DE69708449T2

DE69708449T2 - Vorrichtung zur Umwandlung von Graupegeln eines Bildes, Verfahren dafür, Programmspeichereinrichtung dafür, und Infrarotkamera

Info

Publication number: DE69708449T2
Application number: DE69708449T
Authority: DE
Inventors: Morito Shiohara
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: EP0849940A3; EP0849940A2; DE69708449D1; EP0849940B1; US6343158B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Umwandeln von Graupegel eines Bildes, ein Verfahren dafür und ein Programm zum Implementieren des Gerätes und bezieht sich besonders auf ein Gerät zum Umwandeln von Graupegel eines Bildes mit mehreren Graupegeln in weniger Graupegel, ein Verfahren dafür und ein Programm zum Implementieren des Gerätes der Erfindung auf einem Mehrzweckcomputer.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Es gibt Bilder mit Multi-Graupegeln, z. B. 4096 Graupegeln, um eine hohe Auflösung zu erhalten, (was einer 12-Bit- Auflösung entspricht), wie z. B. ein mit einer Infrarotkamera aufgenommenes Infrarotbild, ein mit einer Computertomographiekamera aufgenommenes medizinisches Bild etc.
Graupegel einer normalerweise verwendeten Anzeigeeinheit sind jedoch weniger als 256 (was einer 8-Bit-Auflösung entspricht), und eine Graupegel-Umwandlung ist erforderlich, um ein Bild mit mehreren Graupegeln auf einer normalerweise verwendeten Anzeigeeinheit anzuzeigen.
Die folgenden Probleme können hervorgerufen werden, wenn ein ursprüngliches Bild unter Verwendung eines einfachen linearen Umwandlungsverfahrens umgewandelt wird.
In einem mit einer Infrarotkamera aufgenommenem ursprünglichen Bild ist z. B. die Intensität von Objekten mit relativ hoher Temperatur (z. B. Personen) hoch und die Intensität anderer Objekte mit relativ niedriger Temperatur (z. B. eines Hintergrunds) niedrig. Wenn eine einfache lineare Umwandlung auf das Bild angewendet wird, wird die Intensität von Objekten mit relativ hoher Temperatur hoch, aber es fehlt an einer feinen Abstufung. Die Intensität von Objekten mit relativ niedriger Temperatur wird niedrig, aber es fehlt an einer feinen Abstufung.
International Journal of Infrared and Millimeter Waves, August 1992, S. 1205-1215 offenbart ein Verfahren zum Nutzen eines optischen und elektrischen Hybridmittels, um eine einfallende Strahlung in zwei verschiedene Wellenbänder und zwei verschiedene Ortsfrequenzen, d. h. eine hohe Ortsfrequenz und eine niedrige Ortsfrequenz, zu trennen, sie dann in verschiedenen Verstärkungsschaltungen jeweils zu verstärken, um ein optionales verbessertes Bild zu erhalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend, ein Gerät zum Umwandeln von Graupegel in weniger Graupegel ohne Fehlen einer lokalen Abstufung, ein Verfahren dafür und ein Programm zum Implementieren des Gerätes zu schaffen, wie in den Ansprüchen 1, 7 bzw. 13 definiert ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Graupegel-Umwandlungsgerät geschaffen, aufweisend: ein Mittel zum Teilen eines ursprünglichen Bildes mit mehreren Graupegeln in eine Niederfrequenzkomponente, die eine breite Abstufung repräsentiert, und eine Hochfrequenzkomponente, die eine lokale Abstufung repräsentiert; und gekennzeichnet durch: ein Mittel zum Detektieren einer Kantenstärke, die als Differenz zwischen den Graupegeln benachbarter Pixel des ursprünglichen Bildes definiert ist; und ein Mittel zum Ändern einer in dem Teilungsmittel verwendeten Teilungscharakteristik gemäß der durch das Kantenstärke-Detektiermittel bestimmten Kantenstärke.
Ein Gerät gemäß dem ersten Gesichtspunkt kann verhindern, daß eine lokale Abstufung aus der Niederfrequenzkomponente verloren wird.
Das Gerät umfaßt vorzugsweise ferner ein Mittel zum Komprimieren von Graupegel der durch das Teilungsmittel geteilten Niederfrequenzkomponente in weniger Graupegel, und ein Mittel zum Zusammensetzen der komprimierten Niederfrequenzkomponente mit der Hochfrequenzkomponente.
Dies kann verhindern, daß eine lokale Abstufung aus der Niederfrequenzkomponente verloren wird, wenn das Bild mit Multi-Graupegeln auf einer normalerweise verwendeten Anzeigeeinheit mit weniger Graupegeln angezeigt wird.
Außerdem extrahiert das Teilungsmittel vorzugsweise eine Niederfrequenzkomponente aus einem ursprünglichen Bild mit einer Teilungscharakteristik, die gemäß einer durch ein Kantenstärke-Detektiermittel detektierten Kantenstärke modifiziert wird.
Dieses Merkmal addiert Kanten mit einer großen Graupegeldifferenz in die Niederfrequenzkomponente.
Eine Ausführungsform des ersten Gesichtspunkts sieht ein Mittel zum Teilen von Pixel in einem ursprünglichen Bild in eine Kantengruppe, welche aus Pixel innerhalb einer festgelegten Breite auf beiden Seiten einer Kante besteht, und eine Nicht-Kantengruppe, welche aus Pixel mit Ausnahme von Pixel in der Kantengruppe besteht, und ein Mittel zum Extrahieren einer Niederfrequenzkomponente unter Verwendung eines kantenbewahrenden Glättungsfilters (edge preserving smoothing filter) für Pixel in der Kantengruppe und unter Verwendung eines nicht kantenbewahrenden Glättungsfilters für Pixel in der Nicht-Kantengruppe vor.
Durch Vorsehen der obigen Mittel besteht keine Notwendigkeit zu bestimmen, welches von dem kantenbewahrenden Glättungsfilter oder dem nicht kantenbewahrenden Glättungsfilter zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente für jedes Pixel angewendet wird, weil Pixel des ursprünglichen Bildes vor einer Extraktion vorher in die beiden Gruppen geteilt werden.
Das Gerät vergrößert vorzugsweise die Größe eines Glättungsfilters, wenn eine Kantenstärke zunimmt.
Das heißt, das Gerät kann eine Niederfrequenzkomponente extrahieren unter Verwendung eines Filters kleiner Größe für die Pixel in der Kantengruppe, um Kanten beizubehalten, und unter Verwendung eines Filters großer Größe für die Pixel in der Nicht-Kantengruppe.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht ein Mittel zum Teilen von Pixel in einem ursprünglichen Bild in einer Kantengruppe, die aus Pixel innerhalb einer festen Breite auf beiden Seiten von Kanten besteht, und eine Nicht-Kantengruppe, die aus anderen Pixel als Pixel in der Kantengruppe besteht, und ein Mittel zum Extrahieren einer Niederfrequenzkomponente unter Verwendung eines Filters kleiner Größe für Pixel in der Kantengruppe und unter Verwendung eines Filters großer Größe für Pixel in der Nicht-Kantengruppe vor.
