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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter zum Ausüben einer
Dehnungs- und/oder Erosions-Operation einer mathematischen Morphologie unter
Verwendung eines W x H rechteckförmigen Strukturelements an einer
zweidimensionalen Matrix mit diskreten Werten, deren Breite x beträgt und deren Höhe y beträgt,
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wobei der Filter einen horizontalen Abschnitt zum Anwenden der
Dehnungsoder Erosions-Operation an einer W x I lokalen Nachbarschaft und einen vertikalen
Abschnitt zum Anwenden der Dehnungs- oder Erosions-Operation an einer I x H
lokalen Nachbarschaft aufweist,
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wobei die Abschnitte hintereinander angeordnet miteinander verbunden sind
und die Matrixelemente seriell am ersten Abschnitt angeordnet werden und der
Ausgang eines Abschnitts mit dem Eingang des anderen Abschnitts verbunden ist,
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wobei die Abschnitte eine Vielzahl von Verzögerungseinrichtungen aufweisen,
von denen jede die gleiche Verzögerung bewirkt, und eine Vielzahl von
Vergleichseinrichtungen vorhanden sind zum Vergleichen zweier Eingangswerte und zum Erzeugen
des kleineren oder größeren dieser Werte an ihrem Ausgang, entsprechend, ob eine
Erosion oder Dehnung vorliegt,
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wobei jeder Abschnitt einen Satz von identischen Operationselementen
aufweist, die hintereinander verbunden sind, und der horizontale Abschnitt W derartige
Operationselemente aufweist und der vertikale Abschnitt H derartige
Operationselemente aufweist.
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Mathematische Morphologie ist eine formale Methode der Darstellung und
Analyse von Formen. Ihre Grundoperationen sind die Erosion und die Dehnung, durch
deren sinnvolle Aneinanderkettung es zum Beispiel möglich ist, wirkungsvolle und
verwendbare Bildverarbeitungsmethoden zu erhalten. Beispielsweise basieren viele
Anwendungen der Computersimulation, wie z.B. die Strukturerkennung, auf der
Verwendung morphologischer Operatoren.
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In der mathematischen Morphologie steuern die Grundoperationen das Bild
mittels sogenannter Strukturelemente. Ein Strukturelement ist eine Nachbarschaft, in
der ein Operator wirksam ist. In der Graustufenmorphologie steht Dehnung für das
Maximum der durch das Strukturelement definierten lokalen Nachbarschaft, und
Erosion entsprechend für das Minimum. Zu bearbeitende Basisdaten müssen Form
einer Matrix angeordnet sein, in welcher jede Zeile x Werte enthält und die Anzahl der
Zeilen y ist. Im folgenden Beispiel wird die Dehnungs- und Erosionsoperation für die
Basisdaten der Größe x=6 und y=6 überprüft. Die lokale Nachbarschaft ist rechteckig
mit der Ausdehnung W=3 und H=3, wobei W die horizontale und H die vertikale
Ausdehnung ist.
Tabelle 1
Erosions- und Dehnungsoperatoren, ausgeführt mit den Basisdaten einer 3*
3-Nachbarschaft
max
min
Basisdaten
Erosion, ausgeführt mit den Basisdaten
Dehnung, ausgeführt mit den Basisdaten
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Traditionell werden die Operationen mittels einer Anordnung wie in Fig. 1
realisiert. Sie weist Verzögerungseinrichtungen D auf, die, eine horizontale Leitung
bildend, hintereinander verbunden sind, jede Leitung W Verzögerungseinrichtungen
aufweisend, welche Leitungen, H an der Zahl, derart hintereinandergekettet sind, daß
zwischen jeder horizontalen Leitung eine Verzögerungsleitung eingebunden ist, deren
Länge das (X-W)-fache der Verzögerung einer Verzögerungseinrichtung D ist. In
dieser Anordnung muß die Bearbeitungeinrichtung mit jeder Verzögerungseinrichtung
D in jeder horizontalen Leitung verbunden werden, wobei die Bearbeitungeinrichtung
jegliche WxH Werte miteinander vergleichen muß, um den gewünschten
Minimum/Maximumwert
zu finden. Also wird die Bearbeitungeinrichtung ziemlich kompliziert und
daher langsam sein. Eine im Prinzip auf diese Weise realisierte Bilderzeugungseinheit
ist z. B. in US-PS 4 692 943 offenbart.
