächlich wird die effektive Blockgröße als ungefähr 64 × 64 × 8 = 32 768 Bildelemente angesehen.

In dieser Weise kann gemäß dem Bildverarbeitungssystem des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung eine Transposition einer Matrix in eine zweidimensionale schnelle Fourier-Transformierte an dem Pufferspeicher 23 mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden und so verar beitete Blöcke können als Frequenzkomponenten kontrolliert werden. Folglich kann die Bildverarbeitung in einem Fre quenzbereich durchgeführt werden und die Berechnung kann merklich vereinfacht werden.

Es sei festgestellt, daß bei dem vorliegenden Ausführungs beispiel, wo eine solche Transpositionseinrichtung wie in Fig. 10 gezeigt verwendet wird, eine Interpolationsverar beitung durchgeführt werden kann, indem 8-Bit-Daten von dem Bildscanner 21 in den Pufferspeicher 23 geschrieben werden, nachdem 3 Byte von Nullen den Daten mittels des Eingabeab schnitts 29 hinzugefügt worden sind. In diesem Falle ist es notwendig, eine Zeile von Nullen für drei Raster auch in der Richtung einer Spalte hinzuzufügen, und zu diesem Zweck überträgt der Direktspeicherzugriffscontroller 22 die not wendige Anzahl von Nullen. Daher werden auch die Eingabeda ten von dem Bildscanner 21 für jeweils 64 Raster transfe riert, was einem Viertel entspricht.

Als Ergebnis einer solchen Verarbeitung, wo eine Fourier- Transformation involviert ist, bilden die Blöcke "4", "13" und "16" offensichtlich Aliase (Aliaseingaben für eine Sub routine eines Computers) zu dem Block "1" der Bilddaten, und in ähnlicher Weise haben die Bilddaten Aliase für die Blöcke "2", "5" und "6". Dementsprechend sind nur die Blöcke "1", "2", "5" und "6" tatsächlich notwendige Blöcke. Unterdessen, wenn die oben beschriebene Interpolationsver arbeitung durchgeführt wird, dann ist die Wiedergabe von nur einem Viertel der Komponenten bei niedrigen Frequenzen des Blocks "1" äquivalent einer Tiefpaßfilterverarbeitung. Weiterhin, weil eine ausreichend hohe Bildqualität nur von Niederfrequenzkomponenten von Bilddaten erhalten werden kann, ist es leicht, nur notwendige Daten innerhalb eines Blocks zu transferieren.

Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf das spe ziell beschriebene Ausführungsbeispiel, und Variationen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Bildverarbeitungsverfahren, bei dem Bilddaten, die durch eine Bildleseeinrichtung gelesen und durch binäre Di gitalisierung in binäre Daten von Schwarz und Weiß umgewan delt sind, wiederholt verarbeitet werden, um ein schwarzes Bildelement der originalen Bilddaten, das im Zentrum eines Maskenmusters in der Form einer Matrix angeordnet ist, in ein weißes Bildelement zu wechseln, wenn die ursprünglichen Bilddaten mit dem Maskenmuster übereinstimmen, um dadurch die Liniendicke der Bilddaten zu reduzieren, dadurch ge kennzeichnet, daß es die Schritte enthält:
wiederholtes Durchführen der Liniendickenreduktionsverar beitung unter Verwendung einer Anzahl von Maskenmustern ei ner ersten Art, die jeweils vorgesehen sind zum Ändern ei nes schwärzen Bildelements, das an einem Begrenzungsbereich eines Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bilddaten hervorsteht, in ein weißes Bildelement; und
Hinzufügen, nachdem die Bilddaten kein schwarzes Bildele ment mehr aufweisen, welches unter Verwendung jedweden der Maskenmuster der ersten Art in ein weißes Bildelement geän dert werden kann, einer Anzahl von Maskenmustern einer zweiten Art, die jeweils vorgesehen sind zum Ändern eines schwarzen Bildelements der Bilddaten im Zentrum der Daten in ein weißes Bildelement, um einen Begrenzungsbereich des Gebiets von schwarzen Bildelementen der Bilddaten zu den Maskenmustern der ersten Art auszuhöhlen, und wiederholtes Durchführen der Liniendickenreduktionsverarbeitung unter Verwendung der Maskenmuster der ersten Art und der zweiten Art.

2. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Maskenmuster in der Form ei ner Matrix von 3 × 3 Bildelementen vorliegt.

3. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Liniendickenreduktionsverar beitung durchgeführt wird unter Verwendung, zusätzlich zu den Maskenmustern der ersten Art und der zweiten Art, einer isolierter-Punkt-Entfernungsmaske zum Entfernen eines iso lierten schwarzen Bildelements im Zentrum der Matrix von 3 × 3 Bildelementen.

4. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Liniendickenreduktionsverar beitung durchgeführt wird unter Verwendung, zusätzlich zu den Maskenmustern der ersten Art und der zweiten Art, einer isolierter-Punkt-Entfernungsmaske zum Entfernen eines iso lierten schwarzen Bildelements im Zentrum der Matrix von 5 × 5 oder mehr Bildelementen.

5. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Bild daten eine in einer Anzahl von Zeilen angeordnete Zeichen folge sind, eine Liniendickenreduktionsverarbeitung ge trennt für jede einzelne Zeile durchgeführt wird.

6. Bildverarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält:
eine erste Speichereinrichtung (1) zum Speichern von 2ⁿ Zeilendaten von 2^m Bildelementen, wobei m und n natürliche Zahlen sind, m größer als n ist;
eine Bildverarbeitungseinrichtung (2) zum Transformieren der 2ⁿ Zeilendaten von 2^m Bildelementen, die in der ersten Speichereinrichtung (1) gespeichert sind, durch eine eindi mensionale schnelle Fourier-Transformation;
eine Transpositionseinrichtung (3) zum Transponieren einer quadratischen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen von jedem der 2^m-n Blöcke, in welche die in der ersten Speicherein richtung (1) gespeicherten 2ⁿ Zeilendaten unterteilt sind; und
eine zweite Speichereinrichtung (4) zum Erhalten der verar beiteten Blöcke; und wobei:
die Bilddaten einer quadratischen Matrix von 2^m × 2^m Bilde lementen in 2^m-n × 2^m-n Blöcke der quadratischen Matrix von 2ⁿ × 2ⁿ Bildelementen unterteilt werden;
für jede Reihe der durch die Unterteilung erhaltenen Blöcke 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe in die erste Spei chereinrichtung (1) abgespeichert werden, und die Daten der 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe, die in der ersten Speichereinrichtung (1) gespeichert sind, durch eine eindi mensionale schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Reihe durch die Bildverarbeitungseinrichtung (2) transformiert werden, und dann für jeden der Blöcke in der Richtung einer Reihe nach einer solchen eindimensionalen schnellen Fourier-Transformationsverarbeitung eine Transpo sitionsverarbeitung an der ersten Speichereinrichtung (1) durch die Transpositionseinrichtung (3) durchgeführt wird, wonach die 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Reihe nach ei ner solchen Transpositionsverarbeitung in die zweite Spei chereinrichtung (4) abgespeichert werden; und
für jede Spalte der durch die Unterteilung erhaltenen Blöcke 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte, die in der zweiten Speichereinrichtung (4) gespeichert sind, in die erste Speichereinrichtung (1) abgespeichert werden und die Daten der 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte, die in der ersten Speichereinrichtung (1) gespeichert sind, durch eine eindimensionale schnelle Fourier-Transformation in der Richtung einer Spalte durch die Bildverarbeitungs einrichtung (2) transformiert werden, und dann für jeden der Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen eindimensionalen schnellen Fourier-Transformationsverarbei tung eine Transformationsverarbeitung durchgeführt wird an der ersten Speichereinrichtung (1) durch die Transpositi onseinrichtung (3), wonach die 2^m-n Blöcke in der Richtung einer Spalte nach einer solchen Transpositionsverarbeitung in die zweite Speichereinrichtung (4) abgespeichert werden.

7. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Transpositionseinrichtung (3) die Ma trix von jedem der Blöcke durch Umschalten von Adreß-Bussen auf die erste Speichereinrichtung (1) transponiert.

8. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 6 oder 7, da durch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung (1) aus einem DRAM gebildet ist, und die Transpositionseinrich tung (3) die Matrix von jedem Block durch Ersetzen eines Reihenadreßsignals und eines Spaltenadreßsignals für das DRAM miteinander transponiert.

9. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin enthält: eine Eingabeeinrichtung zum Hinzufügen einer vorgegebenen Anzahl von Bytes von Nullen zu den Eingabedaten von einem Byte, wenn die Bilddaten in die erste Speichereinrichtung (1) ge schrieben werden, und zum Schreiben der resultierenden Da ten in die erste Speichereinrichtung (1) und zum Schreiben einer Anzahl von Zeilen von Nullen für eine vorgegebene An zahl von Rastern in der Richtung einer Spalte.