DE69720399T2

DE69720399T2 - Digitale Komposition eines mosaikähnlichen Bildes

Info

Publication number: DE69720399T2
Application number: DE69720399T
Authority: DE
Inventors: Robert S. Cambridge Silvers
Original assignee: Runaway Technology Inc
Current assignee: Runaway Technology Inc
Priority date: 1997-01-02
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2018-01-01
Also published as: AU710452B2; EP0852363A2; US6137498A; AU5032698A; ATE236438T1; DE69720399D1; JP2000172840A; JP3090924B2; EP0852363A3; JP3029413B2; DE852363T1; JPH10269353A; EP0852363B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die rechnergestützte Manipulation von Bildern und insbesondere das Erzeugen von einem Mosaik-Bild aus einer Vielzahl von Teil-Bildern.
Die EP-A-0 199 573 offenbart ein Bildverarbeitungssystem mit einer computergesteuerten, mehrfachen elektronischen Bilderfassungs- und Zusammenfügungseinrichtung zum Erzeugen eines großformatigen elektronischen Mosaik-Bildes mit hoher Auflösung aus einer Reihe von Bildsegmenten mit kleinerem Format. Dieses bekannte Bildverarbeitungssystem ermöglicht es, zu einem Zeitpunkt einen gesamten interessierenden Bereich zu betrachten, anstatt von diesem Bereich lediglich kleinere Segmente sehen zu können. Ein Beispiel hiervon ist das Betrachten einer Probe durch ein Mikroskop, was es allgemein nur möglich macht, kleine Segmente von einem Bereich zu betrachten, während man ebenfalls daran interessiert ist, den gesamten Bereich sehen zu können.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Erzeugen von einem anderen Typ von Mosaik-Bildern, wobei für jedes Segment eines von einer Vielzahl von Quellen-Bildern auf Basis vorbestimmter Kriterien ausgewählt wird. Folglich, im Gegensatz zum Stand der Technik, ist die Position von einem Quellen-Bild in dem Mosaik-Bild nicht vorbestimmt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, wodurch es möglich ist, mit Hilfe eines Computers ein künstlerisch ansprechendes Mosaik-Bild zu erzeugen.
Für die Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Verfügung.
Die Erfindung stellt außerdem eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Mosaik-Bildes gemäß Anspruch 16 zur Verfügung.
Außerdem stellt die Erfindung ein Speichermedium gemäß Anspruch 31 zur Verfügung, auf dem ein Computerprogramm zum Erzeugen eines Mosaik-Bildes gespeichert ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mosaik-Bild, das einem Ziel-Bild angenähert ist, aus einer Datenbank von Quellen-Bildern erzeugt, indem Segment-Bereiche von dem Ziel-Bildes analysiert werden, jeder zugehörige analysierte Segment-Bereich des Ziel-Bildes mit den Quellen-Bildern aus der Datenbank verglichen wird, um eine bestmögliche Anpassung gemäß vorbestimmter Kriterien zu erreichen, und ein Mosaik-Bild erzeugt wird, das die jeweils am besten angepaßten Quellen-Bildern beinhaltet, die an zugehörigen Segment-Bereichen des Mosaik-Bildes angeordnet sind, die den zuhehörigen analysierten Segment-Bereichen des Ziel-Bildes entsprechen. Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen die Kriterien für die bestmögliche Anpassung das Berechnen einer Version von einem durchschnittlichen mittleren quadratischen Fehler ("RMS") von Rot, Grün und Blau ("RGB"). Ein anderes Anpassungssystem kann verwendet werden, solange des Ziel des Auffindens des Quellen-Bildes erreicht wird, das visuell dem Bereich des betrachteten Ziel-Bildes am ähnlichsten ist.