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Ein im Eröffnungsabsatz definierter Filter kann gebildet werden auf der Basis
der gegebenen Information aus NONLINEAR IMAGE PROCESSING, Folge 1247, 15.
Feb. 1990, Santa Clara, California, Seiten 145-156; A.C.P.LOUI et al.:"High-speed
architectures for morphological image processing". Diese Bezugsquelle zeigt eine
serielle Kombination einer Anzahl identischer Elemente zur Bildung des Dehnungs-
und/oder Erosionsprozesses und erteilt die Lehre, daß eine zweidimensionale
Dehnungs-/Erosionsoperation durch die serielle Verknüpfung eines horizontalen und eines
vertikalen Anteils erreicht werden kann. Die für den Erosions- und/oder
Dehnungsprozessor verwendeten Elemente schließen wie auch immer einige Komponenten ein
und die daraus gebildeten seriellen Verschaltungen sind in der Ausführung langsam.
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Um die Probleme zu lösen, die der vorgenannten technischen Filterstruktur
anhaften und insbesondere durch die Schwierigkeit der Erweiterung, die
Kompliziertheit der Struktur und folglich durch die langsame Operation bedingt sind, ist der Filter
der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jedes Operatorelement aus einer
Vergleichseinrichtung und einer Verzögerungseinrichtung besteht, der Ausgang der
Verzögerungseinrichtung mit dem Eingang der Verzögerungseinrichtung verbunden
ist, der Ausgang der Verzögerungseinrichtung des vorhergehenden Operatorelements
mit dem ersten Eingang der Vergleichseinrichtung des nachfolgenden
Operatorelements verbunden ist,
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der Eingang des horizontalen Abschnitts mit dem ersten Eingang der
Vergleichseinrichtung des ersten Operatorelements und mit dem zweiten Eingang der
Vergleichseinrichtung eines jeden Operatorelements in dem horizontalen Abschnitt
verbunden ist, der Ausgang des W-ten Operatorelements den Ausgang des
horizontalen Abschnitts bildet,
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der vertikale Abschnitt weiterhin H Verzögerungsleitungen aufweist, von denen
jede x+1 weitere Verzögerungseinrichtungen, die hintereinander verschaltet sind,
aufweist, der Eingang des vertikalen Abschnitts sowohl mit dem ersten als auch dem
zweiten Eingang der Vergleichseinrichtung des ersten Operatorelements des vertikalen
Abschnitts und mit dem Eingang der ersten Verzögerungsleitung verbunden ist, der
Auzsgang einer jeden Verzögerungsleitung sowol mit dem zweiten Eingang der
Vergleichseinrichtung des nachfolgenden Operatorelements als auch mit dem Eingang
der nachfolgenden Verzögerungsleitung verbunden ist, und der Ausgang des H-ten
Operatorelements den Ausgang des vertikalen Abschnitt bildet.
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In dieser Filterstruktur der Erfindung werden die Grunddaten x*y von einer
Dehnungs- oder Erosionsoperation in einer lokalen W*H-Nachbarschaft verarbeitet,
welche dafür da ist, leicht über die Basisdaten x*y hinwegzugehen. Gemäß dem
Verfahren werden die Dehnungs- und Erosionsoperationen in einer solchen Weise
ausgeführt, daß als erstes nach dem Maximum (Dehnung) oder dem Minimum
(Erosion) in einer lokalen Nachbarschaft W*I (horizontaler Anteil) gesucht wird. Im auf
diese Weise erhaltenen Ergebnis wird dann nach dem Maximum (Dehnung) oder dem
Minimum (Erosion) in einer lokalen Nachbarschaft I*H (vertikaler Anteil) gesucht. Die
Ausführungsreihenfolge der horizontalen und vertikalen Anteile kann ebenso
umgekehrt sein.