Das Gerät dieser Ausführungsform muß nicht bezüglich jedes Pixels bestimmen, welches von dem Filter kleiner Größe oder dem Filter großer Größe zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente angewendet wird, weil Pixel des ursprünglichen Bildes vorher in zwei Gruppen geteilt werden.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Graupegel-Umwandlungsverfahren geschaffen, das einen Schritt aufweist:
Teilen eines ursprünglichen Bildes mit Multi-Graupegeln in eine Niederfrequenzkomponente, die eine breite Abstufung repräsentiert, und eine Hochfrequenzkomponente, die eine lokale Abstufung repräsentiert, und gekennzeichnet ist. durch die Schritte:
Detektieren einer Kantenstärke, die als die Differenz des Graupegels zwischen benachbarten Pixel des ursprünglichen Bildes definiert ist; und
Ändern einer beim Teilungsschritt verwendeten Teilungscharakteristik gemäß der Kantenstärke, die beim Kantenstärke- Detektierschritt bestimmt wurde.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Programm zum Implementieren des Verfahrens der Erfindung auf einem Mehrzweckcomputer geschaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, um ein Verfahren zum Umwandeln von Graupegel eines Bildes zu erläutern;
Fig. 2 ist ein Diagramm, um das Problem zu erläutern, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll:
Fig. 3(A) und 3(B) sind Diagramme, um eine Struktur einer bevorzugten Ausführungsform zu zeigen;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, um Schritte zum Umwandeln von Graupegel eines Bildes zu erläutern;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer ersten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm einer Hochfrequenzkomponente-Extraktionsroutine;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm einer Niederfrequenzgraupegel-Komprimierroutine;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm eine Hochfrequenzkomponente- Hervorhebungsroutine;
Fig. 9 ist Flußdiagramm einer Zusammensetzungs- und Rekomprimierroutine;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm einer Kantenhervorhebungsroutine;
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm einer Kantendehnungsroutine;
Fig. 12 ist ein Diagramm, um eine Kantendehnung zu erläutern;
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm einer zweiten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine;
Fig. 14 ist ein Diagramm, um ein zweites Niederfrequenzkomponente-Extrahierverfahren zu erläutern;
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm einer dritten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine;
Fig. 16 ist ein Diagramm, um ein drittes Niederfrequenzkomponente-Extrahierverfahren zu erläutern;
Fig. 17 ist ein Flußdiagramm einer zweiten Kantendehnungsroutine;
Fig. 18 ist ein Diagramm, um ein viertes Niederfrequenzkomponente-Extrahierverfahren zu erläutern; und
Fig. 19 ist ein Diagramm, um ein viertes Niederfrequenzkomponente-Extrahierverfahren zu erläutern.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHURUNGS- FORMEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, um ein herkömmliches Verfahren zum Umwandeln von Graupegel eines Bildes mit mehreren Graupegeln (M Pegel) in weniger Graupegel N (N < M) zu erläutern, und dieses Verfahren besteht aus einem Mittel zum Aufnehmen eines ursprünglichen Bildes 10; einem Mittel 11 zum Teilen des Bildes in eine Niederfrequenzkomponente, die ein breite Abstufung repräsentiert, und eine Hochfrequenzkomponente, die ein lokale Abstufung repräsentiert; einem Mittel zum Komprimieren der Graupegel der Niederfrequenzkomponente von M Pegel zu N' Pegel (worin M > N' ≥ N gilt); einem Mittel 13 zum Hervorheben der Graupegel der Hochfrequenzkomponente; einem Mittel 14 zum Zusammensetzen der komprimierten Niederfrequenzkomponente mit der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente und Rekomprimieren der Graupegel des zusammengesetzten Bildes zu N Pegel.
Daten eines ursprünglichen Bildes, die von einem geeigneten anderen Mittel als dem Mittel 10 erzeugt werden, können direkt für das Mittel 11 verwendet werden.
Man beachte, daß ein lineares Umwandlungsvefahren, ein nicht lineares Umwandlungsverfahren (γ-Korrektur), ein Histogrammprojektionsverfahren, ein Histogrammausgleichsverfahren etc. zum Komprimieren angewendet werden können. Ein Verfahren mit linearer Hervorhebung etc. kann zum Hervorheben verwendet werden.
In Fig. 1 ist auch eine Wellenform dargestellt, welche Änderungen der Intensität entlang einer horizontalen Abtastzeile repräsentiert. (a) bezeichnet eine Wellenform, die dem ursprünglichen Bild (durchgezogene Linie) entspricht, und eine Wellenform, die der Niederfrequenzkomponente (gestrichelte Linie) entspricht; (b) bezeichnet eine Wellenform, die der komprimierten Niederfrequenzkomponente entspricht; (c) bezeichnet eine Wellenform, die der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente entspricht; (d) bezeichnet eine Wellenform, die dem zusammengesetzten Bild entspricht; und (e) bezeichnet eine Ausgangswellenform nach einem Rekomprimieren.
Zunächst wird durch Glätten des von dem Aufnahmemittel 10 aufgenommenen ursprünglichen Bildes unter Verwendung eines Mittelwertfilters, eines Gauß-Filters etc. eine Niederfrequenzkomponente des ursprünglichen Bildes erhalten, und deren maximale Intensität ist M1 und deren minimale Intensität ist M2 (dargestellt durch die gestrichelte Linie in (a)).
Die Graupegel der Niederfrequenzkomponente werden durch das Komprimiermittel 12 von (M1 - M2 + 1) Pegel zu N Pegel komprimiert.
Die Hochfrequenzkomponente, die durch Subtrahieren der nicht komprimierten Niederfrequenzkomponente von dem ursprünglichen Bild erhalten wird, wird z. B. zweimal hervorgehoben, um durch das Hervorhebungsmittel 13 die hervorgehobene Hochfrequenzkomponente (c) zu erzeugen.
Ein zusammengesetztes Bild wird erhalten, indem die komprimierte Niederfrequenzkomponente (b) und die hervorgehobene Hochfrequenzkomponente addiert werden, und ein Ausgabebild wird erzeugt, indem das zusammengesetzte Bild so rekomprimiert wird, daß das zusammengesetzte Bild weniger als N Graupegel aufweist, nachdem dessen negative Intensität abgeschnitten wurde.