Eine erhöhte Auflösung wird in dem Mosaik-Bild durch Unter-Bereich-Analyse erreicht. Speziell wird jeder Segment-Bereich in dem Ziel-Bild in Unter-Bereiche unterteilt, die unabhängig voneinander mit entsprechenden Unter-Bereichen von jedem Quellen-Bild verglichen werden, wobei in diesem Beispiel eine RGB RMS Fehleranalyse angewendet wird. Der berechnete RGB RMS Fehler für jeden Unter-Bereich wird aufaddiert, um eine Summe des gesamten RGB RMS Fehlers für das gesamten Quellen-Bild zur Verfügung zu stellen. Das nicht zugewiesene Bild mit der kleinsten Summe des RGB RMS Fehlers wird dann für die Verwendung in dem zugehörigen Segment-Bereich in dem Mosaik-Bild zugewiesen. Die Verwendung von Unter-Bereichen hat sogar Vorteile bei Bereichen ohne Details und führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung von Farbe durch Auswählen von Bildern mit geringerem Kontrast für diese Bereiche mit wenigen Hochfrequenzdetails. Ein weiteres Ausführungsbeispiel verwendet einen zweiten Weg, um zu verhindern, dass ein Quellen-Bild an einer gegebenen Stelle in dem Mosaik angeordnet wird, wenn es an einer anderen Stelle einen kleineren Fehler haben würde.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird mit Blick auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung der Erfindung zusammen mit den Zeichnungen besser verstanden, in denen:
1 ein Blockdiagramm von einem Mosaik-Bild-Erzeugungssystem ist;
2 ein Blockdiagramm von einer Datenbank aus Quellen-Bildern ist;
3 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren der Mosaik-Bild-Erzeugung darstellt;
4 ein Diagramm ist, das die Segmente und Unter-Bereiche darstellt;
5 die Wirkung der Unter-Bereich-Analyse bei Quellen-Bild-Auswahl darstellt; und
6 die Wirkung der Unter-Bereich-Analyse bei endgültiger Mosaik-Bild-Auflösung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Mosaik-Bildes 10 aus erfassten Quellen-Bildern 12, um ein Ziel-Bild 14 anzunähern. In dem offenbarten Ausführungsbeispiel wird ein VHS-Videoband-Abspielgerät 16 verwendet, um das Erfassen von Quellen-Bildern von Videobändern zu erleichtern. Das Videoband-Abspielgerät kann in einem Schritt durch ein Videoband verwendet werden, um Bilder zur Verwendung als Quellen-Bilder zu erfassen. Alternativ können Quellen-Bilder in Echtzeit während des Abspielens eines Videobandes erfasst werden. Ein mit Hilfe eines Computers steuerbares Laserdisk-Abspielgerät 18 kann ebenfalls verwendet werden, um das Erfassen von Quellen-Bildern zu erleichtern. Lasersdisks sind gegenüber Videobändern bevorzugt, wenn der gewünschte Gegenstand von beiden Quellen verfügbar ist, und zwar wegen der höheren Qualität und des einfachen wahlfreien Zugriffs auf Bilder, die von der Laserdisk verfügbar sind. In dem offenbarten Ausführungsbeispiel wird eine Computer-Workstation 20 mit einem Video-Eingang verwendet, um die Quellen-Bilder 12 von dem Videoband-Abspielgerät 16 und dem Laserdisk-Abspielgerät 18 zu erfassen. Die Computer-Workstation akzeptiert außerdem das Ziel-Bild 14 als Eingabe und wird verwendet, um das Mosaik-Bild 10 aus dem Ziel-Bild und den Quellen-Bildern durch Ausführen einer Mosaik-Software zu erzeugen. Das Mosaik-Bild 10, das durch die Mosaik-Software erzeugt wird, enthält ein Array aus Segmenten 22, wobei jedes Segment 22 ein Quellen-Bild 12 ist, und die gesamte Erscheinung des Mosaik-Bildes 10 wird der Erscheinung des Ziel-Bildes 14 angenähert. Ein Editier-Computer 24, wie zum Beispiel ein Macintosh (TM), ein PC oder ein auf UNIX (TM) basierendes System, das mit einer Bild-Editier-Software ausgestattet ist, wie zum Beispiel Adobe Photoshop (TM), kann verwendet werden, um das Mosaik-Bild 22 zu editieren, um ein editiertes Mosaik-Bild 26 zu erzeugen. Eine Drucker-Ausgabe-Vorrichtung 28 kann verwendet werden, um das editierte Mosaik-Bild 26 auszudrucken.
Erfasste Quellen-Bilder 12 können analysiert und in einer Datenbank 30 gespeichert werden, die sich in der Workstation 20 befindet. Ein ADDIERE BILDER-ZU DATENBANK-Programm wird verwendet, um unbearbeitete erfasste Quellen-Bilder 12 zu analysieren und um daraus neue Quellen-Bilder zu erzeugen. Insbesondere akzeptiert das ADDIERE BILDER-ZU DATENBANK-Programm eine Liste von Datei-System-Verzeichnissen, eine Bildgröße sowie einen Ausgabepfad als Eingabe und arbeitet in Reaktion, um jedes bezeichnete Verzeichnis zu öffnen und darin nach Quellen-Bildern zu suchen, um sie auf die spezifizierten Abmessungen zu schneiden und neu zu bemessen. Das Rechteck wird anschließend an die Stelle verlagert, die durch den Ausgabepfad spezifiziert ist. In einem Ausführungsbeispiel, wenn das Quellen-Bild im Querformat vorliegt, wird ein quadratisches Bild von der Mitte des Quellen-Bildes zugeschnitten. Wenn das Quellen-Bild im Hoch-Format vorliegt, wird das Quadrat von zwischen der Mitte der Oberseite des Quellen-Bildes zugeschnitten. Als eine Folge ist es wahrscheinlicher, dass das quadratische Bild das wesentliche Merkmal von dem Quellen-Bild beinhaltet, wie zum Beispiel das Gesicht einer Person, ohne dass die Kanten davon abgeschnitten sind. Die Bilder werden dann in der Datenbank 30 gespeichert. Die Datenbank 30 ist ein Datei-System, in dem formatierte Bilder in Verzeichnissen gespeichert sind, die nach Gegenstand und Größe kategorisiert sind.