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Um die Funktion des Filters darzustellen, wird die Funktion eines horizontalen
Operators, der die Minimum-Operation (Erosion) ausführt, in einem Beispiel vorgeführt.
Die Funktion ist in Tafel 2 beschrieben. Die oberste horizontale Zeile stellt einen
eingehenden Datenstrom dar, verzögert um eine Taktperiode (=MIN1), in deren
Verlauf das Minimum, in diesem Fall in einer 5*1-Nachbarschaft, gesucht wird. Jede
Zeile stellt den Minimumwert einer bestimmten Nachbarschaft dar, welcher Wert in der
in der Tafel dargestellten Weise ermittelt werden kann. Die Pfeile zeigen, von welchen
Werten jedes Mal der Minimumwert ermittelt wird. Die Spalten wiederum zeigen den
Zustand in einem bestimmten Zeitpunkt. Die Tafel stellt die benötigten Operationen
dar, die für die Ermittlung von drei aufeinanderfolgenden Minimumwerten benötigt
werden.
Tabelle 2
Operationsprinzip eines horizontalen Minimum- (Erosions-)filters in einer 5*
1-Nachbarschaft.
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In dem Verfahren wird in aufeinanderfolgenden Werten n, n+1, n+2, n+3,...,
n+(W-1) nach dem Minimum gesucht.
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Der Wert n (=Minimum in der Nachbarschaft 1*1 = MIN1 =MIN{n}) wird vom
Eingang des horizontalen Anteils zum Zeitpunkt t empfangen, der Wert n+1 zum
Zeitpunkt t+1 u.s.w.. Während t+1 wird das Minimum der Werte n und n+1 ermittelt
und das Ergebnis ist das Minimum der Nachbarschaft 2*1, d.h. MIN2 (=min{MIN1,
n+1} = min{n, n+1}). Während t+2 wird das Minimum der Werte n+2 und MIN2
ermittelt und das Ergebnis ist das Minimum der Nachbarschaft 3*1, d.h. MIN3 (=min{-
MIN2, n+2} = min{n, n+1, n+2}). Entsprechend wird während t+3 das Minimum der
Werte n+3 und MIN3 ermittelt, und das Ergebnis ist das Minimum der Nachbarschaft
4*1, d.h. MIN4 (=min{MIN3, n+3} = min{n, n+1, n+2, n+3}). Bei kontinuierlicher
Berechnung wird das Minimum der Dimension W*1 erreicht, wobei W die horizontale
Dimension der Nachbarschaft ist (W=5 im Beispiel oben).
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Weil zum Zeitpunkt t0 die Minimumoperationen
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MIN1(t0) = min{n+t0}
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MIN2(t0) = min{MIN1(t0-1),n+t0}
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MIN3(t0) = min{MIN2(to-1),n+t0}
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MIN4(t0) = min{MIN3(to-1),n+t0}
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...
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MINW(t0) = min{MIN(W-1)(t0-1),n+t0}
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parallel durchgeführt werden können (n+t0 = Wert zum Zeitpunkt t0), können die
Operationen von Einrichtungen des horizontalen Anteils durchgeführt werden, der W
hintereinander verbundene Operatorelemente enthält, von welchen Operatorelementen
jedes aus einer Vergleichseinrichtung und einer Verzögerungseinrichtung besteht, der
Ausgang der Verzögerungseinrichtung eines vorhergehenden Operatorelements mit
dem ersten Eingang der Vergleichseinrichtung des folgenden Operatorelements
verbunden ist und der Eingang des horizontalen Anteils sowohl mit dem ersten Eingang
der Vergleichseinrichtung des ersten Operatorelements als auch mit dem zweiten
Eingang der Vergleichseinrichtung jedes Operatorelements verbunden ist, wobei der
Ausgang des W-ten Operatorelements den Ausgang des horizontalen Anteils bildet.
