DE69926469T2

DE69926469T2 - Filterung von Bilddaten bei der Verarbeitung zusammengesetzter Dokumente

Info

Publication number: DE69926469T2
Application number: DE69926469T
Authority: DE
Inventors: Steven O. Vancouver Miller; Elden Vancouver Wood
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2019-09-11
Also published as: DE69926469D1; EP1001613B1; EP1001613A1; US6304339B1; US20020030828A1; US6628411B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Datenverarbeitung und insbesondere die Filterung und Komprimierung von Daten für Verbunddokumentseiten mit Tristimulus-Farbbilddaten in Raumkoordinaten.
2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
Raster-basierte Drucker verwenden eine Codierungstechnik, die jedes Bildelement, das üblicherweise als „Pixel" bezeichnet wird, eines alphanumerischen Zeichentexts oder einer Computergraphik in ein digitales Datenformat codiert. Ein „Verbunddokument" umfaßt sowohl Text als auch Graphik, beispielsweise eine Werbeseite mit sowohl Text als auch Photographien. Zur Speicherung und Übertragung wird Datenkomprimierung verwendet, um einen Datensatz zu reduzieren. Komprimierte Rasterdaten werden von einem Computer zur Dekomprimierung und zum Drucken durch eine Ausdruck-Vorrichtung ausgegeben, beispielsweise ein Laser-, oder ein Tintenstrahldrucker, ein Faxgerät oder ähnliches. Die Verringerung der Menge der Gesamtdaten, die für einen Datensatz einer vollständigen Seite übertragen werden müssen, kompensieren die Beschränkungen hinsichtlich der Eingangs-/Ausgangs(„I/O)-Datenraten und I/O-Puffergrößen, insbesondere bei einem beschränkten Speicher der Ausdruck-Vorrichtung, welche derartige raster-basierten Daten empfängt. Bei gerasterten Daten liegt das Ziel darin, die Menge übertragener Daten zu verringern, ohne visuelle Qualitätsmerkmale der Dokumentenseite zu beeinträchtigen. In der folgenden Beschreibung wird das Wissen eines Durchschnittsfachmanns für raster-basiertes Drucken und für Datenkomprimierungstechniken vorausgesetzt. Der hier verwendete Begriff „Bilddaten" bezieht sich auf Photographien oder andere digital eingescannte oder auf eine andere Weise erzeugte komplexe Graphiken.
Computer-basierte Systeme, welche verlustlose Komprimierungstechniken verwenden, zeigen bezüglich Bilddaten im allgemeinen keine besonders gute Leistungsfähigkeit. Während eine Komprimierung von 100:1 bei Text oder geschäftsbezogenene Graphikdaten (Linienver läufe, Balkendiagramme und ähnliches) erreicht werden, erreichen diese komplexen Algorithmen bei Bilddaten üblicherweise einen Komprimierungsgrad von weniger als 2:1. Während Bilddaten mit einem verlustbehafteten Algorithmus effektiv komprimiert werden können, ohne die wahrnehmbare Bildqualität wesentlich zu beeinflussen (beispielsweise durch den JPEG-Industriestandard für Photographien mit dem Nachteil einer geringen Verarbeitungsgeschwindigkeit), verschlechtern aus diesem Grund Datenkomprimierungslösungen, die lediglich auf verlustbehafteten Algorithmen basieren, Textdaten (beispielsweise durch verbleibende sichtbare Artefakte), auch wenn relative geringe Komprimierungsgrade verwendet werden. Insbesondere erreichen verlustbehaftete Komprimierungstechniken die gewünschten hohen Komprimierungsgrade nicht. Ferner sind die Vorteile von JPEG-ähnlicher Kompression gegenüber anderen Techniken gering, wenn Bilddaten komprimiert werden, die mittels eines pixelwiederholenden Skalierungsalgorithmus wiedergegeben werden, wie es bei gerasterten Verbunddokumenten üblich ist (beispielsweise Bilddaten in 150 dpi, die auf eine Auflösung von 300 oder 600 dpi heraufskaliert wurden).