Bei dem oben erwähnten Verfahren kann jedoch nicht vermieden werden, daß eine Feinabstufung nahe Abschnitten mit beträchtlich großer Graupegeldifferenz zwischen benachbarten Pixel (im folgenden Kanten) verloren wird, wenn eine Glättungsoperation, die für eine Graupegelumwandlung wesentlich ist, auf dem ursprünglichen Bild mit scharfen Kanten durchgeführt wird.
Fig. 2 ist ein Diagramm, um das oben erwähnte Problem zu erläutern. Wenn eine Glättungsoperation an einem ursprünglichen Bild durchgeführt wird, das einen Teil (a') enthält, der M-Pegel-Stufenänderungen von Graupegel aufweist, weist die Niederfrequenzkomponente des ursgrünglichen Bildes (b') statt einer Stufenänderung eine Rampenänderung auf. Die Steigung der Rampenänderung wird gradueller, wenn das Filter mit größerer Größe angewendet wird, um Rauschen sicher zu sperren.
Da die Hochfrequenzkomponente (c') aus der Berechnung von [(a') - (b')] erhalten wird, nimmt sie zur positiven Seite allmählich zu, kehrt abrupt von der positiven Seite zur negativen Seite um und kehrt danach allmählich zu Null zurück.
Daher hat des Bild (d'), das aus der umgewandelten Niederfrequenzkomponente (b") mit der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente (c") besteht, die aus der vorher hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente (c') erzeugt wurde, einen Überschwingungsteil und einen Unterschwingungsteil, die durch einen Schatten dargestellt sind.
Wenn die Graupegel des Bildes (e') nach Abschneiden des negativen Intensitätsteils erneut umgewandelt werden, d. h. der Unterschwingungsteil von dem zusammengesetzten Bild (d') auf einer Anzeigeeinheit mit niedriger Auflösung angezeigt wird, wird der (A)-Teil als höhere Intensität als das ursprüngliche Bild angezeigt, und der (B)-Teil wird als minimale Intensität, d. h. als schwarze Zone angezeigt.
Es ist unvermeidlich, eine feine Abstufung nahe einer Kante zu verlieren, weil eine Zone hoher Intensität entlang der einen Seite der Kante erzeugt wird und eine Zone minimaler Intensität entlang der anderen Seite der Kante erzeugt wird. Dies gilt aufgrund der Anwendung eines Glättungsfilters mit fester Größe für alle Pixel des ursprünglichen Bildes, um die Niederfrequenzkomponente zu extrahieren, d. h. zu glätten.
Dementsprechend ändert die vorliegende Erfindung eine Teilungscharakteristik zum Teilen einer Niederfrequenzkomponente von dem ursprünglichen Bild, so daß keine feine Abstufung verloren wird.
Fig. 3(A) ist ein Aufbau einer Ausführungsform eines Graupegel-Umwandlungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung, und das Gerät besteht aus einer Infrarotkamera 31, einem Mikrocomputer 32, einer Anzeigeeinheit 33 mit niedriger Auflösung, die relativ wenige Graupegel (z. B. 256 Pegel) anzeigen kann, und einem externen Speicher 34 (z. B. einer Diskette).
Das von der Infrarotkamera 31 abgegebene Videosignal weist Multi-Graupegel (z. B. 4096 Pegel) auf und wird über eine Eingabeschnittstelle 321 durch den Mikrocomputer 32 abgerufen.
Der Mikrocomputer besteht nicht nur aus der Eingabeschnittstelle 321, sondern auch aus einem Bus 322, einer CPU 323, einer Ausgabeschnittstelle 324 und einem Speicher 325 und führt ein im externen Speicher 34 gespeichertes Graupegel-Umwandlungsprogramm aus.
Das heißt, das Graupegel-Umwandlungsprogramm ist im externen Speicher 34 gespeichert, wird durch die CPU 323 über die Eingabeschnittstelle 321 vor Ausführen einer Graupegel- Umwandlungsoperation abgerufen und wird in der CPU 323 ausgeführt. Ein umgewandeltes Bild wird danach über die Ausgabeschnittstelle 324 auf der Anzeigeeinheit 34 angezeigt.
Man beachte, daß das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung in der Infrarotkamera wie in Fig. 3(B) installiert sein kann. In diesem Fall kann ein Multi-Graupegel-Monitor 314 entfernt werden.
Ein durch eine Linseneinheit 311 durchgehendes Infrarotbild wird durch ein Abfühlelement 312 in ein elektrisches Signal umgewandelt, und das elektrische Signal wird durch einen Videoverstärker 313 verstärkt. Das verstärkte Videosignal wird nicht nur an den Multi-Graupegel-Monitor 314, sondern auch an einen A/D-Wandler 321 geliefert. Der A/D-Wandler 321 hat eine 12-Bit-Auflösung, die ermöglicht, ein Bild mit Multi-Graupegeln zu handhaben.
Das digitale Videosignal mit Multi-Graupegeln, das von dem A/D-Wandler 321 abgegeben wird, wird im Speicher 325 gespeichert und wird wie vorher erläutert umgewandelt. Das umgewandelte Videosignal wird an die Anzeige 34 mit niedriger Auflösung geliefert.
Wenn der Mikrocomputer 32 in der Infrarotkamera eingebaut ist, ist es wünschenswert, das Umwandlungsprogramm von dem externen Speicher nicht laden zu müssen, um zu verhindern, daß die Kamera groß und/oder teuer ist. In diesem Fall ist daher das Umwandlungsprogramm von Beginn an im Speicher 325 gespeichert.
Man beachte, daß anstelle der CPU 323 durch entsprechendes Modifizieren des Aufbaus ein digitaler Signalprozessor (DSD) verwendet werden kann. Diese Erfindung kann nicht nur durch einen Prozessor und ein Programm, sondern auch durch eine festverdrahtete Schaltung realisiert werden, die aus Filterschaltungen, Kanten-Extrahierschaltungen etc. gebildet wird.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, um ein Graupegel-Umwandlungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Eine Kantendetektieroperation wird an einem ursprünglichen Bild (A) mit M Graupegeln 40 durchgeführt, um Teile hervorzuheben, die eine größere Graupegeldifferenz zwischen benachbarten Pixeln als eine festgelegte Schwelle aufweisen, und ein Bild 41 mit detektierten Kanten zu erhalten.
Beim nächsten Schritt wird ein Maskenmuster 42 unter Verwendung einer Expandieroperation gebildet. Aus dem Maskenmuster 42 werden eine positive Maske 421, die nur Pixel nahe einer Kante (z. B. drei auf beiden Seiten einer Kante gelegene Pixel) durchlassen kann, und eine negative oder umgekehrte Maske 422, die andere Pixel durchlassen kann, gebildet.
Ein Bild 43 mit bewahrten Kanten wird erhalten, indem die Operation durchgeführt wird, die nicht nur Rauschen sperren, sondern auch Kanten bewahren kann, indem das ursprüngliche Bild (A) 40 mit der positiven Maske 421 maskiert wird. Ein Bild 44 mit nicht bewahrten Kanten wird aus einer Durchführung einer Operation erhalten, die Rauschen sperren, nicht aber eine Kante bewahren kann, indem das ursprüngliche Bild (A) 40 mit der umgekehrten Maske 422 maskiert wird. Danach wird eine Niederfrequenzkomponente (D) 45 erhalten, indem das Bild 43 mit bewahrten Kanten und das Bild 44 mit nicht bewahrten Kanten addiert werden.