Die Operationen können also in Echtzeit durchgeführt werden, in der Weise, daß das
Minimum in der lokalen Nachbarschaft W*1 am Ende der Reihe in jeder Taktperiode
erreicht werden kann. Zum Zeitpunkt t0 durchzugeführende Operationen sind in
Tabelle 3 beschrieben.
Tabelle 3
Zum Zeitpunkt t0 durchzuführende Operationen
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Andererseits kann die vertikale Operation von den Einrichtungen des vertikalen
Anteils durchgeführt werden, die H hintereinander verbundene Operatorelemente
enthält, wobei der Ausgang der Verzögerungseinrichtung eines vorhergehenden
Operatorelements mit dem ersten Eingang der Vergleichseinrichtung des folgenden
Operatorelements verbunden ist, wodurch der Ausgang des H-ten Operatorelements
den Ausgang des vertikalen Anteils bildet, und H Verzögerungsleitungen mit x+1
hintereinander verbundenen Verzögerungseinrichtungen, wobei der Eingang des
vertikalen Anteils sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Eingang der
Vergleichseinrichtung des ersten Operatorelements und ebenso der Eingang der ersten
Verzögerungsleitung sowie der Ausgang jeder Verzögerungslinie sowohl mit dem zweiten
Eingang der Vergleichseinrichtung des folgenden Operatorelements als auch mit dem
Eingang der folgenden Verzögerungslinie verbunden ist.
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Die Funktion des vertikalen Anteils ist in Tabelle 4 dargestellt. Die oberste
horizontale Zeile zeigt den eingehenden Datenstrom (vom horizontalen Anteil)
verzögert um eine Taktperiode (=MIN1). In dieser Tabelle wird nach dem Minimum
(Erosion) einer 1*5-Nachbarschaft gesucht. Jede Zeile stellt das Minimum einer
bestimmten Nachbarschaft dar, welches in der in der Tabelle dargestellten Weise
ermittelt werden kann. Die Pfeile zeigen den Weg des Datenstroms der zur
Berechnung der ersten 1*5-Nachbarschaft führt.
Tabelle 4
Operationsprinzip eines vertikalen Minimum- (Erosions-)filters, operierend in einer 1*5-
Nachbarschaft
a) zu bearbeitende Daten
Referenzvektor zum Zeitpunkt t0 in Tabelle 5
Referenzvektor in Tabelle 4 b)
b) bearbeitete Daten
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In dem Verfahren wird das Minimum in den Werten n, n+x, n+2x, n+3x, ...,
n+(H-1)x gesucht, die aus dem horizontalen Teil gewonnen werden, worin H die
vertikale Dimension der Nachbarschaft ist ( H=5 im Beispiel oben) und x die
Leitungslänge der zu bearbeitenden Daten ist.
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Wert n wird vom Eingang des vertikalen Anteils (= Minimum der Nachbarschaft
1*1 = MIN1 = min{n}) zum Zeitpunkt t empfangen, Wert n+x zum Zeitpunkt t+1, u.s.w..
Während t+1 wird das Minimum der Werte n und n+x berechnet und das Resultat ist
das Minimum der Nachbarschaft 1*2, d.h. MIN2 (= min{MIN1, n+x} = min{n, n+x}).
Während t+2 wird das Minimum der Werte n+2x und MIN2 berechnet und das Resultat
ist das Minimum der Nachbarschaft 1*3, d.h. MIN3 (= min{MIN2, n+2x} = min{n,
n+x,n+2x}). Bei fortlaufender Berechnung wird das Minimum der Nachbarschaft 1*H
erreicht.
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Weil zum Zeitpunkt t0 die Minimumoperationen
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MIN1(t0) = min{n+t0}
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MIN2(t0) = min{MIN1(t0-1), n+t0+x-1}
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MIN3(t0) = min{MIN2(t0-1), n+t0+2(x-1)}
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MIN4(t0) = min{MIN3(t0-1), n+t0+3(x-1)}
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...