Lösungen, die eine Mischung aus verlustbehafteter und verlustloser Datenkomprimierung verwenden, sind oft langsam und aufwendig. Beispielsweise sind Text- und Bilddaten manchmal in verschiedene Kanäle aufgetrennt, wobei einer die Bilder enthält und eine verlustbehaftete Komprimierungstechnik verwendet, beispielsweise JPEG, und der andere eine verlustlose Komprimierungstechnik für Text und einfache geschäftsbezogene Graphik bzw. „Business-Grafik" verwendet. Diese Unterteilung der Daten in einzelne Kanäle kann langsam sein und die Ergebnisse hängen von dem Aufbau der verwendeten Raster-Engine ab, mit der das Verbunddokument anfänglich gerastert wurde. Ferner erfordert die Verwendung eines verlustbehafteten Algorithmus manchmal kundenspezifische Dekomprimierungshardware, um annehmbare Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten zu erreichen, wodurch sich zusätzliche Kosten für ein Ausdruck-Erzeugnis ergeben. Wie bereits bemerkt, werden die Vorteile eines Algorithmus des JPEG-Typs zudem für Bilder verringert, die skaliert wurden. Zudem wird das relativ langsame Wesen des JPEG-Verfahrens nicht verbessert, auch wenn Pixel-Bildwiedergabedaten in hoher Auflösung komprimiert werden.
Es besteht daher ein Bedarf an einer schnellen, rasterbasierten Datenkomprimierungstechnik zur Übertragung von Verbunddokumenten, die insbesondere zum Erstellen von Ausdrucken verwendet werden kann.
Das Patent US 5,585,944 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen visueller Bilder in komprimiertem digitalem Format. Einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff wird mit einer Folge digitaler Bilder versorgt, wobei Rahmen für Rahmen komprimiert wird. Die Komprimierungseinrichtung des obengenannten Patents unterteilt einen Rahmen in eine vorbestimmte Anzahl von Blöcken. Jeder Block wird geprüft, um zu ermitteln, ob der Block eine homogene Farbverteilung hat. Wenn der Block eine homogene Farbverteilung hat, die einem ausgewählten, definierten Homogenitätstest entspricht, wird jedes Pixel in diesem Block mit einem einzelnen Farbwert codiert. Wenn der Block keine homogene Farbverteilung hat, wird der Block in zwei Verteilungen aufgespalten, wobei eine Verteilung eines größere Lumineszenz als die Durchschnittslumineszenz der ersten Verteilung hat, und eine Verteilung eine geringere Lumineszenz als die Durchschnittslumineszenz der ersten Verteilung aufweist. Diese Verteilungen werden getrennt voneinander hinsichtlich Homogenität getestet und der gleiche Prozeß wird wiederholt, bis der Bereich in homogene Verteilungen aufgelöst ist. Daraufhin werden Verteilungen zusammengeführt, um zu überprüfen, ob die zusammengeführte Verteilung homogen ist. Nach der Zusammenführung werden Pixel in homogenen Verteilungen als eine einzelne Farbe codiert.
Abriß der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht in ihren grundlegenden Aspekten ein Verfahren zum Filtern eines Bilddaten-Teilsatzes eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes vor, das die Schritte umfaßt: Empfangen eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes einschließlich zumindest eines Bilddaten-Teilsatzes; Filtern von Bilddaten des Bilddaten-Teilsatzes durch Vergleichen benachbarter Pixel und Vereinigen benachbarter Pixel, die im wesentlichen identische Farbwerte aufweisen, zu Pixelblöcken, wobei jeder Pixelblock eine Vielzahl von Pixeln ist, der durch die Pixelblockgröße, den Ort in dem Bilddaten-Teilsatz und einen Mittelwert der im wesentlichen identischen Farbwerten benachbarter Pixel beschrieben ist.