2 zeigt die Organisation von Quellen-Bildern 12 in der Datenbank 30 (1). Quellen-Bilder 12 sind unter Astknoten, wie zum Beispiel ein Tiere-Astknoten 32, ein Menschen-Astknoten 34 oder ein Plätze-Astknoten 36 kategorisiert und angeordnet. Um ein Mosaik-Bild aus Quellen-Bildern von Tieren zu erzeugen, wird der Tiere-Astknoten 32 für die Mosaik-Software ausgewählt. Direkt unter dem Tiere-Astknoten befinden sich Unterverzeichnisse, die identische Bilddateien mit verschiedenen Auflösungswerten enthalten. Das Originale-Unterverzeichnis 38 enthält ungeschnittene Versionen von jeder Quellen-Bild-Datei in ganzer Größe 40. Das Originale-Unterverzeichnis 38 wird aufrechterhalten, da Quellen-Bilder bei der Mosaik-Erzeugung wieder zurückgeschnitten werden können, wenn die Ergebnisse von dem ADDIERE BILDER-ZU DATENBANK-Programms nicht akzeptierbar sind. Verzeichnisse, die mit 256 × 256 (Pixel) 42 und 64 × 64 (Pixel) 44 bezeichnet sind, enthalten große Versionen von formatierten Quellen-Bildern, die primär verwendet werden, um eine endgültige Bitmap auszugeben. In diesem Beispiel enthält ein 32 × 32 (Pixel) Verzeichnis 46 Quellen-Bilder, die verwendet werden, um das Mosaik-Bild auf dem Bildschirm während des Konstruktionsvorgangs zu zeigen. Die 16 × 16 (Pixel) 48, 8 × 8 (Pixel) 50 und 1 × 1 (Pixel) 52 Unterverzeichnisse enthalten Quellen-Bilder, die zuvor geladen werden, wenn die Mosaik-Software initialisiert wird. Die Quellen-Bilder in den 16 × 16, 8 × 8 und 1 × 1 Unterverzeichnissen werden verwendet, um Quellen-Bilder während der Mosaik-Bild-Erzeugung an Ziel-Bilder anzupassen. Verzeichnisse von Quellen-Bildern mit anderen Auslösungswerten können ebenfalls vorhanden sein.
3 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen des Mosaik-Bildes. Es wird nun auf 2, 3 und 4 Bezug genommen, in denen das Ziel-Bild ausgewählt und geladen wird, wie in Schritt 60 dargestellt. Ein Astknoten von Quellen-Bildern in der Datenbank wird dann ausgewählt und geladen, wie in Schritt 62 dargestellt. Insbesondere wird ein Datenbankpfad spezifiziert, und ein Mosaik-Programm wird ausgeführt. Das Mosaik-Programm liest Quellen-Bilder aus dem Abschnitt der Datenbank, der durch den spezifizierten Datenbankpfad angegeben ist, analysiert das Ziel-Bild und wählt ein Quellen-Bild zur Verwendung in jedem Segment des Mosaik-Bildes aus. Insbesondere werden Quellen-Bilder mit einer Auflösung, die der ausgewählten Anzahl von Unter-Bereichen ("Unter-Bereich-Auflösung") für das Mosaik-Bild entspricht, in einer verbundenen Liste von Strukturen geladen:
Wenn beispielsweise jedes Segment in dem Mosaik-Bild 8 X-Achsen-Unter-Bereiche mal 8 Y-Achsen-Unter-Bereiche enthalten soll, dann werden aus der Datenbank 8 × 8 (Pixel) Bilder geladen. Die Größe des Ziel-Bildes in Pixeln entlang jeder Achse ist gleich der Anzahl von Ausgabesegmenten, multipliziert mit der Anzahl von gewünschten Unter-Bereichen, die während des Anpassungsprozesses in Betracht gezogen werden, i.e. ein Pixel je Unter-Bereich entlang jeder zugehörigen Achse. Die entsprechende Anzahl von Segmenten, die für die X- und Y-Achsen von sowohl dem Mosaik-Bild als auch von dem Ziel-Bild verwendet wird, wird dann spezifiziert, wie in Schritt 64 angegeben.
Das Mosaik-Programm führt einen Anpassungsprozess aus, wenn die Quellen- und Ziel-Bilder geladen sind. Wenn der Anpassungsprozess beginnt, wird das Ziel-Bild in "x" mal "y" Segmente 22 unterteilt, wobei (x, y) ist:
(target_image width / width_eubsamples, target_image height height_subsamples)
Ein neues Segment wird geladen, wie in Schritt 68 gezeigt. Ein neuer Unter-Bereich 66 wird dann geladen, wie in Schritt 70 angegeben. Das Laden beginnt mit dem oberen linken Unter-Bereich 66 des Segments 22 und geht dann weiter von links nach rechts durch jede Reihe und von oben nach unten durch jede Spalte. Das Quellen-Bild-Pixel, das dem geladenen Unter-Bereich entspricht, wird dann geladen, wie in Schritt 72 angegeben.