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MINH(t0) = min{MINH-1 (t0-1), n+t0+(H-1)(x-1)}
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parallel durchgeführt werden können (n+t0 = Wert zum Zeitpunkt t0), können die
Operationen in Echtzeit durchgeführt werden. Das Minimum der lokalen Nachbarschaft
1*H wird nach jeder Taktperiode am Ende der Kette erreicht. Die zum Zeitpunkt t0
durchzuführenden Operationensind in Tabelle 5 beschrieben.
Tabelle 5
Zum Zeitpunkt t0 durchzuführende Operationen
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Die auf der Minimumoperation beruhenden horizontalen und vertikalen Anteile,
wurden oben besprochen, welche Anteile zusammen die Operation der Erosion
mathematischer Morphologie in einer W*H-Nachbarschaft bilden. Ein
Maximumoperator, die Dehnung bildend, kann in einer gleichartigen Untersuchung dargestellt
werden.
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Dehnung und Erosion können beide aus der selben Struktur gebildet werden.
Die Operation ist umgekehrt, durch die Vertauschung der Grundoperationen, die nach
dem Minimum suchen, in solche, die nach dem Maximum suchen, und umgekehrt.
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Ein Filter, gemäß der Erfindung, ist unten detaillierter beschrieben mit Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen
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Figur 1 die Struktur eines früheren technischen Filters zeigt,
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Figur 2 die Struktur eines horizontalen Anteils eines Filters gemäß der
Erfindung zeigt, und
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Figur 3 die Struktur eines vertkalen Anteils des Filters gemäß der Erfindung
zeigt.
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Figur 2 zeigt die Struktur eines horizontalen Anteils eines Filters gemäß der
Erfindung. Dieser horizontale Anteil beinhaltet Operatorelemente, deren Anzahl W ist
und von welchen jedes aus einer Vergleichseinheit min und einer Verzögerungseinheit
D besteht, die Operatorelemente in einer solchen Weise hintereinander verbunden
sind, daß der Ausgang der Verzögerungseinheit D des vorhergehenden
Operatorelements mit dem ersten Eingang der Vergleichseinheit min des folgenden
Operatorelements verbunden ist. Der Eingang IH des horizontalen Anteils ist sowohl mit dem
ersten Eingang der Vergleichseinheit min des ersten Operatorelements verbunden als
auch mit dem zweiten Eingang der Vergleichseinheit min von jedem Opratorelement.
Also empfängt jedes Operatorelement zur gleichen Zeit den an seinem Eingang IH
eingehenden Wert und das Ergebnis (zum Beispiel das Minimum) des vorangehenden
Operatorelements, in jdem Operatorelement nahezu um die Verzögerung der
Verzögerungseinheit D verzögert, d.h. in der Praxis meist um eine Taktperiode. Der
Ausgang des horizontalen Anteils in Figur 2 wird durch den Ausgang MINW des W-ten
Operatorelements gebildet. Dieser gibt die Minimum- oder Maximumwerte aus, nach
denen in den W Werte umfassenden Anteilen gesucht wurde, welche Anteile der
Reihe nach über die geordneten horizontalen Zeilen der Grunddatenmatrix
hinweggiengen.
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Figur 3 zeigt den Aufbau eines vertikalen Anteils eines Filters gemäß der
Erfindung. Der vertikale Anteil enthält Operatorelemente, deren Anzahl H ist und die
gleichartig zu denen in Figur 2 sind, wobei die Operatorelemente in einer solchen
Weise hintereinander verbunden sind, daß der Ausgang der Verzögerungseinheit D
des vorhergehenden Operatorelements mit dem ersten Eingang der Vergleichseinheit
des folgenden Operatorelements verbunden ist. Der Ausgang des H-ten
Operatorelements bildet den Ausgang MINH des vertikalen Anteils. Der vertikale Anteil
umschließt weiterhin Verzögerungsleitungen, deren Anzahl H ist und von denen jede x+1
hintereinander verbundene Verzögerungseinheiten beinhaltet, der Eingang IV des
vertikalen Anteils mit sowohl dem ersten und dem zweiten Eingang der
Vergleichseinheit min des ersten Operatorelements, als auch mit dem Eingang der ersten
Verzögerungsleitung verbunden ist. Andererseits ist der Ausgang jeder
Verzögerungsleitung mit sowohl dem zweiten Eingang der Vergleichseinheit min des folgenden
Operatorelements als auch dem Eingang der folgenden Verzögerungsleitung
verbunden. Mittels dieses vertikalen Anteils kann der Erosions- oder Dehnungsprozess an
Gruppen abgegeben werden, die H Einzelwerte unter jeder anderen der vertikalen
Reihen der Grunddatenmatrix enthalten oder um den Minimum- oder Maximumwert
von jeder der Gruppen zu finden.
