DE68920903T2

DE68920903T2 - Bildverarbeitungsverfahren.

Info

Publication number: DE68920903T2
Application number: DE68920903T
Authority: DE
Inventors: Ryohei C O Ezel Inc Kumagai
Original assignee: Ezel Inc; Sharp Corp
Current assignee: Yozan Inc
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2009-05-13
Also published as: JP2709356B2; EP0342549B1; DE68920903D1; JPH01288974A; US5077808A; EP0342549A2; EP0342549A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsverfahren zum Verarbeiten eines Bildes, um die Histogramm-Darstellung der Dichteverteilung abzuflachen.
Aus CONFERENCE PROCEEDINGS IEEE SOUTHEASTCON 87, Tampa, Florida, 5th - 8th April 1987, vol. 1, Seiten 1-5, IEEE, New York, US; S.D. TUCKER et al.: "High-speed histogram calculations for real time image processing" ist ein Verfahren zum Gewinnen einer Histogramm-Darstellung von der Dichteverteilung eines Bildes bekannt. Entsprechend diesem Verfahren wird jedes Pixeldaten-Byte zwischengespeichert und als Adresse für einen Platz innerhalb eines RAMs, welcher Pixel- Zählinformation enthält, verwendet. Die RAM-Daten werden wiedergeholt und von einem Zähler inkrementiert und dann wieder in dem ursprünglichen Platz gespeichert. Auf diese Weise wird die Anzahl der Pixel für jede Dichte gezählt, wodurch es ermöglicht wird, ein Histogramm zu erstellen.
Aus WO-A-8605901 ist eine Vorrichtung und eine Verfahren zum Modifizieren der Helligkeitspegel digitaler Bilder mit drei Farben bekannt, um Kampabilität mit Anzeigeeinrichtungen herzustellen, welche eine geringere Anzahl möglicher Helligkeitspegel für jede Farbe aufweisen. Farbhistogramme werden für jedes Bild mit einer Farbe erstellt. Jedes Histogramm wird verwendet, um für jedes digitale Bild mit unterschiedlicher Farbe eine Transformationsfunktion zu erzeugen, die folgende Modifikationen bewirkt: eine vorgegebene Anzahl von digitalen Pixeln, die die dunkelsten Helligkeitspegel aufweisen, werden dem dunkelsten Helligkeitspegel der Ausgangsanzeigeeinrichtung zugewiesen, und eine vorgegebene Anzahl von digitalen Pixeln, die die hellsten Helligkeitspegel aufweisen, werden dem hellsten Pegel der Ausgangseinrichtung zugewiesen. Die übrigen Pixel der digitalen Farbbilder werden entsprechenden übrigen Ausgangspegeln der Anzeigeeinrichtung zugewiesen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildverarbeitungsverfahren zum Abflachen der Dichteverteilung eines Bildes anzugeben, die mit einem einfachen Hardware-Aufbau und mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Zeichnungen im einzlnen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Bildverarbeitungssystems, welches zur Ausübung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Abzählschaltkreises des Bildverarbeitungssystems;
Fig. 3 eine Tabelle zum Umwandeln der Dichten;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines weiteren Bildverarbeitungssystems.
In Fig. 1 ist ein Bildverarbeitungssystem für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche eine Vielzahl von Vollbildspeichern 1, einen Umwandlungsschaltkreis 2 und einen Abzählschaltkreis 3 aufweist, wobei diesen Schaltkreisen Bilddaten von einem der Vollbildspeicher 1 eingegeben werden. Der Ausgang des Schaltkreises 2 und 3 wird über einen Multiplexer einem der Vollbildspeicher 1 eingegeben.
Die Ausgänge der Vollbildspeicher 1 werden von einem Multiplexer 5 derart ausgewählt, daß der Ausgang eines der Vollbildspeicher selektiv den Schaltkreisen 2 und 3 eingegeben wird.
Der Abzählschaltkreis 3 enthält einen Hochgeschwindigkeitsspeicher 6 und eine einfache Verarbeitungseinheit 7, in welche der Ausgang des Hochgeschwindigkeitsspeichers 6 eingegeben wird. Der Hochgeschwindigkeitsspeicher 6 enthält ein statisches RAM oder irgendeinen anderen Hochgeschwindigkeitsspeicher. Der Ausgang der einfachen Berechnungseinheit 7 wird dem Hochgeschwindigkeitsspeicher 6 eingegeben, so daß Daten, die von einer bestimmten Adresse gelesen wurden, berechnet werden und dann erneut unter der gleichen Adresse abgespeichert werden. In dieser Ausführungsform enthält die einfache Berechnungseinheit 7 einen Subtrahierer zum Subtrahieren der eingegebenen Daten um 1 und zum Speichern des Subtraktionsergebnisses unter der gleichen Adresse.
Der Umwandlungsschaltkreis 2 umfaßt einen Hochgeschwindigkeitspeicher zum Speichern einer Dichte, in die eine Anzahl von Pixel mit anderer Dichte verändert werden.
Die Adresse, an der die Dichte gespeichert wird, wird dabei durch die Anzahl der Pixel, die verändert werden sollen, bestimmt.
Die gespeicherte Dichte wird im folgenden als "Umwandlungsdichte" bezeichnet. Wenn der Umwandlungsschaltkreis in einen Lesemode geschaltet wird und Pixeldaten (Dichte) einem Adreßeingang des Umwandlungsschaltkreises 2 von dem Vollbildspeicher 1 zugeführt werden, wird die umgewandelte Dichte zur eingegebenen Dichte ausgegeben. Die umgewandelte Dichte wird in die Adresse des Vollbildspeichers geschrieben, aus der die eingegebenen Pixeldaten gelesen wurden, so daß insgesamt ein Bild erzeugt wird, welches ein umgewandeltes Bildhistogramm aufweist.