Ein weiterer grundlegender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Filtern eines Datensatzes gerasterter Bilddaten in Form von Farbraum-Koordinatenwerten für einzelne Pixel vor, einschließlich der Schritte: a) Wählen eines aktuellen, zum Filtern vorgesehenen Pixels; b) Vergleichen des aktuellen Pixels mit benachbarten Pixeln; c) Ermitteln, wenn benachbarte Pixel einen im wesentlichen identischen Farbwert aufweisen; d) Wählen eines neuen zum Filtern vorgesehenen aktuellen Pixels und Zurückgehen zu Schritt b), wenn benachbarte Pixel keinen im wesentlichen identischen Farbwert aufweisen; e) Mitteln der benachbarten Pixel und Ausbilden eines Pixelblocks daraus, der für diese einen einzelnen Farb-Raumkoordinatenwert aufweist, wenn die benachbarten Pixel im wesentlichen identische Farbwerte haben; f) Vergleichen benachbarter Pixelblöcke; g) Mitteln benachbarter Pixelblöcke und Ausbilden eines Pixel-Überblocks mit einem einzelnen dafür vorgesehenen Farbraum-Koordinatenwert, wenn benachbarte Pixelblöcke im wesentlichen identische Farbwerte aufweisen; h) Wiederholen der Schritte b) bis g) für den gesamten Datensatz, bis entweder keine Pixel oder Pixelblöcke oder Pixel-Überblöcke mit im wesentlichen identischem Farbwert benachbart zueinander angeordnet sind, oder bis eine vorbestimmte Größe eines Pixelblocks oder Über-Blocks einer vorbestimmten Pixelrastergröße erzeugt wird; und i) Wählen eines aktuellen Pixels zum Filtern und Zurückkehren zu dem Schritt b), wenn benachbarte Pixelblöcke keinen im wesentlichen identischen Farbwert aufweisen. Für jeden Pixelblockvergleich in einer laufenden Folge von Vergleichsschritten wird der Differenz-Fehlerwert basierend auf vorbestimmten Parametern verringert.
In einem weiteren grundlegenden Aspekt sieht die Erfindung einen Computeralgorithmus zum Filtern eines Bilddatensatzes vor, der die Schritte umfaßt: Bearbeiten einer vorbestimmten Anzahl von Pixelzeilen des Bilddatensatzes durch Vergleichen und Vereinigen einzelner Pixel zu rechteckigen Pixelblöcken, so daß jeder rechteckige Block einen einzelnen Farbraum-Koordinatenbezeichner hat, wobei die Blockgrößen eines Blocks mit programmierbarer vorbestimmter Größe gestaltet werden, und jeder rechteckige Block vollständig ist, wenn ein Farbdifferenz-Fehlerwert zwischen benachbarten Blöcken einen programmierbaren variablen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, so daß ein gefilterter Bilddatensatz aus rechteckigen Pixelblöcken ausgebildet wird und der Bilddatensatz durch den gefilterten Bilddatensatz ersetzt wird.
In einem weiteren grundlegenden Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Komprimierungsverfahren für Verbunddokumentdaten vor, das die Schritte umfaßt: Empfangen eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes, der eine Verbunddokumentseite wiedergibt; Extrahieren von Bilddaten aus dem Satz Bildbeschreibungsdaten; Filtern der Bilddaten und Ausgeben eines gefilterten Bilddatensatzes; Wiederherstellen des gefilterten Bilddatensatzes in dem Seitenbeschreibungs-Datensatz; Rastern des Seitenbeschreibungs-Datensatzes, welcher den gefilterten Bilddatensatz umfaßt; Ausgeben eines gerasterten Seitenbeschreibungs-Datensatzes; und Komprimieren der gerasterten Seitenbeschreibungsdaten und Ausgeben eines kompri mierten gerasterten Seitenbeschreibungens-Datensatzes. Die Bilddaten werden ausgehend von einzelnen Pixeln zu Pixelblöcken reduziert, welche Gruppen benachbarter Pixel wiedergeben, welche im wesentlichen identische Farbwerte aufweisen.