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Eine wichtige Eigenschaft des Filters gemäß der Erfindung ist die Möglichkeit,
die den Filter bildenden horizontalen und vertikalen Anteile in einer gewünschten
Weise hintereinander zu verbinden. Die gewöhnlichste Art ist, einen horizontalen Anteil
und einen vertikalen Anteil miteinander zu verbinden, wobei der Filter ein Segment
einer Grunddatenmatrix bearbeitet. Wenn ein solcher Filter, passend für die
Bearbeitung eines rechteckigen Segments, als konkrete Komponente realisiert wird, so
wie ein integrierter Schaltkreis, entsteht leicht das Problem, daß der Bereich des
Einflusses des Schaltkreises, d.h. die Dimension seiner Segmente, nicht ausreichend
für die geplante Anwendung ist. Wie bei diesen Größenverhältnissen, kann der Filter
der Erfindung wie auch immer leicht vergrößert werden durch Anhängung von
Filterstrukturen, passend für die Nacheinanderbearbeitung eines bestimmten Segments in
der Weise, daß dessen horizontale Anteile beziehungsweise vertikale Anteile
hintereinander verbunden sind, welches einer Filterstruktur die Dimensionen der
bearbeitenden Nachbarschaft verleiht, welche gleich der Summe der Dimensionen ihrer Teile ist.
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Wenn zum Beispiel zwei für die Bearbeitung eines WxH-Segments ausreichende Filter
in dieser Weise hintereinander verbunden werden, wird ein Filter mit der Dimension
der bearbeitbaren Nachbarschaft von 2Wx2H bereitgestellt. Um eine solche
Verknüpfung zu ermöglichen, weist der Schaltkreis in Figur 2 neben seinem Eingang IH
einen anderen Eingang MIN und neben seinem Ausgang einen anderen Ausgang IHO
auf. Um eine solche Verknüpfung horizontaler Anteile zu ermöglichen, ist es auch
notwendig, die Verbindung zwischen dem Eingang IH der horizontalen Anteil und dem
ersten Eingang der Vergleichseinheit des ersten Operatorelements zu unterbrechen,
welche jetzt ihren eigenen Eingang MIN erhält. Andererseits gehört der andere
Ausgang IHO zu der Leitung, durch die die anderen Eingänge aller Operatorelemente
mit den jeweiligen Eingangswerten verbunden sind. Bei der Verknüpfung des
horizontalen Anteils des zweiten Filters hinter den horizontalen Anteil des ersten Filters, kann
der vergrößerte horizontale Anteil gerade zo weitergeführt werden, wie die in Figur
2 gezeigte Reihe, wobei seine Länge proportional mit der Anzahl der Elemente des
vergrößerten horizontalen Anteils zunimmt.
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Eine gleichartige Verkettung kann ebenso mit den in Figur 3 gezeigten
vertikalen Anteilen durchgeführt werden. Dann wird der Ausgang MINH eines
vorhergegangenen vertikalen Anteils mit dem Eingang IV des folgenden vertikalen Anteils
verbunden und andererseits der Ausgang DLO der letzten Verzögerungsleitung mit
dem Eingang DLI der Verzögerungsleitung des vertikalen Anteils des folgenden Filters
verbunden. Dieser Eingang DLI derartig verbunden mit dem Eingang der ersten
Verzögerungsleitung des vertikalen Anteils ist dann natürlich abgekoppelt vom ersten
Eingang IV des ersten Operatorelements des gefragten vertikalen Anteils.