Man beachte, daß es möglich ist, eine anzuwendende Rauschen sperrende Operation zu bestimmen, indem eine Kantenstärke jedes Pixels ohne Verwenden der positiven Maske 421 und der umgekehrten Maske 422 ausgewertet wird.
Das komprimierte Niederfrequenzbild 45' wird erhalten, indem eine Graupegel-Komprimieroperation durchgeführt wird, welche Graupegel der Niederfrequenzkomponente (D) 45 komprimiert. Nachdem eine Hochfrequenzkomponente 46 durch Subtrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) 45 von dem ursprünglichen Bild (A) 40 erhalten ist, wird durch Hervorheben des Graupegels die hervorgehobene Hochfrequenzkomponente 46' erhalten.
Das zusammengesetzte Bild 47 wird erhalten, indem das Graupegel-komprimierte Bild 45' mit der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente 46' zusammengesetzt wird, und ein Ausgabebild wird erhalten, indem Graupegel des zusammengesetzten Bildes 47 auf N Pegel rekomprimiert werden.
Das heißt, diese Erfindung weist das Merkmal einer Änderung einer Filtercharakteristik gemäß einer Kantenstärke des ursprünglichen Bildes auf.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer ersten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine. Ein Speicherbereich zum Speichern des Bildes 41 mit detektierten Kanten wird bei Schritt 50 gelöscht.
Die Größe eines Glättungsfilters wird bei Schritt 51 auf eine feste maximale Größe mMAX (z. B. 25 · 25) eingestellt, und eine horizontale Abtastung von der linken Ecke an der Oberseite des Bildes zu dessen rechter Ecke an der Unterseite wird begonnen.
Bei Schritt S2 wird bestimmt, ob Kanten innerhalb des Bereichs, der durch das Filter umgewandelt wird, Kanten enthalten sind oder nicht, und, wenn die Bestimmung bei Schritt S2 negativ ist, wird Zufallsrauschen im ursprünglichen Bild unter Verwendung eines kantenbewahrenden Glättungsfilters (z. B. eines Mittelwertfilters oder eines Gauß-Filters) mit der Größe "m" gesperrt.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 52 bestätigend ist, wird bei Schritt 53 die Größe des Filters "m" dekrementiert. Als nächstes wird bei Schritt 55 bestimmt, ob die Größe des Filters gleich einem festen Minimum mMIN (z. B. 3) ist oder nicht, und, wenn die Bestimmung bei Schritt 55 negativ ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 52 zurück, um den gleichen Prozeß zu wiederholen.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 55 bestätigend ist, das heißt, wenn Kanten enthalten sind, obgleich die Größe des Filters das Minimum ist, wird unter Verwendung eines nicht kantenbewahrenden Glättungsfilters mit der Größe mMIN (z. B. ein Median-Filter) eine Glättungsoperation durchgeführt.
Falls bei Schritt 57 bestimmt wird, ob eine Glättung für alle Pixel des ursprünglichen Bildes durchgeführt wird oder nicht, und wenn die Bestimmung bei Schritt 57 negativ ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 51 zurück, um den gleichen Prozeß zu wiederholen. Umgekehrt wird die Routine beendet, da die Niederfrequenzkomponente (D) schon erhalten ist, wenn die Bestimmung bei Schritt 57 bestätigend ist.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm einer Hochfrequenzkomponente-Extrahierroutine, um die Hochfrequenzkomponente (E) zu extrahieren, die eine lokale Abstufung des ursprünglichen Bildes repräsentiert. Ein Speicherbereich zum Speichern der Hochfrequenzkomponente (E) im Speicher 325 wird bei Schritt 60 gelöscht, und die Hochfrequenzkomponente (E) wird erhalten, indem die Niederfrequenzkomponente (D) für jedes Pixel von dem ursprünglichen Bild (A) subtrahiert wird.
Bei Schritt 62 wird bestimmt, ob die Hochfrequenzkomponente (E) schon erhalten ist oder nicht. Dieser Prozeß wird wiederholte bis die Subtraktion für alle Pixel durchgeführt ist, und die Routine wird danach beendet.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm einer Graupegel-Umwandlungsroutine, um Graupegel der Niederfrequenzkomponente (D) von M Pegel in N Pegel (M > N) umzuwandeln. Ein Speicherbereich zum Speichern der komprimierten Niederfrequenzkomponente (D') im Speicher 325 wird bei Schritt 70 gelöscht.
Die Graupegel jedes Pixels der Niederfrequenzkomponente (D) werden unter Verwendung der folgenden Gleichung komprimiert, und die komprimierte Niederfrequenzkomponente (D') wird gespeichert.
D'(i, J) = [N*{D(i, j) + MMIN}]/ {MMAX - MMIN}
worin MMAX eine maximale Intensität des ursprünglichen Bildes ist und
MMAx ≤ M
MMIN eine minimale Intensität des ursprünglichen Bildes ist und
MMIN ≤ MMAX
gilt.
Bei Schritt 72 wird bestimmt, ob die Niederfrequenzkomponente (D) schon komprimiert wurde oder nicht. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis die Kompression für alle Pixel durchgeführt ist, und danach wird die Routine verlassen.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer Hochfrequenzkomponente-Hervorhebungsroutine, um die Graupegel von Pixel der Hochfrequenzkomponente (E) hervorzuheben. Ein Speicherbereich zum Speichern der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente (E') wird bei Schritt 80 gelöscht.
Bei Schritt 81 wird jedes Pixel der Hochfrequenzkomponente (E) z. B. unter Verwendung der folgenden Gleichung hervorgehoben und im Speicherbereich zum Speichern der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente (E') gespeichert.
E' (i, j) = n·E(i, j) (zum Beispiel n = 2)
Bei Schritt 82 wird bestimmt, ob die hervorhebende Operation für alle Pixel der Hochfrequenzkomponente (E) durchgeführt ist oder nicht. Diese Routine wird beendet, nachdem der obige Prozeß wiederholt ist, bis die hervorhebende Operation für alle Pixel durchgeführt ist.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm einer Kombinier- und Rekomprimierroutine, um das Ausgabebild (F') zu erhalten. Bei Schritt 90 werden Speicherbereiche zum Speichern des zusammengesetzten Bildes (F) und des Ausgabebildes (F') im Speicher 325 gelöscht.
Das zusammengesetzte Bild (F) wird erhalten, indem für jedes Pixel dieses Bildes bei Schritt 91 die komprimierte Niederfrequenzkomponente (D') und die hervorgehobene Hochfrequenzkomponente (E') addiert werden, und bei Schritt 92 werden die maximale Intensität L~ und die minimale Intensität LNIN des zusammengesetzten Bildes (F) gesucht. Das Ausgabebild (F') wird durch Rekomprimieren für jedes Pixel des zusammengesetzten Bildes (F) unter Verwendung der folgenden Gleichung erhalten.