In einem weiteren grundlegenden Aspekt sieht die vorliegende Erfindung einen Computerspeicher mit einem Bilddaten-Filterprogramm vor, das umfaßt: Mittel zum Empfangen eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes, der eine Verbund-Dokumentseite wiedergibt; Mittel zum Extrahieren von Bilddaten aus dem Seitenbeschreibungs-Datensatz; Mittel zum Filtern der Bilddaten und Ausgeben eines gefilterten Bilddatensatzes; Mittel zum Wiederherstellen des gefilterten Bilddatensatzes in dem Seitenbeschreibungs-Datensatz; Mittel zum Rastern des Seitenbeschreibungs-Datensatzes, welcher den gefilterten Bilddatensatz aufweist; und Mittel zum Ausgeben eines gerasterten Bildbeschreibungs-Datensatzes.
In einem weiteren grundlegenden Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein computerunterstütztes Verfahren zum Verbessern der Komprimierbarkeit eines Verbunddokuments mit einzelnem Seitendatensatz vor, einschließlich der Schritte: Extrahieren von Pixelbilddaten aus dem Datensatz; Filtern der Pixelbilddaten, so daß Bildbereiche der im wesentlichen gleichen Farbe in einem kompressionsverbesserten Format sind; Rekombinieren des Bilddatensatzes, um ein Verbunddokument mit einem einzelnen Seitendatensatz in einem datenkompressionsverbesserten Format auszubilden; Rastern des in datenkompressionsverbessertem Format vorliegenden Verbunddokument-Datensatzes; und Ausführen eines Datenkomprimierungsprozesses bezüglich des Verbunddokument-Seitendatensatzes in datenkomprimierungsverbessertem Format. Der Schritt des Filterns umfaßt die Schritte: Vergleichen von Pixelpaaren; Mitteln repräsentativer Farbdaten des Pixelpaars, wenn die jeweiligen Pixelbilddaten bezüglich ihres Werts ausreichend nahe beieinander liegen, so daß die Druckqualität nur minimal beeinflußt wird, um die Pixelblöcke hinsichtlich eines einzelnen Farbwerts zur Verbesserung der Komprimierbarkeit auszubilden; und Mitteln von Pixelblöcken mit benachbarten Blöcken, um größere Blöcke bilden, bis eine vorbestimmte Überblock-Größe erreicht ist, oder bis eine Farbfehlertoleranz erreicht ist, wobei die Farbfehlertoleranz mit der Zunahme des Bereichs des Überblocks verringert wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine Datenkomprimierung für Dokumente vorgesehen wird, die eine Mischung von Text, Bilddaten und geschäftsbezogenen Gra fiken aufweisen, die schnell bei hohen Komprimierungsgraden komprimiert und dekomprimiert werden können.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß diese eine nahezu verlustlose Datenkomprimierung und -dekomprimierung vorsieht.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine Technik zur Verbesserung der Datenkompression vorgesehen wird, bei der eingestellt werden kann, inwieweit die Bildqualität zu Lasten des Komprimierungsgrads geht.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß Komprimierungsgrade für Bilddaten mit hoher Auflösungen erhöht werden, wobei im wesentlichen keine wahrnehmbaren Bildqualitätänderungen auftreten.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß Text- und Grafikabschnitte eines Verbunddokuments in einer verlustlosen oder nahezu verlustlosen Weise bei hohen Komprimierungsgraden komprimiert werden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß diese bei Bildern wirksam ist, die durch Pixelwiederholung bzw. Pixelreplikation auf eine höhere Auflösung skaliert wurden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß keine Datentrennung zwischen Bildern und Texten oder Computergrafiken während der Datenkomprimierung und Dekomprimierung erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß diese mittels Software implementiert werden kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine Softwareimplementierung eine schnellere Implementierung eine schnelle Umsetzung ermöglicht.