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Weiterhin soll angemerkt sein, daß Filter gemäß der Erfindung auf viele andere
Arten hintereinander verbunden werden können, z.B. in der Weise, daß eine
Erosionsoperation zuerst auf die Grunddaten durch eine Filtereinheit gemäß der Erfindung
angewandt wird und sofort anschließend eine Dehnungsoperation durch eine gleichartige
Filteranordnung, aber jetzt natürlich dazu eingerichtet, nach Maxima zu suchen.
Folglich kann eine willkürliche Anzahl von Filtern gemäß der Erfindung, sowohl
Dehnungs- als auch Erosionsfilter, hintereinander in willkürlicher Anordnung verbunden
werden, ohne die Funktion der Filter zu zerstören. Aus diese Weise können
verschieden gefilterte Bilder erstellt werden, zum Beispiel in der Bildverarbeitung, welche
Bilder, beispielsweise voneinander subtrahiert, um die gesuchte bestimmte
Eigenschaft mit besonderer Betonung in den Vordergrund zu bringen.
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Im Filter gemäß der Erfindung verringert eine Aufteilung der Operatoren in
getrennte horizontale und vertikale Anteile in einer lokalen Nachbarschaft W*H die
Anzahl der benötigten Maximum-/Minimumoperatoren (Dehnungs-/Erosionsoperatoren)
von W*H auf W+H, verglichen mit der traditionellen Realisierungsstruktur.
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Weiterhin verringert eine Aufteilung der Operatoren in getrennte horizontale und
vertikale Anteile die Länge der Verkabelung für die Realisierung der Elektronik oder
IC in der Proportion(W+H)/(W*H) verglichen mit der traditionellen Lösung.
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Das Operations- und Realisationsprinzip des Filters gemäß der Erfindung
ermöglicht eine flexible modulare Erweiterung von einer 1*1-Nachbarschaft bis zu
einer W*H-Nachbarschaft, worin W und H frei wählbare positive ganze Zahlen sind.
Eine Beschränkung ist lediglich durch die Dimension der zu bearbeitenden Grunddaten
gegeben, sodaß W≤x und H≤y ist.
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Die Nachbarschaft W*H kann leicht in die Nachbarschaft W&sub1;*H&sub1; überführt
werden, worin 1≤W&sub1;≤W und 1≤H&sub1;≤H ist. Diese Eigenschaft macht eine vielseitige
effektive Bildsegmentierung zum Beispiel in der Bilsverarbeitung möglich.
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Ein Vorteil des Filters ist seine Fähigkeit, unnötige Datenwerte zu eliminieren,
wann immer es bemerkt wird, daß sie keine Maxima (Dehnung) oder Minima(Erosion)
einer W*H-Nachbarschaft sein können, was die Menge der zu verarbeitenden Daten
verringert. Aufgrund dessen ist die Methode sehr schnell, die Verzögerung ist lediglich
durch die Zeit bestimmt, die für eine Maximum-/Minimumoperation benötigt wird. Die
Operation kann in Echtzeit ausgeführt werden. Wenn zum Beispiel eine Zeilenkamera
zur Erstellung eines Bildes verwendet wird, wird kein getrennter ausgedehnter
Bildspeicher benötigt um die zu bearbeitenden Daten zu speichern. Der Filter paßt
besonders gut zur Bildbearbeitung (Strukturerkennung, Bildsegmentierung) und
verringert bemerkenswert die Realisationskosten im Vergleich mit konventionellen
Lösungen.
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Der Filter der Erfindung wurde oben alleine anhand einer exemplarischen
Struktur beschrieben und es ist verständlich, daß sie in gewissem Umfang
austauschbar ist, ohne von der Spannbreite des definierten Schutzes der abhängigen Ansprüche
wie auch immer abzuweichen.