F'(i, j) = [N*{F(i, j) - LMIN}]/{LMAX - LMIN}
Bei Schritt 94 wird bestimmt, ob die Kombinier- und Rekomprimieroperation für alle Pixel des zusammengesetzten Bildes (F) durchgeführt ist oder nicht. Diese Routine wird beendet, nachdem der obige Prozeß wiederholt ist, bis die Kombinier- und Rekomprimieroperation für alle Pixel durchgeführt ist.
Das klare Bild mit Feinabstufung um Kanten kann angezeigt werden, wenn das Ausgabebild (F') über die Ausgabeschnittstelle 324 an die Anzeigeeinheit 33 ausgegeben wird.
Gemäß dem oben erwähnten ersten Graupegel-Umwandlungsverfahren ist es unvermeidlich, den Umfang des Prozesses zu vergrößern, da die Größe des Glättungsfilters entschieden wird, nachdem bestimmt ist, ob eine Kante innerhalb des Filters enthalten ist oder nicht.
Das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren soll das oben erwähnte Problem lösen, und es kann die Bestimmung der Filtergröße durch vorheriges Erzeugen einer Maske beseitigen.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm einer Kantenhervorhebungsroutine, um ein Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten zu erhalten, um eine Maske zu erzeugen, und bei Schritt 100 wird ein Speicherbereich zum Speichern des Bildes (B) mit hervorgehobenen Kanten im Speicher 325 gelöscht.
Eine horizontale Abtastung von der linken Ecke an der Oberseite des ursprünglichen Bildes zu dessen rechter Ecke an der Unterseite für das ursprüngliche Bild (A) wird begonnen, und eine Kantenstärke jedes Pixels des ursprünglichen Bildes (A) wird bei Schritt 101 berechnet.
Zum Berechnen der Kantenstärke können bekannte Verfahren angewendet werden, und z. B. ist die Kantenstärke Es(i, j) für ein Pixel A(i, j) des ursprünglichen Bildes (A) wie folgt definiert, wenn ein Laplace-Verfahren angewendet wird.
ES(i, j) = [f(i, j + 1) - f(i, j)] - [f(i, j) - f(i, j - 1)] + [f(i + 1, j) - f(i, j)] - [f(i, j) - f(i - 1, j)] = f(i, j + 1) + f(i, j - 1) + f(i + 1, j) + f(i - 1, j) - 4f(i, j)
wobei f(i, j) die Intensität des Pixels A(i, j) bezeichnet.
Es wird bei Schritt 103 bestimmt, ob die Kantenstärke Es größer oder gleich einer festen Schwelle ist oder nicht, und ein Wert eines Pixels B(i, j) wird auf "1" eingestellt, wenn die Es größer oder gleich ist. Umgekehrt wird bei Schritt 104 ein Wert eines Pixels B(i, j) auf "0" eingestellt, wenn die Es kleiner als ist.
Bei Schritt 105 wird bestimmt, ob die Kantenverstärkungsoperation für alle Kanten des ursprünglichen Bildes (A) durchgeführt ist oder nicht, und die Steuerung kehrt zum Schritt 101 zurück, wenn die Operation nicht für alle Kanten durchgeführt ist. Umgekehrt wird die Routine beendet, wenn die Operation für alle Kanten durchgeführt wurde.
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm einer Kantendehnungsroutine, um das Maskenbild (c) von dem Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten zu erzeugen. Die Wiederholzahl h, die als die Wiederholzahl für Dehnungsoperationen definiert ist, wird bei Schritt 110 auf eine feste positive ganze Zahl eingestellt, und bei Schritt 111 werden Speicherbereiche zum Speichern des positiven Maskenbildes (C) und des umgekehrten Maskenbildes (C') im Speicher 325 gelöscht.
Nachdem bei Schritt 112 das positive Maskenbild (C) von dem Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten kopiert ist, wird eine horizontale Abtastung von der linken Ecke der Oberseite des Maskenbildes (C) zu dessen rechter Ecke der Unterseite begonnen, und es wird bestimmt, ob der Wert eines Pixels C(i, j) "1" ist oder nicht.
Wenn der Wert des Pixels C(i, j) "1" ist, wird bei Schritt 114 bestimmt, ob zumindest ein Pixelwert des Pixels innerhalb der 8 Nachbarn des Pixels C(i, j) "0" ist oder nicht. Wenn einige Pixel mit dem Wert "0" existieren, geht die Steuerung zu Schritt 116 weiter, nachdem eine Dehnungsoperation, welche den Wert der Pixel von "0" in "1" ändert, durchgeführt ist. Man beachte, daß, wenn die Bestimmung bei Schritt 113 negativ ist oder wenn die Bestimmung bei 114 negativ ist, die Steuerung direkt zu Schritt 116 weitergeht.
Fig. 12 ist eine Zeichnung, um die Kantendehnungsoperation zu erläutern, wobei "1" bedeutet, daß der Pixelwert ursprünglich "1" ist, und schraffierte Pixel Pixel bedeuten, deren Wert durch die Dehnungsoperation zu "1" ersetzt ist.
Zum Beispiel sind die 8 Nachbarn des Pixels (7, 6) (6, 5) (7, 5), (8, 5), (6, 6), (8,6), (6, 7), (7, 7) und (8, 7), und die Werte von sechs Pixel mit der Ausnahme der Pixel (8, 5) und (6, 7), deren Werte ursprünglich "1" sind, werden von "0" nach "1" ersetzt, um die Kantenbreite von einem Pixel auf drei Pixel zu erhöhen.
Bei Schritt 116 wird bestimmt, ob die Operation für alle Pixel durchgeführt worden ist oder nicht, und, wenn bestimmt wird, daß die Operation nicht abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 113 zurück, um die Operation zu wiederholen. Wenn die Operation abgeschlossen ist, wird umgekehrt bei Schritt 117 bestimmt, ob die Wiederholzahl L "1" ist oder nicht. Wenn L nicht "1" ist, kehrt die Steuerung nach Dekrementieren der Wiederholzahl L bei Schritt 118 zu Schritt 113 zurück,
Wenn L "1" ist, wird die Routine beendet, nachdem die Pixelwerte von (C) umgekehrt sind, um das umgekehrte Maskenbild (C') bei Schritt 119 zu erhalten.
Man beachte, daß, wenn die Wiederholzahl L auf "1" eingestellt ist, eine Breite einer Kante in dem ursprünglichen Bild von einem Pixel auf drei Pixel gedehnt ist. Wenn L auf "2" eingestellt ist, wird eine Breite einer Kante in dem ursprünglichen Bild von einem Pixel auf fünf Pixel gedehnt.
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm einer zweiten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine. Bei Schritt 130 wird ein Speicherbereich zum Speichern des Kantenhervorhebungsbildes gelöscht.
Bei Schritt 131 werden Kanten benachbarte Pixel aus dem ursprünglichen Bild extrahiert, indem das ursprüngliche Bild (A) mit dem positiven Maskenbild (C) maskiert wird, d. h. indem [A · C] berechnet wird. Bei Schritt 132 wird die kantenbewahrende Glättungsoperation auf Kanten benachbarten Pixel durchgeführt, d. h. auf Pixel, welche nicht die Werte "0" haben, und das Ergebnis wird in der Niederfrequenzkomponente (D) gespeichert.
Für die kantenbewahrende Glättungsoperation können bekannte Filter verwendet werden, und insbesondere wird der Median-Filter verwendet.