Der Anpassungsprozess analysiert Segmente 22 individuell auf einer seriellen Basis. Für jedes Segment 22 in dem offenbarten Ausführungsbeispiel wird eine Abweichung des durchschnittlichen mittleren quadratischen Fehlers ("RMS") von Rot-, Grünund Blau-Kanälen ("RGB") von jedem Unter-Bereich 66 mit jedem jeweiligen zugehörigen Quellen-Bild-Pixel verglichen, und zwar für jedes Quellen-Bild in der Datenbank, das die korrekte Auflösung hat und nicht als "verwendet" bezeichnet ist. Ein RMS Fehler zwischen dem geladenen Pixel und dem geladenen Unter-Bereich wird für RGB-Kanäle berechnet und als eine laufende Summe für das Segment gehalten, wie in Schritt 74 angegeben. Wenn in dem Segment nicht analysierte Unter-Bereiche vorhanden sind, wie in Schritt 76 angegeben, geht es weiter zu Schritt 70. Wenn alle Unter-Bereiche analysiert sind, wie in Schritt 76 bestimmt, wird die laufende Summe des RGB RMS Fehlers mit dem geringsten dieser Fehler verglichen, der für ein Quellen-Bild und das Segment berechnet wurde, wie in Schritt 78 angegeben. Wenn die Fehlersumme niedriger ist als eine vorhergehend aufgezeichnete Fehlersumme für das Segment, wird der Fehlersummenwert und ein Index des Quellen-Bildes aufgezeichnet, wie in Schritt 80 angegeben.
Wenn alle Quellen-Bilder bezüglich ihrer Ähnlichkeit mit dem Segment analysiert sind, wird das Quellen-Bild mit dem kleinsten RGB RMS Fehler einem Segment in dem Mosaik-Bild zugewiesen, das dem Segment in dem Ziel-Bild entspricht, d. h. die gleiche Stelle in dem Bild. Genauer ausgedrückt, wenn andere Quellen-Bilder in der Datenbank nicht mit dem Segment verglichen wurden, wie in Schritt 82 angegeben, wird ein neues Quellen-Bild geladen, wie in Schritt 84 angegeben, und es geht weiter bei Schritt 70. Wenn alle Quellen-Bilder mit dem Segment verglichen sind, wie in Schritt 82 angegeben, wird das Quellen-Bild mit dem kleinsten Summenfehler dem Segment zugewiesen und als "benutzt" markiert, wie in Schritt 86 angegeben. Das zugewiesene Quellen- Bild wird als "benutzt" markiert, so dass Quellen-Bilder nicht mehr als einmal in dem Mosaik-Bild erscheinen.
Der Anpassungsprozess wird für jedes Segment in dem Ziel-Bild wiederholt. Bei Beendigung wird eine Liste von Quellen-Bildern in eine Textdatei geschrieben, die von einem finalen Bilderzeugungsprogramm verwendet wird, um aus den Versionen der Quellen-Bilder mit der vollen Auflösung eine Bitmap zu erzeugen. Insbesondere dann, wenn alle Segmente untersucht sind, wie in Schritt 88 bestimmt, wird für jedes Segment eine Liste der Quellen-Bilder mit den kleinsten Summenfehlern in eine Textdatei geschrieben, wie in Schritt 90 angegeben, und das Mosaik-Programm liest die Liste und erzeugt eine Bitmap, wie in Schritt 92 angegeben. Wenn noch nicht untersuchte Segmente vorhanden sind, wie in Schritt 88 angegeben, geht es weiter zu Schritt 68.
Eine Abwandlung des Anpassungsprozesses, einschließlich der Berechnung des RMS-Fehlers, wird wie folgt implementiert:
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine zweite Routine verwendet, um die sortierte Liste aus der vorigen Routine zu nehmen und nicht nur zu gewährleisten, dass jedes Quellen-Bild lediglich einmal verwendet wird, sondern um auch zu sehen, dass ein gegebenes Quellen-Bild nicht für einen Bereich ausgewählt wird, wenn es eine noch geringere Anpassung in einem anderen gibt.
Ein Bilderzeugungs-Programm kann verwendet werden, um das Mosaik-Bild nach dem Anpassungsprozess zu erzeugen. Das Bilderzeugungs-Programm liest die Liste der ausgewählten Segmente, lokalisiert t die Version mit vollständiger Größe von jedem zugehörigen entsprechenden Quellen-Bild in der Datenbank und verbindet die lokalisierten Quellen-Bilder miteinander, um eine Bitmap zu erzeugen. Die Segmente in dem Mosaik-Bild können durch eine Linie voneinander getrennt sein, um sie unterscheiden, wenn sie aus geringer Nähe betrachtet werden. Mit einem Abstand sollten die Gitterlinien dünn genug sein, um für das menschliche Auge vollständig zu verschwinden, um sich auf die Nahtlosigkeit des Mosaiks nicht störend auszuwirken. Die Bitmap wird dann in einem Standardformat gespeichert, um auf einem Monitor angezeigt oder in gedruckter Form ausgedruckt zu werden.