Ein weiter Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß diese eine geringe berechnungsbezogene Komplexität aufweist, wodurch schnelle Datenkomprimierung und -dekomprimierung vorgesehen wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß diese ein Zwischenformat spezifiziert, das von jedem Ursprungsformat in jedes Format innerhalb einer Ausdruck-Vorrichtung konvertiert werden kann.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Betrachtung der folgenden Erläuterung und der beigefügten Zeichnungen, wobei in allen Zeichnungen gleiche Bezugszeichen die gleichen Merkmale darstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm des Gesamtsystems und ein Verfahrens-Ablaufdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Überblick-Flußdiagramm eines Bilddaten-Filterzweigs des Systems und des Verfahrens, wie es in 1 dargestellt ist.
2A ist ein Unterprogramm-Flußdiagramm des Filterzweigs des in 2 gezeigten Systems und Verfahrens.
2B ist ein Unterprogramm-Flußdiagramm des Filterzweigs des in 2 dargestellten Systems und Verfahrens.
3A und 3B sind bildliche Wiedergaben der in 2A und 2B dargestellten Pixeldaten-Bearbeitungsunterprogramme und der Pixelrasteranordnung, die verwendet wird, um vereinigte Pixelblöcke zu erzeugen.
4 ist ein Übersichts-Flußdiagramm eines Datenkomprimierungszweigs des in 1 dargestellten Systems und Verfahrens.
4A ist ein Unterprogramm-Flußdiagramm des Datenkomprimierungszweigs des in 4 dargestellten Systems und Verfahrens.
4B ist ein Unterprogramm-Flußdiagramm des Datenkomprimierungszweigs des in 4 dargestellten Systems und Verfahrens.
5 ist eine schematische Darstellung der Ersetzungs-Datenzeichenkette für den Datenkomprimierungszweig des in den 4, 4A und 4B dargestellten Systems und Verfahrens.
Die Zeichnungen, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, sollen nicht als maßstabsgetreu angenommen werden, es sei denn, daß dies so bezeichnet ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Im weiteren wird im Detail auf eine spezielle Ausführung der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, welche von den Erfindern als die momentan beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung angesehen wird. Ferner werden alternative Ausführungen beschrieben, falls geeignet. Für die folgende Beschreibung wird ein grundlegendes Wissen eines Fachmanns für computerbezogene Farbbildbearbeitung und digitale Datenkomprimierung angenommen. Die hier verwendeten Bemerkungen sind für den Leser vorgesehen, wobei keinerlei Einschränkungen des Gebiets der Erfindung beabsichtigt ist, noch hiervon abgeleitet werden sollten.
Übersicht
Mit Bezug auf die 1 sieht die vorliegende Erfindung eine schnelle, rasterbasierte und verbesserte Datenkomprimierungstechnik zum Drucken von Verbunddokumenten vor, einschließlich der Vorverarbeitung von Bildern in einer originalen Seitenbeschreibungsform der Daten, bevor die Seitendaten gerastert und komprimiert werden. Computerprogramme erzeugen Seitenbeschreibungsdaten, (page description data, „PDD"), 103 in proprietären Datenformaten und in Datenformaten nach Industriestandard. Weitreichend bekannte Beispiele für vorgerasterte Seitenbeschreibungsdaten (PDD), sind PostScript^©,„Windows^© enhanced metafiles", PCL^©-5 (eine Druckersteuerungssprache, die von der Hewlett-Packard Company, der Anmelder der vorliegenden Erfindung, als weitverbreitete standardisierte Treibersoftware für Laserdrucker entwickelt und verbreitet wurde), QuickDraw^© Pict^©, und ähnliche Softwareanwendungen 101.
Bilddaten werden in einer beliebigen Art und Weise aus den PDD 103 extrahiert und an einen Bildfilter 201, 2, gesendet, bevor diese zurück zu einer Rasterungs-Engine 105, 1, gesendet werden. Die von den PDD 103 extrahierten Bilddaten werden in Form von Raum-Koordinaten Pixel für Pixel extrahiert [für die digitalen Rot/Grün/Blau Farbraum-Koordinatendaten in drei Gruppen „R_7–0 G_7–0 B_7–0"; für primäre Farbdaten in zyan/magental/gelb digitalisierte Daten in drei Gruppen „C_7–0 M_7–0 Y_7–0" (vgl. „Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae", von Wyszecki & Stiles, 2. Ausga be, 1982, von John Wiley & Sons)]. Der Bildfilterungsalgorithmus 201 wird bezüglich der ursprünglichen, unskalierten Bilddaten ausgeführt, wodurch diese für einen verlustlosen Komprimierungsalgorithmus komprimierbar werden.