Der Median-Filter bestimmt den Median der Dichten von Pixel, welche innerhalb der durch das positive Maskenbild (C) extrahierten Fläche existieren, als den Pixelwert des Mittelpixel. Zum Beispiel existieren 9 Pixel innerhalb einer 3 · 3- Fläche, wenn L auf "1" eingestellt ist, und der Median dieser 9 Pixel wird als der Pixelwert des Mittelpixels bestimmt. Je größer die Größe des Median-Filters ist (die Größe ist "3", wenn L auf "1" eingestellt ist), desto undeutlicher wird daher eine Kante und desto länger wird die erforderliche Verarbeitungszeit. Die Wiederholzahl L wird vorzugsweise so klein wie möglich eingestellt, um die Größe des Median-Filters zu verkleinern.
Bei Schritt 133 wird bestimmt, ob die Operation mit dem Median-Filter für alle Pixel des Maskenbildes (C) durchgeführt ist oder nicht. Wenn die Operation nicht abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 132 zurück, um die Operation zu wiederholen. Wenn umgekehrt die Operation abgeschlossen ist, geht die Steuerung zu Schritt 134 weiter.
Bei Schritt 134 werden Pixel mit Ausnahme von Kanten benachbarten Pixel extrahiert, indem das ursprüngliche Bild mit dem umgekehrten Maskenbild (Cº) maskiert wird, d. h. indem [A · C'] berechnet wird. Die nicht kantenbewahrende Glättungsoperation wird für die Pixel mit Ausnahme von Kanten benachbarten Pixeln durchgeführt, um Rauschen sicher zu sperren, und das Ergebnis wird in der Niederfrequenzkomponente (D) gespeichert.
Für die nicht kantenbewahrende Glättungsoperation können bekannte Filter verwendet werden, und vorzugsweise wird das Mittelwertfilter oder das Gauß-Filter verwendet. Man beachte, daß die Größe des Filters vorzugsweise so groß wie möglich eingestellt wird, da es nicht notwendig ist, Kanten für die Pixel mit Ausnahme von Kanten benachbarten Pixeln zu bewahren.
Bei Schritt 136 wird bestimmt, ob die Operation für alle Pixel des umgekehrten Maskenbildes (C') durchgeführt wurde oder nicht. Wenn die Operation nicht abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 135 zurück, um die Operation zu wiederholen. Wenn umgekehrt die Operation abgeschlossen worden ist, wird die Routine beendet.
Das heißt, das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren kann die Bestimmung des verwendeten Glättungsverfahrens für jedes Pixel streichen, weil die positive Maske zum Extrahierender den Kanten benachbarten Pixel und die umgekehrte Maske zum Extrahieren der Pixel mit Ausnahme der Kanten benachbarten Pixel gebildet werden, und die kantenbewahrende Glättungsoperation wird für die Pixel durchgeführt, die durch die positive Maske extrahiert wurden, und die nicht kantenbewahrende Glättungoperation wird für die Pixel mit Ausnahme der den Kanten benachbarten Pixel durchgeführt.
Man beachte, daß die Verarbeitung nach Extrahieren der Niederfrequenzkomponente die gleiche wie das erste Graupegel- Umwandlungsverfahren ist.
Fig. 14 ist ein Funktionsdiagramm, um das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren zu erläutern. Das Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten wird aus dem ursprünglichen Bild erzeugt, indem die Kantenhervorhebungsoperation (Fig. 10) im Block 140 ausgeführt wird. Das positive Maskenbild (C) und die umgekehrte Maske (C') werden bei Block 141 aus dem gedehnten Bild (B) erhalten.
Nachdem bei Block 144 die Niederfrequenzkomponente (D) durch Durchführen, bei Block 142, der kantenbewahrenden Glättungsoperation für das mit dem positiven Maskenbild (C) maskierte ursprüngliche Bild (A) und Durchführen, bei Block 143, der nicht kantenbewahrenden Glättungsoperation für das mit der umgekehrten Maske (C') maskierte ursprüngliche Bild erhalten ist, wird die Komprimieroperation durchgeführt, um die komprimierte Niederfrequenzkomponente (Dº) bei Block 145 zu erhalten.
Nachdem bei Block 146 (Fig. 6) die Hochfrequenzkomponente (E) durch Subtrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) von dem ursprünglichen Bild (A) erhalten ist, wird durch Hervorheben der Hochfrequenzkomponente (E) die hervorgehobene Hochfrequenzkomponente (E') erhalten.
Nachdem das zusammengesetzte Bild (F) bei Block 148 durch Addieren der komprimierten Niederfrequenzkomponente (D') und der hervorgehobenen Hochfrequenzkomponente (E') zusammengesetzt ist, wird durch Durchführen der erneuten Umwandlungsoperation das Ausgabebild (F') erhalten.
Das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren ist ein wenig kompliziert, weil zwei Filter zum Glätten notwendig sind, d. h. einer dient als das kantenbewahrende Glättungsfilter für Kanten benachbarte Pixel und das andere dient als ein nicht kantenbewahrendes Glättungsfilter für Pixel mit Ausnahme der Kanten benachbarten Pixel.
Das dritte Graupegel-Umwandlungsverfahren soll das oben erwähnte Problem lösen und vereinfacht das Umwandlungsprogramm.
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm einer dritten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine, um die Niederfrequenzkomponente zu erhalten, und bei Schritt 150 wird ein Speicherbereich im Speicher 325 zum Speichern der Niederfrequenzkomponente gelöscht.
Nachdem bei Schritt 151 die Größe m eines Filters zum Glätten (z. B. des Mittelwertfilters oder das Gauß-Filters) als eine feste positive ganze Zahl m&sub0; (z. B. 25) bestimmt ist, wird eine horizontale Abtastung von der linken Ecke der Oberseite des ursprünglichen Bildes (A) zu dessen rechter Ecke der Unterseite begonnen.
Bei Block 152 wird bestimmt, ob zumindest eine Kante innerhalb des Filters mit der Größe m&sub0; gefunden wird oder nicht, und, wenn nicht mindestens eine Kante gefunden wird, wird eine Glättung unter Verwendung des Filters mit der Größe m&sub0; durchgeführt, und das Ergebnis wird in der Niederfrequenzkomponente (D) gespeichert.
Wenn bei Schritt 152 zumindest eine Kante gefunden wird, wird bei Schritt 154 die Größe m des Filters dekrementiert. Es wird bei Schritt 155 bestimmt, ob die Größe des Filters "3" erreicht oder nicht, und, wenn sie "3" nicht erreicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 152 zurück, um den obigen Prozeß zu wiederholen, bis in dem Filter keine Kanten gefunden werden oder die Größe des Filters "3" erreicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 155 bestätigend ist, wird das geglättete Bild unter Verwendung des Filters mit der Größe "3" als die Niederfrequenzkomponente (D) gespeichert. Bei Schritt 157 wird bestimmt, ob die Operation für alle Pixel durchgeführt ist oder nicht. Wenn die Operation nicht abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 151 zurück, und, wenn die Operation abgeschlossen ist, wird diese Routine beendet.