Das digitale Mosaik-Bild kann auf verschiedene Weisen ausgedruckt werden, abhängig von der Qualität, dem Preis und von Größenbeschränkungen. Eine Filmaufzeichnung und fotografisches Drucken können verwendet werden. Ein Bild kann unter Verwendung eines Film-Rekorders auf einen fotografischen Film geschrieben werden. Wenn das Bild ein Farbbild oder ein Negativ ist, kann es auf normalem fotografischen Papier gedruckt werden. Diese Option ist für eine geringere Anzahl von kleinen Kopien die beste, da das Schreiben des Bildes auf den Film einmalige Kosten erzeugt. Das direkte digitale Drucken erzeugt möglicherweise die höchste Qualität, aber jeder Druck ist teuer. Digitale Drucker verwenden entweder kontinuierliches Färben oder Halbfärbung. Drucker mit kontinuierlicher Färbung geben für jedes Pixel eine genaue Farbe in dem Bild ab. Drucker mit Halbtönung geben lediglich Tropfen einer festen Farbe ab und bilden unter Verwendung von Punkten unterschiedlicher Größe oder mit unterschiedlichen Abständen Schatten von Farben. Daher sieht der Druck weniger wie eine Fotografie aus. Prozess-Farbdrucken ist die Technik, die verwendet wird, um Bilder in Magazinen und Büchern zu erzeugen, und dieses ist ein gutes Verfahren zum Erzeugen von vielen (zum Beispiel hunderte oder tausende) Kopien mit nahezu Fotoqualität.
Die Effekte der auf den Unter-Bereichen basierenden Analyse von Quellen-Bild-Auswahl sind in 5 dargestellt. Ein Ziel-Bild 100 wird verwendet, um erste, zweite und dritte Mosaik-Bilder 102, 104 bzw. 106 zu erzeugen. Das Ziel-Bild 100 enthält 4 × 4 Segmente. Ein "erfasstes" Zwischen-Bild stellt den Durchschnitt von allen Pixeln in den kleinsten analysierten Bereich (Segmente in Bild 108 und Unter-Bereiche in Bildern 110 und 112) dar. Bei der ersten Analyse, die zu Bildern 108 und 102 führt, werden keine Unter-Bereiche verwendet. Bei der zweiten Analyse, die zu Bildern 110 und 104 führt, werden 4 × 4 Unter-Bereiche pro Segment verwendet. Da einige hellere und dunklere Bereiche in jedem Segment bei der zweiten Analyse erfasst werden können, werden diese erfassten Bereiche besonders betrachtet, wenn die Datenbank während des Auswahl-Prozesses durchsucht wird.
Bei der dritten Analyse, die zu Bildern 112 und 106 führt, werden 16 × 16 Unter-Bereiche verwendet. Mit 16 × 16 Unter-Bereichen ist das Zwischen-Bild 112 dem Ziel-Bild 100 wesentlich näher. Außerdem zeigt das Bild 106, dass dann, wenn diese Menge an Detail während des Auswahl-Prozesses betrachtet wird, mehr geeignete Übereinstimmungen ausgewählt werden. Beispielsweise hat die Frau in der ersten Reihe die gleiche Form wie der vertikale schwarze Balken in dem gleichen Bereich des Ziel-Bildes. Außerdem stimmt die Eidechse in einem anderen Segment mit der Diagonalen überein, die damit verglichen wurde. Dieses hohe Ausmaß an Form-Übereinstimmung hat einen leistungsfähigen Effekt auf die Eigenschaft der Bildverarbeitung des endgültigen Mosaik-Bildes, da Information über die Konturen und Schatten in dem Ziel-Bild die Grenzen von jedem Mosaik-Segment überschreiten können.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen von verbesserter Quellen-Bild-Auswahl führt die Verwendung von Unter-Bereichen zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Farbe durch Auswahl von Bildern mit geringerem Kontrast für Bereiche mit wenigen Hochfrequenz-Details. Dies kann in den unteren acht Segmenten von Bild 106 gesehen werden, die gleichmäßiger sind als jene, die für das Bild 104 ausgewählt sind.
6 zeigt die Effekte der Anzahl von Unter-Bereichen auf die Mosaik-Bild-Auflösung. Erste und zweite Mosaik-Bilder 114, 116 werden aus dem Ziel-Bild 118 erzeugt. Das erste Mosaik-Bild 114 wurde mit 2 × 2 Unter-Bereichen in jedem Segment erzeugt, das während des Quellen-Bild-Auswahl-Prozesses betrachtet wurde. Das zweite Mosaik-Bild 116 wurde mit 16 × 16 Unter-Bereichen in jedem Segment erzeugt, das während des Quellen-Bild-Auswahl-Prozesses betrachtet wurde. Die gleiche Auswahl von Quellen-Bildern wurde verwendet, um sowohl das erste als auch das zweite Mosaik-Bild zu erzeugen. Wegen der Unter-Bereich-Analyse wurden verschiedene Quellen-Bilder ausgewählt, um Segmenten in dem ersten und zweiten Mosaik-Bild zu entsprechen. Außerdem hat das zweite Mosaik-Bild 116 ein größeres Ungleichgewicht bezüglich des Ziel-Bildes 118 als das erste Mosaik-Bild 114. Daher wird durch eine verbesserte Quellen-Bild-Auswahl durch Analyse von mehr Unter-Bereichen eine verbesserte Auflösung in dem resultierenden Mosaik-Bild erreicht.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird für Bereiche des Mosaik-Bildes ein semantischer Inhalt spezifiziert. Insbesondere werden Bild-Unter-Kategorien zur Verwendung mit spezifizierten Segmenten des Ziel-Bildes spezifiziert. Daher enthält das resultierende Mosaik-Bild Segmente oder Bereiche von Segmenten mit vorbestimmten Bild-Kategorien.
In einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel können Bilder für eine sichergestellte Auswahl und Einbindung in das Mosaik-Bild ausgewählt werden. Insbesondere werden die ausgewählten Bilder an der Stelle mit größter visueller Ähnlichkeit bezüglich des Ziel-Bildes auch dann angeordnet, wenn bestimmt wurde, dass ein anderes (nicht gewährleistetes) Bild eine größere visuelle Ähnlichkeit hat.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, sind auch andere Ausführungsbeispiele, die die Konzepte der Erfindung beinhalten, nun für den Fachmann offensichtlich. Daher soll die Erfindung nicht als auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt angesehen werden, sondern soll als lediglich durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche beschränkt angesehen werden.

Claims

Verfahren zum Erzeugen von einem Mosaik-Bild (10), das eine Erscheinung hat, die einem Ziel-Bild (14) angenähert ist, unter Verwendung einer Vielzahl von Quellen-Bildern (12) und eines Computers (20), mit den Schritten: Laden (60) des Ziel-Bildes in den Computer, Aufteilen (64) des Ziel-Bildes in eine Vielzahl von Segment-Bereichen (22), wobei jeder Segment-Bereich einen unterschiedlichen Ort des Ziel-Bildes darstellt, und für jeden Segment-Bereich: Aufteilen (70) des Segment-Bereiches in verschiedene Unter-Bereiche (66), Vergleichen von Quellen-Bildern mit dem Segment-Bereich, um einen Messwert der visuellen Ähnlichkeit zwischen dem Segment-Bereich und jedem Quellen-Bild zu erzeugen, wobei der Vergleichsschritt das Berechnen (72, 74), für jeden Unter-Bereich von dem Segment-Bereich und einen entsprechenden Bereich von jedem Quellen-Bild, eines zugehörigen Fehlerwertes, der eine Differenz zwischen einem Bereich des Quellen-Bildes und dem Unter-Bereich von dem Segment-Bereich darstellt, und das Berechnen des Messwertes der visuellen Ähnlichkeit für jedes Quellen-Bild aus der Summe der Fehlerwerte umfasst, die für die verschiedenen Bereiche des Quellen-Bildes berechnet sind, wobei eine kleine Summe von Fehlerwerten einen hohen Messwert der visuellen Ähnlichkeit darstellt, Auswählen (86) des Quellen-Bildes mit dem höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit, um den Segment-Bereich darzustellen, und Positionieren (90, 92) des ausgewählten Quellen-Bildes in dem Mosaik-Bild an einem Ort, der dem Ort des Segment-Bereiches entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, das den weiteren Schritt des Verwendens von Quellen-Bildern umfasst, die ein Pixel pro jeweiligem Unter-Bereich haben.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Fehler, der in dem Vergleichsschritt berechnet wird, ein durchschnittlicher mittlerer quadratischer Fehler von Rot-, Grün- und Blau-Kanälen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das den weiteren Schritt des Entfernens von Quellen-Bildern, die in dem Auswahl-Schritt (86) ausgewählt sind, von der Berücksichtigung umfasst, so dass nicht ein Quellen-Bild mehr als einmal in dem Mosaik-Bild erscheint.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt des Erfassens von Quellen-Bildern (23) und des Speicherns der erfassten Quellen-Bilder in einer Datenbank (30).
Verfahren nach Anspruch 5, mit dem weiteren Schritt des Erzeugens von modifizierten Quellen-Bildern (12) durch Beschneiden der Quellen-Bilder, die in dem Erfassungs-Schritt erfasst werden, zu Quadraten.
Verfahren nach Anspruch 6, mit dem weiteren Schritt des Beschneidens des erfassten Bildes von der Mitte, in dem Fall, dass ein erfasstes Quellen-Bild (12) ein Quer-Format hat.
Verfahren nach Anspruch 7, mit dem weiteren Schritt des Beschneidens des erfassten Bildes von über der Mitte, in dem Fall, dass ein erfasstes Quellen-Bild (12) ein Hoch-Format hat.
Verfahren nach Anspruch 6, mit dem weiteren Schritt des Kategorisierens (32, 34, 36, 38, 40) der erfassten Quellen-Bilder (12) in der Datenbank (30).