In dem Abzählschalkreis 3 wird die Anzahl der Pixel einer Dichte, die in eine andere Dichte umgewandelt werden soll, unter einer Adresse gespeichert, die durch die Dichte der ursprünglichen Dichte bestimmt wird. Die Anzahl, die unter der Adresse in dem Schaltkreis 3 abgespeichert ist, wird um 1 jedes Mal dann erniedrigt, wenn die Dichte eines Pixels umgewandelt wird. Das Erniedrigen wird durch eine einfache Berechnungseinheit 7 bewerkstelligt. Wenn eine derartige Anzahl bis auf 0 erniedrigt wurde, wird sie nicht weiter erniedrigt. Um zu verhindern, daß eine weitere Erniedrigung vorgenommen wird, wird das Dateneinschreiben der Dichte (Adresse) verhindert oder der dekrememtierte Wert in der einfachen Berechnungseinheit wird auf 0 verändert oder es wird dies auf andere Weise verhindert. Wenn die Anzahl der Dichte 0 wird, sollte die Dichtenumwandlung nicht mehr erfolgen. Somit wird der Multiplexer 4 dahingehend gesteuert, daß die in dem Hochgeschwindigkeitsspeicher gespeicherte 0 in den Vollbildspeicher 1 geschrieben wird. Die Anzahl 0 ist ein Index, der anzeigt, daß der Pixel in diesem Fall nicht mehr umgewandelt wird. Die Dichte für diesen Index kann eine andere Dichte sein, die sich nicht in dem Bild befindet. Bei der obigen Verarbeitung wird eine Anzahl von Pixel einer bestimmten Dichte teilweise in eine andere Dichte umgewandelt. Für die teilweise Verteilung einer Anzahl von Pixel in eine andere Dichte werden nur nicht-indizierte Pixel in obiger Weise verarbeitet. Wenn die Anzahl der Pixel einer Dichte auf drei Dichten verteilt wird, wird das Bild dreimal abgetastet.
Der Abzählschaltkreis 3 tührt mehrere Berechnungen durch, so daß er die Berechnung in der einfachen Berechnungseinheit definiert. Die Art der Berechnung kann eine Addition, eine Max- oder Min-Berechnung etc. sein. Dies ermöglicht das Aufwährtzählen, ein Maximal- und Minimal-Werterkennung etc. Wenn die von dem Hochgeschwindigkeitsspeicher ausgegebenen Daten ohne Berechnung in der einfachen Berechnungseinheit ausgegeben werden, kann der Abzählschaltkreis als Umwandlungsschaltkreis verwendet werden. Wenn die einfache Berechnungseinheit ein Addierer ist und die Dichte eines jeden Pixels dem Adresseneingang des Hochgeschwindigkeitsspeichers 6 eingegeben wird, kann ein Histogramm in einfacher Weise erzeugt werden. Bei dieser Verarbeitung erhöht die einfache Berechnungseinheit die von dem Hochgeschwindigkeitsspeicher ausgegebenen Daten um 1, um damit die Anzahl der Pixel in jeder Dichte zu zählen. Bevor das Histogrmm abgeflacht wird, wird das Histogramm erzeugt. Ein Addierer mit der Möglichkeit zur Komplementbildung kann als Subtrahierer verwendet werden. Eine einfache Berechnungseinheit dieses Typs kann somit in einfacher Weise seine Berechnung ändern.
Von einem Histogramm kann eine in Fig. 3 gezeigte Tabelle erzeugt werden. Diese Tabelle wird im folgenden als Dichteumwandlungstabelle bezeichnet. In dieser Tabelle ist angezeigt, welche Dichte in welche Dichte umgewandelt wird und wieviele Pixel einer jeden Dichte umgewandelt werden. In Fig. 3 ist jede Dichte durch d&sub1; bis dN bezeichnet, und Dichten, in die die Dichten d&sub1; bis dN umgewandelt werden, sind mit cdij bezeichnet. Die Anzahl der Pixel, die von jeder Dichte umgewandelt werden, wird durch nij bezeichnet. Für die Dichte d&sub1; müssen n&sub1;-Pixel in die Dichte cd&sub1;&sub1; umgewandelt werden, und n&sub1;&sub2;-Pixel müssen in die Dichte cd&sub1;&sub2; umgewandelt werden. In einer ersten Abtastung wird die Umwandlung von d&sub1; nach cd&sub1;&sub1; ausgeführt. Wenn die Umwandlung n&sub1;&sub1; -mal erfolgt ist, werden die Daten der Adresse d&sub1; des Hochgeschwindigkeitsspeichers 0 sein.
Danach werden die Pixel mit der Dichte d&sub1; in die Indexdichte von 0 verändert. In einer zweiten Abtastung werden die Daten cd&sub1;&sub2; unter der Adresse d&sub1; des Umwandlungsschalkreises registriert, und die Daten n&sub1;&sub2; in der Adresse d&sub1; des Hochgeschwindigkeitsspeichers 6. Mittels einer Verarbeitung, die der bei der ersten Abtastung entspricht, wird der Rest der Pixel mit der Dichte d&sub1; in die Dichte c&sub1;&sub2; umgewandelt. Somit definiert die maximale Anzahl der Dichten, in die eine Dichte umgewandelt werden muß, die Anzahl der nötigen Abtastungen.
Wenn ein Speicher mit zwei Ports für den Vollbildspeicher 1 in dem Schaltkreis verwendet wird und wenn das Gesamtsystem als Pipe-Line-System ausgelegt ist, wird die Prozeßgeschwindigkeit 1/30 (Sekunde/Vollbild) für ein Bild mit 512 x 512 x 8 Bit. Somit können 30 Abtastungen in einer Sekunde durchgeführt werden.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Bildverarbeitungssystems, welches sich nur durch den Abzählschaltkreis von dem System der Fig. 1 unterscheidet. Daher sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Der Abzählschaltkreis 3 der Fig. 4 umfaßt einen Decoder 8 und einen Zähler 9, in dem die Anzahl der Pixel, die umgewandelt werden sollen, registriert sind. Der Zähler 9 ist für jede Dichte vorgesehen, oder die Anzahl der Zähler 9 kann größer sein als die Anzahl der Dichten. Jeder Zähler 9 ist mit einem unterschiedlichen Ausgang des Decoders 8 verbunden. Der Decoder 8 ermöglicht es einem der Zähler 9, registrierte Daten aus zugeben und die Daten um 1 zu erniedrigen. Der Ausgang eines jeden Zahlers 9 wird an einen Multiplexer 4 übertragen, welcher mit dem Datenausgang des Umwandlungsschaltkreises 2 verbunden ist. Wenn der Ausgang 0 an den Multiplexer 4 von dem Zähler 9 übertragen wird, verhindert der Multiplexer 4, daß der Umwandlungsschaltkreis 2 passieren kann. Durch diese Konstruktion wird ein Betrieb ähnlich wie bei dem Schaltkreis der Fig. 1 ermöglicht.