Fig. 16 ist ein Diagramm, um das dritte Graupegel- Umwandlungsverfahren zu erläutern. Die Niederfrequenzkomponente (D) wird durch die dritte Niederfrequenzkomponente- Extrahierroutine bei Schritt 160 extrahiert, und der Prozeß danach, d. h. die Graupegel-Umwandlungsoperation für die Niederfrequenzkomponente (D) (Block 161), die Extrahieroperation der Hochfrequenzkomponente (E) (Block 162), die Hervorhebungsoperation für die Hochfrequenzkomponente (E) (Block 163), die Zusammensetzungsoperation (Block 164) und die erneute Umwandlungsoperation (Block 165) sind die selben wie das erste Graupegel-Umwandlungsverfahren.
Das dritte Graupegel-Umwandlungsverfahren erfordert einen großen Verarbeitungsumfang, weil die Größe des Filters für jedes Pixel bestimmt werden muß, obgleich eine Glättung unter Verwendung nur eines Filtertyps durchgeführt wird.
Das vierte Graupegel-Umwandlungsverfahren verwendet die gleiche Maske wie das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren, um das oben erwähnte Problem zu lösen. Zunächst wird das gedehnte Bild (B) unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das zweite Verfahren erhalten.
Fig. 17 ist ein Flußdiagramm der zweiten Kantendehnungs- Routine, um das zweite Maskenbild (G) aus dem Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten zu erzeugen. Die Wiederholzahl L wird bei Schritt 170 auf eine feste positive ganze Zahl eingestellt, um bei Schritt 171 wird ein Maskenwert P auf "0" eingestellt. Nachdem bei Schritt 172 ein Speicherbereich in dem Speicher 325 zum Speichern des zweiten Maskenbildes (G) gelöscht ist, wird die horizontale Abtastung von der linken Ecke oben zur rechten Ecke unten begonnen.
Bei Schritt 173 wird bestimmt, ob der Wert von B(i, j) in dem Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten "1" ist oder nicht. Wenn der Wert gleich "1" ist, wird der Wert eines Pixels G(i, j) der zweiten Maske (G) auf den Maskenwert (P) eingestellt. Man beachte, daß der Wert auf "3" eingestellt ist, wenn P kleiner als "3" ist. Dies dient dazu, sicher zu verhindern, daß einige Kanten innerhalb des Filters enthalten sind, wenn die Glättungsoperation für den Kanten benachbarte Pixel durchgeführt wird.
Bei Schritt 175 wird bestimmt, ob zumindest ein Pixel mit dem Wert "0" innerhalb von 8 Nachbarn des Pixels B(i, j) existiert oder nicht. Wenn die Bestimmung bei Schritt 175 bestätigend ist, wird bei Schritt 176 der Wert durch "P" ersetzt. Man beachte, daß der Wert auf "3" eingestellt ist, wenn "P" kleiner als "3" ist. Dieser Grund wurde schon erläutert. Man beachte, daß, wenn die Bestimmung bei Schritt 173 negativ ist oder wenn die Bestimmung bei Schritt 175 negativ ist, die Steuerung direkt zu Schritt 177 weitergeht.
Bei Schritt 177 wird bestimmt, ob die Operation für alle Pixel durchgeführt wurde oder nicht. Wenn die Bestimmung negativ ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 173 zurück, um den obigen Prozeß zu wiederholen. Wenn umgekehrt die Operation durchgeführt wurde, wird bei Schritt 178 bestimmt, ob die Wiederholzahl gleich "1" ist oder nicht. Wenn die Bestimmung bei Schritt 178 negativ ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 173 zurück, nachdem bei Schritt 179 die Wiederholzahl L dekrementiert und der Wert P inkrementiert ist. Man beachte, daß die Routine beendet wird, wenn L gleich "1" ist.
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm der vierten Niederfrequenzkomponente-Extrahierroutine, welche für das vierte Graupegel- Umwandlungsverfahren verwendet wird. Nachdem bei Schritt 180 ein Speicherbereich im Speicher 325 zum Speichern der Niederfrequenzkomponente (D) gelöscht ist, wird eine horizontale Abtastung von der linken Ecke oben zur rechten Ecke unten durchgeführt.
Die Größe m eines Filters zum Glätten wird auf den Pixelwert bei Schritt 181 eingestellt, die Filteroperation wird unter Verwendung des Filters durchgeführt, und das Ergebnis wird bei Schritt 182 in der Niederfrequenzkomponente (D) gespeichert.
Bei Schritt 183 wird bestimmt, ob die Operation für alle Pixel schon durchgeführt wurde oder nicht, und, wenn die Operation nicht abgeschlossen ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 181 zurück, um die obige Verarbeitung zu wiederholen. Wenn umgekehrt die Operation abgeschlossen ist, wird die Routine beendet.
Dies ist das zweite Maskenbild (G), welches als den Pixelwert für die der Kante benachbarten Pixel "3" und einen festen Wert größer "3" (z. B. 25) als den Pixelwert für die Pixel mit Ausnahme der der Kante benachbarten Pixel aufweist. Aus dem ursprünglichen Bild ist unter Verwendung des Filters mit der durch das Maskenbild (G) definierten Größe Rauschen gesperrt, und der Verarbeitungsumfang kann verringert werden, indem der Prozeß, um die Größe des Filters für jedes Pixel zu bestimmen, weggelassen wird.
Fig. 19 ist ein Diagramm, um das vierte Graupegel- Umwandlungsverfahren zu erläutern. Nachdem bei Block 190 das Bild (B) mit hervorgehobenen Kanten aus dem ursprünglichen Bild (A) unter Verwendung der gleichen Prozedur wie das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren erhalten ist, wird aus dem Bild mit hervorgehobenen Kanten unter Verwendung der zweiten Dehnungsroutine das zweite Maskenbild (G) erhalten. Die Niederfrequenzkomponente (D) wird durch die vierte Niederfrequenz-Extrahierroutine und das zweite Maskenbild (F) erhalten.
Der folgende Prozeß, d. h. die Komprimieroperation der Niederfrequenzkomponente (D) (Block 193), die Extrahieroperation der Hochfrequenzkomponente (E) (Block 194), die Zusammensetzungsoperation (Block 195) und die erneute Komprimieroperation (Block 196) sind die gleichen wie das zweite Graupegel-Umwandlungsverfahren.
Gemäß dem vierten Graupegel-Umwandlungsverfahren kann der Berechnungsumfang beträchtlich reduziert werden, nicht nur weil es nicht notwendig ist, die Größe des Filters für jedes Pixel zu bestimmen, sondern auch, weil es nicht notwendig ist, das Filter durch Verwenden des Maskenbildes zu ändern, welches die Größe des Filters als Pixelwert hat.