Verfahren nach Anspruch 6, mit dem weiteren Schritt des Speicherns der erfassten Quellen-Bilder mit verschiedenen Pegeln der Auflösung (42 ...52).
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt des Aussortierens des Quellen-Bildes (12) mit dem höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit, wenn bestimmt worden ist, dass das Quellen-Bild einen höheren Messwert der visuellen Ähnlichkeit bezüglich eines anderen Segment-Bereiches hat.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt des Spezifizierens von zumindest einem Quellen-Bild (12) zur gesicherten Einfügung in das Mosaik-Bild (10), wobei das gesicherte Quellen-Bild in dem Mosaik-Bild an einem Ort angeordnet ist, der dem Ort des Segment-Bereiches (22) entspricht, der mit diesem den höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit hat.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt des Spezifizierens einer Unter-Kategorie von Quellen-Bildern zur ausschließlichen Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Bereich des Ziel-Bildes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13, bei dem das Mosaik-Bild (10) auf einen Träger gedruckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13, bei dem das Mosaik-Bild (10) auf ein computer-lesbares Medium gespeichert wird.
Vorrichtung zum Erzeugen von einem Mosaik-Bild (10), das eine Erscheinung hat, die einem Ziel-Bild (14) angenähert ist, unter Verwenden einer Vielzahl von Quellen-Bildern (12) und eines Computers (20), mit: einer Computer-Arbeitsstation (20), die eine Mosaik-Erzeugungs-Software ausführt, die eingerichtet, um das Ziel-Bild in eine Vielzahl von Segment-Bereichen (22) aufzuteilen, wobei jeder Segment-Bereich einen unterschiedlichen Ort des Ziel-Bildes darstellt, wobei die Mosaik-Erzeugungs-Software außerdem dazu eingerichtet ist, um bei jedem Segment-Bereich angewendet zu werden, um: den Segment-Bereich in verschiedene Unter-Bereiche (66) aufzuteilen, eine Vielzahl von Quellen-Bildern mit dem Segment-Bereich zu vergleichen, um einen Messwert der visuellen Ähnlichkeit zwischen dem Segment-Bereich und jedem Quellen-Bild zu erzeugen, wobei das Vergleichen das Berechnen, für jeden Unter-Bereich von dem Segment-Bereich und einen entsprechenden Bereich von jedem Quellen-Bild, eines zugehörigen Fehlerwertes, der eine Differenz zwischen einem Bereich des Quellen-Bildes und dem Unter-Bereich von dem Segment-Bereich darstellt, und das Berechnen des Messwertes der visuellen Ähnlichkeit für jedes Quellen-Bild aus der Summe der Fehlerwerte umfasst, die für die verschiedenen Bereiche des Quellen-Bildes berechnet sind, wobei eine kleine Summe von Fehlerwerten einen hohen Messwert der visuellen Ähnlichkeit darstellt, das Quellen-Bild mit dem höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit auszuwählen, um den Segment-Bereich darzustellen, und das ausgewählte Quellen-Bild in dem Mosaik-Bild an einem Ort zu positionieren, der dem Ort des Segment-Bereiches entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Quellen-Bild, das für den Vergleich mit dem Segment-Bereich verwendet wird, ein Pixel pro jeweiligem Unter-Bereich hat.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Fehler, der durch Mosaik-Erzeugungs-Software während des Vergleichs berechnet ist, der durchschnittliche mittlere quadratische Fehler von Rot-, Grün- und Blau-Kanälen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der außerdem die Mosaik-Erzeugungs-Software dazu eingerichtet ist, um ausgewählte Quellen-Bilder (12) von der Berücksichtigung zu entfernen, so dass nicht ein Quellen-Bild mehr als einmal in dem Mosaik-Bild (10) erscheint.
Vorrichtung nach Anspruch 16, außerdem mit einer Video-Einrichtung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein Videoband-Abspielgerät (16) und ein Videodisk-Abspielgerät (18) beinhaltet, wobei die Video-Einrichtung eingerichtet ist, um Quellen-Bilder für die Speicherung in einer Datenbank (30) in der Computer-Arbeitsstation (20) zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der modifizierte Quellen-Bilder erzeugt werden, indem die erfassten Quellen-Bilder auf eine zusammenpassende Größe zugeschnitten und neu bemessen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der das erfasste Bild von der Mitte zugeschnitten wird, wenn ein erfasstes Quellen-Bild ein Quer-Format hat.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der das erfasste Bild von über der Mitte zugeschnitten wird, wenn ein erfasstes Quellen-Bild ein Hoch-Format hat.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die erfassten Quellen-Bilder in der Datenbank kategorisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die erfassten Quellen-Bilder mit verschiedenen Pegeln der Auflösung gespeichert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 20, außerdem mit einem Editier-Computer mit Software zum Editieren des Mosaik-Bildes.