Bilddatenfilter
Der Bildfilter 201 betrachtet zunächst Pixelpaare und mittelt die Daten, wenn die Pixel hinsichtlich ihres Werts ausreichend nahe beieinander liegen, um die Druckqualität minimal zu beeinflussen. In der bevorzugten Ausführung wird angenommen, daß verglichene Pixel im wesentlichen den „gleichen" Farbwert haben, wenn ihr Wert innerhalb eines vorbestimmten Werts liegt, d.h. eine anfängliche Farbdifferenz von: ERROR = (3·Rotwert-Differenz + 4·Grünwert-Differenz + 2·Blauwert-Differenz)/8 (Gleichung 1)wobei „Farbwert-Differenz" die räumliche Koordinatenwert-Differenz bedeutet (d.h. Rot-Koordinatenwert_{aktueller
Pixel} – Rot-Koordinatenwert_{Vergleichspixel}). Die Faktoren für jeden Wert in Gleichung 1 werden so gewählt, daß sie ungefähr der menschlichen visuellen Reaktion auf Farbkomponenten entspricht, wie sie durch eine Farb-Ausdruckvorrichtung, beispielsweise ein Tintenstrahldrucker, erzeugt werden. Der Filter vereinigt daraufhin Pixel, um „Blöcke" auszubilden. Wenn ein Block gemittelt wird [Rot_Ergebnis = (R_Pixel0 + R_Pixel1)/2; Grün_Ergebnis = (G_Pi _xel0 + G_Pixel1)/2; Und Blau_Ergebnis = (B_Pixel0 + B_Pixel1)/2, wobei die Standardfarbwerte der Pixel₀ und Pixel₁ in einem ausgewählten Standard-Tristimulus-Farbraumkoordinatensystem ausgedrückt sind], werden zwei Pixel innerhalb dieses Blocks tatsächlich auf einen einzelnen Farbwert gesetzt, wodurch die Komprimierbarkeit stark erhöht wird. Dadurch werden Pixelblöcke ausgebildet, die wiederum mit benachbarten Blöcken gemittelt werden können, um größere Blöcke oder „Überblöcke" bzw. „Superblöcke" zu bilden, die Pixel mit den gleichen Farbwerten enthalten, beispielsweise einen großen photografischen Bereich eines klaren blauen Himmels. In gleicher Weise können Pixel-Überblöcke iterativ gemittelt werden, bis eine vorbestimmte Überblock-Größe erreicht wird. Mit anderen Worten können rohe PDD-Pixel zu einer beliebigen Größe „anwachsen", die hinsichtlich der Farbfehlertoleranz oder einer vorbestimmten Größe praktisch erscheint. Mit dem Wachsen des Bereichs wird die Toleranz verringert. Der anfänglich zulässige Fehler nach Gleichung 1 wird jedesmal halbiert, wenn sich die Größe eines Blocks gemittelter Pixel in der x-Achse (horizontal entlang des Bildes) oder in der y-Achse (vertikal entlang des Bildes) verdoppelt. Das Wachsen der Blockgröße wird beendet, wenn der Fehlerwert den zulässigen Schwellwert überschreiten würde. In der bevorzugten Ausführung werden Blockgrößen bis zu 8x4 Pixel erzeugt, bis die Fehlertoleranz überschritten wird.