Claims

1. Graupegel-Umwandlungsgerät, aufweisend:

ein Mittel zum Teilen eines ursprünglichen Bildes (A) mit mehreren Graupegeln in eine Niederfrequenzkomponente (D), welche eine breite Abstufung repräsentiert, und eine Hochfrequenzkomponente (E), welche eine lokale Abstufung repräsentiert; und gekennzeichnet durch:

ein Mittel zum Detektieren einer Kantenstärke, die als Differenz zwischen den Graupegeln benachbarter Pixel des ursprünglichen Bildes (A) definiert ist; und

ein Mittel zum Ändern einer in dem Teilungsmittel verwendeten Teilungscharakteristik gemäß der durch das Kantenstärke-Detektiermittel bestimmten Kantenstärke.

2. Graupegel-Umwandlungsgerät nach Anspruch 1, ferner aufweisend:

ein Mittel zum Komprimieren der Graupegel der durch das Teilungsmittel geteilten Niederfrequenzkomponente (D); und

ein Mittel zum Zusammensetzen der komprimierten Niederfrequenzkomponente (D'), die durch das Komprimiermittel komprimiert wurde, mit der durch das Teilungsmittel geteilten Hochfrequenzkomponente (E).

3. Graupegel-Umwandlungsgerät nach Ansprüchen 1 oder 2, worin:

das Charakteristiken ändernde Mittel eine Charakteristik zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) gemäß der durch das Kantenstärke-Detektiermittel bestimmten Kantenstärke ändert, und

das Teilungsmittel aufweist:

ein Mittel zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) aus dem ursprünglichen Bild (A) unter Verwendung der die Niederfrequenzkomponente extrahierenden Charakteristik, die durch das Charakeristiken ändernde Mittel geändert wurde; und

ein Mittel zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponente (E) gemäß dem ursprünglichen Bild (A) und der Niederfrequenzkomponente, die durch das Niederfrequenzkomponente- Extrahiermittel extrahiert wurde.

4. Graupegel-Umwandlungsgerät nach Anspruch 1, worin das Charakteristiken ändernde Mittel aufweist:

ein Kanten-Extrahiermittel zum Extrahieren von Pixel, welche innerhalb einer festen Zahl der Pixel auf beiden Seiten der Kanten enthalten sind, die durch das Kantenstärke- Detektiermittel aus dem ursprünglichen Bild (A) detektiert wurden; und

ein Nicht-Kanten-Extrahiermittel zum Extrahieren von Pixeln außer der durch das Kanten-Extrahiermittel extrahierten Pixel; und

das Teilungsmittel die Niederfrequenzkomponente (D) unter Verwendung einer kantenbewahrenden Glättungsoperation für durch das Kanten-Extrahiermittel extrahierte Pixel und unter Verwendung einer nicht kantenbewahrenden Glättungsoperation für durch das Nicht-Kanten-Extrahiermittel extrahierte Pixel extrahiert.

5. Graupegel-Umwandlungsgerät nach Anspruch 4, worin das Niederfrequenzkomponente-Extrahiermittel die Größe eines Filters, das zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) verwendet wird, kleiner macht, während die durch das Kantenstärke-Detektiermittel detektierte Kantenstärke größer wird.

6. Graupegel-Umwandlungsgerät nach Anspruch 1, worin das Niederfrequenzkomponente-Extrahiermittel aufweist:

ein Mittel zum Extrahieren von Pixel, welche innerhalb einer festen Zahl von Pixel auf beiden Seiten der Kanten enthalten sind, die durch das Kantenstärke-Detektiermittel detektiert wurden; und

ein Mittel zum Extrahieren von Pixel außer der durch das Kantenpixel-Extrahiermittel extrahierten Pixel; und

das Teilungsmittel die Niederfrequenzkomponente unter Verwendung eines Filters mit einer relativ geringen Größe für durch das Kanten-Extrahiermittel extrahierte Pixel und unter Verwendung eines Filters mit einer größeren Größe als die relativ kleine Größe für durch das Nicht-Kanten-Extrahiermittel extrahierte Pixel extrahiert.

7. Graupegel-Umwandlungsverfahren, aufweisend einen Schritt:

Teilen eines ursprünglichen Bildes (A) mit Multi-Graupegeln in eine Niederfrequenzkomponente (D), welche eine breite Abstufung repräsentiert, und eine Hochfrequenzkomponente (E), welche eine lokale Abstufung repräsentiert; und gekennzeichnet durch die Schritte:

Detektieren einer Kantenstärke, die als die Differenz der Graupegel zwischen benachbarten Pixeln des ursprünglichen Bildes (A) definiert ist und

Ändern einer beim Teilungsschritt verwendeten Teilungscharakteristik gemäß der beim Kantenstärke detektierenden Schritt bestimmten Kantenstärke.

8. Graupegel-Umwandlungsverfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend die Schritte:

Komprimieren der Graupegel der beim Teilungsschritt geteilten Niederfrequenzkomponente (D); und

Zusammensetzen der komprimierten Niederfrequenzkomponente (D'), die beim Komprimierschritt komprimiert wurde, mit der beim Teilungsschritt geteilten Hochfrequenzkomponente (E).

9. Graupegel-Umwandlungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, worin:

der Charakteristiken ändernde Schritt eine Charakteristik zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) gemäß der beim Kantenstärke detektierenden Schritt bestimmten Kantenstärke ändert; und

der Teilungsschritt die Schritte aufweist:

Extrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) aus dem ursprünglichen Bild (A) unter Verwendung der eine Niederfrequenzkomponente extrahierenden Charakteristika die beim Charakteristiken ändernden Schritt geändert wurde; und

Extrahieren der Hochfrequenzkomponente (E) gemäß dem ursprünglichen Bild (A) und der Niederfrequenzkomponente (D), die beim eine Niederfrequenzkomponente extrahierenden Schritt extrahiert wurde.

10. Graupegel-Umwandlungsverfahren nach Anspruch 7, worin der Charakteristiken ändernde Schritt die Schritte aufweist:

einen Kanten extrahierenden Schritt zum Extrahieren von Pixel, welche innerhalb einer festen Zahl der Pixel auf beiden Seiten der Kanten enthalten sind, die beim Kantenstärke detektierenden Schritt aus dem ursprünglichen Bild (A) detektiert wurden und

einen Nicht-Kanten extrahierenden Schritt zum Extrahieren von Pixel außer der beim Kanten extrahierenden Schritt extrahierten Pixel, und

der Teilungsschritt die Niederfrequenzkomponente (D) unter Verwendung einer kantenbewahrenden Glättungsoperation für Pixel, die beim Kanten extrahierenden Schritt extrahiert wurden, und unter Verwendung einer nicht kantenbewahrenden Glättungsoperation für Pixel, die beim Nicht-Kanten extrahierenden Schritt extrahiert wurden, extrahiert.

11. Graupegel-Umwandlungsverfahren nach Anspruch 10, worin der eine Niederfrequenzkomponente extrahierende Schritt die Größe eines Filters, das zum Extrahieren der Niederfrequenzkomponente (D) verwendet wird, kleiner macht, während die bei dem Kantenstärke detektierenden Schritt detektierte Kantenstärke größer wird.

12. Graupegel-Umwandlungsverfahren nach Anspruch 7, worin der eine Niederfrequenzkomponente extrahierende Schritt die Schritte aufweist:

Extrahieren von Pixels, welche innerhalb einer festen Zahl von Pixel auf den beiden Seiten der Kanten enthalten sind, die bei dem eine Kantenstärke detektierenden Schritt detektiert wurden; und

Extrahieren von Pixel außer der Pixel, die beim Kantenpixel extrahierenden Schritt extrahiert wurden, und der Teilungsschritt die Niederfrequenzkomponente (D) unter Verwendung eines Filters mit einer relativ kleinen Größe für bei dem Kantenpixel extrahierenden Schritt extrahierte Pixel und unter Verwendung eines Filters mit einer größeren Größe als die relativ kleine Größe für bei dem Nicht-Kantenpixel extrahierenden Schritt extrahierte Pixel extrahiert.

13. Computerprogramm, aufweisend ein Computerprogramm- Codemittel, das dafür eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens von Anspruch 7 oder des Verfahrens eines der Ansprüche 8 bis 12 auszuführen, wenn das Programm auf einem Computer läuft.