Vorrichtung nach Anspruch 26, außerdem mit einem Drucker zum Drucken des editierten Mosaik-Bildes.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Quellen-Bild mit dem höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit wieder aussortiert wird, wenn bestimmt ist, dass das Quellen-Bild einen höheren Messwert der visuellen Ähnlichkeit bezüglich des anderen Segment-Bereiches hat.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der zumindest ein Quellen-Bild gesichert in das Mosaik-Bild eingefügt ist, wobei das gesicherte Quellen-Bild in dem Mosaik-Bild an einem Ort angeordnet ist, der dem Ort des Segment-Bereiches entspricht, der mit diesem den höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit hat.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der eine Unter-Kategorie von Quellen-Bildern zur ausschließlichen Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Bereich des Ziel-Bildes spezifiziert ist.
Speichermedium, auf dem ein Computer-Programm zum Erzeugen eines Mosaik-Bildes gespeichert ist, wobei das Mosaik-Bild eine Erscheinung hat, die einem Ziel-Bild angenähert ist, indem eine Vielzahl von Quellen-Bildern und ein Computer verwendet wird, wobei das Computer-Programm, wenn es auf einem Computer läuft, die Schritte ausführt: Laden des Ziel-Bildes in den Computer, Aufteilen des Ziel-Bildes in eine Vielzahl von Segment-Bereichen, wobei jeder Segment-Bereich einen unterschiedlichen Ort des Ziel-Bildes darstellt, und für jeden Segment-Bereich: Aufteilen des Segment-Bereiches in verschiedene Unter-Bereiche, Vergleichen von Quellen-Bildern mit dem Segment-Bereich, um einen Messwert der visuellen Ähnlichkeit zwischen dem Segment-Bereich und jedem Quellen-Bild zu erzeugen, wobei der Vergleichsschritt das Berechnen, für jeden Unter-Bereich von dem Segment-Bereich und einen entsprechenden Bereich von jedem Quellen-Bild, eines zugehörigen Fehlerwertes, der eine Differenz zwischen einem Bereich des Quellen-Bildes und dem Unter-Bereich von dem Segment-Bereich darstellt, und das Berechnen des Messwertes der visuellen Ähnlichkeit für jedes Quellen-Bild aus der Summe der Fehlerwerte umfasst, die für die verschiedenen Bereiche des Quellen-Bildes berechnet sind, wobei eine kleine Summe von Fehlerwerten einen hohen Messwert der visuellen Ähnlichkeit darstellt, Auswählen des Quellen-Bildes mit dem höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit, um den Segment-Bereich darzustellen, und Positionieren des ausgewählten Quellen-Bildes in dem Mosaik-Bild an einem Ort, der dem Ort des Segment-Bereiches entspricht.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Verwendens von Quellen-Bildern mit einem Pixel pro jeweiligem Unter-Bereich umfasst.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem der Fehlerwert, der in dem Vergleichsschritt berechnet ist, der durchschnittliche mittlere quadratische Fehler von Rot-, Grünund Blau-Kanälen ist.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Entfernens von Quellen-Bildern, die in dem Auswählschritt ausgewählt sind, von der Berücksichtigung umfasst, so dass nicht ein Quellen-Bild mehr als einmal in dem Mosaik-Bild erscheint.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, den Schritt des Erfassen von Quellen-Bildern und das Speichern der erfassten Quellen-Bilder in einer Datenbank umfasst.
Speichermedium nach Anspruch 35, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Erzeugens von modifizierten Quellen-Bildern umfasst, und zwar durch Beschneiden der Quellen-Bilder, die in dem Erfassungsschritt erfasst werden, zu Quadraten.
Speichermedium nach Anspruch 36, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Beschneidens des erfassten Bildes von der Mitte umfasst, wenn das Quellen-Bild ein Quer-Format hat.
Speichermedium nach Anspruch 37, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Beschneidens des erfassten Bildes von über der Mitte umfasst, wenn das Quellen-Bild ein Hoch-Format hat.
Speichermedium nach Anspruch 36, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Kategorisierens der erfassten Quellen-Bilder in der Datenbank umfasst.
Speichermedium nach Anspruch 36, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Speicherns der erfassten Quellen-Bilder mit verschiedenen Pegeln der Auflösung umfasst.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Aussortierens des Quellen-Bildes mit dem höchstem Messwert der visuellen Ähnlichkeit umfasst, wenn bestimmt ist, dass das Quellen-Bild einen höheren Messwert der visuellen Ähnlichkeit bezüglich eines anderen Segment-Bereiches hat.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Spezifizierens von zumindest einem Quellen-Bild zur gesicherten Einfügen in das Mosaik-Bild umfasst, wobei das gesicherte Quellen-Bild in dem Mosaik-Bild an einem Ort angeordnet ist, der dem Ort des Segment-Bereiches entspricht, der mit diesem den höchsten Messwert der visuellen Ähnlichkeit hat.
Speichermedium nach Anspruch 31, bei dem das Verfahren, das durch das Computer-Programm ausgeführt wird, außerdem den Schritt des Spezifizierens einer Unter-Kategorie von Quellen-Bildern zur ausschließlichen Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Bereich des Ziel-Bildes umfasst.