Claims

1. Bildverarbeitungsverfahren zum Verarbeiten eines Bildsignals, um die Histogrammdarstellung der Dichteverteilung des Bildes abzuflachen, indem Pixel mit einer Dichte, zwei oder mehr Dichten zugewiesen werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Erzeugen einer Dichteumwandlungstabelle zum Anzeigen, in welche Dichten eines Satzes aus zweiten Dichten jede Dichte eines ersten Satzes von Dichten umgewandelt werden soll sowie zum Anzeigen, wieviele Pixel jeweils umgewandelt werden sollen;

Speichern einer jeden zweiten Dichte in einem Speicherplatz in einem Umwandlungsschaltkreis, wobei dies an einer Adresse erfolgt, die durch die erste Dichte bestimmt wird und Speichern der Anzahl der Pixel, die umgewandelt werden sollen in einem Abzählschaltkreis;

Eingeben der ersten Dichte eines jeden Pixels eines Bildes in den Umwandlungsschaltkreis und in den Abzählschaltkreis, so daß die zweite Dichte von dem Umwandlungsschaltkreis ausgegeben wird und die Anzahl, die unter einer Adresse, die durch die erste Dichte eines jeden Pixel bestimmt wird, gespeichert ist, jedes Mal um 1 erniederigt wird, wenn eine zweite Dichte eingegeben wird;

Umwandeln der ersten Dichte eines jeden Pixels in die zweite Dichte, bis die Anzahl auf 0 abgenommen hat.

2. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem Pixel, die Dichten aufweisen, die nicht weiter verändert werden, indiziert werden, um zu vermeiden, daß diese in weiteren Abtastschritten des Bildes weiter verarbeitet werden.

3. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Abzählschaltkreis einen Hochgeschwindigkeitsspeicher (6) und eine einfache Rechnungseinheit (7) aufweist, die als Dateneingang Ausgangsdaten von dem Hochgeschwindigkeitsspeicher enthält und Ausgangsdaten als Eingangsdaten dem Hochgeschwindigkeitsspeicher zuführt.

4. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 3, bei dem die einfache Berechnungseinheit (7) einen Subtrahierer aufweist.

5. Bildverarbeitungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Abzählschaltkreis einen Decoder (8) und eine Vielzahl von Zählern (9) aufweist, wobei der Decoder (8) einen der Zähler entsprechend der Dichte eines jeden Pixels bestimmt, so daß die Daten in den Zähler erniedrigt werden.