Der Filteralgorithmus 201 arbeitet mit einer vorbestimmten Anzahl von Pixelzeilen, beispielsweise vier Zeilen, um Pixel zu vergleichen, und um diese in rechteckige Pixelblöcke oder Überblöcke zu vereinigen, die eine einzige Farbe der Blöcke und eine vorbestimmter Größe aufweisen. Der erste Test 203 überprüft, ob eine ausreichende Anzahl von Zeilen in dem Datenstrom zur Filterung verbleiben.
Für dieses Beispiel soll angenommen werden, daß zumindest vier Zeilen in dem Bild zum Filtern verbleiben, wobei die Daten der ersten zwei der vier betrachteten Zeilen verarbeitet 205 werden, wie in 2A dargestellt ist. Es ist ferner vorteilhaft, gleichzeitig auf die 3A und 3B Bezug zu nehmen, die schematisch Pixelrasteranordnungen angeben, welche verwendet werden, um vereinigte Pixelblöcke gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
Die PDD-Zeilendaten 208 für zwei benachbarte Zeilen werden pixelweise verglichen 209. Im Rahmen der Beschreibung wird eine vorausgehende oder darüberliegende Pixelzeile in der y-Achse als „Norden" bezeichnet; benachbarte Spaltenpixel in der x-Achse werden als „östlich" und „westlich" zueinander bezeichnet; daher können benachbarte Pixel einer 2x2 Pixelgruppe als Nord/Süd/Ost/West/Nordost/etc. beschrieben werden. [Es ist zu beachten, daß Richtungen relativ sind, da PDD von oben nach unten, von unten nach oben, von links nach rechts und von rechts nach links bearbeitet werden können; daher werden diese Bezeichnungen zur Vereinfachung dieser Beschreibung verwendet und sind nicht als Beschränkungen des Gegenstands der Erfindung vorgesehen, noch sollte eine solche Absicht angenommen werden.] Bezugnehmend auf die 3B wird ein Raster ausgebildet, in dem dunkle vertikale Linien, die jede vier Pixel auftreten, den Ort angeben, an dem Blöcke vereinigt werden. Es werden Pixelgruppen von 2x2 verarbeitet. Eine logische UND-Verknüpfung, Schritt 211, gibt an, wenn eine Grenze gefiltert wird, die einem Vielfachen von vier entspricht.
Wenn keine Grenze vorliegt, die einem Vielfachen von vier entspricht, wird die 2x2-Pixelgruppe dahingehend markiert 215, daß sie zu filtern ist. Bei einer Grenze, die einem Vielfachen von Vier entspricht, werden die letzten 2x2 Pixel dahingehend markiert, daß sie nicht gemittelt sind, und die 2x2-Pixelgruppe wird dahingehend markiert 215, daß sie zu filtern ist. Die verbleibenden Schritte 217 bis 233 des Unterprogramms bzw. der Subroutine von 2A zeigen einen typischen Paar-Mittelungsprozeß für zwei Pixelzeilen. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß ein ähnliches Datenreduktions-Unterprogramm für einen Filter implementiert werden kann, der eine andere Größe als in dieser bestimmten beispielhaften Ausführung aufweist.
Für Pixel, die keine Farbdaten aufweisen, nämlich weiße Bereiche des Bildes, in denen das nördliche und das südliche Pixel beide weiß sind, fährt das Unterprogramm einfach mit den Schritten 219, 221 und 223 (kehre zurück und verschiebe Punkt) mit dem nächsten Pixel fort, das zum Vergleich zur Verfügung steht.
Wenn Farbdaten vorliegen (217, NEIN-Abzweig), ermittelt ein erster RELATIVER_FARBWERTFEHLER-Schwellwerttest 225 den Filterweg (in den Figuren wird der RELATIVE FARBWERTFEHLER auch als „Farb-Delta" bezeichnet). Wenn der relative Farbwertfehler kleiner als der vorbestimmte Schwellwert zwischen dem aktuellen Pixel und dem davon nördlichen Pixel ist 225, JA-Abzweig, werden das aktuelle Pixel und sein vertikal benachbartes Pixel, das nördliche Pixel, gemittelt 227, wie ebenfalls in der 3 durch den ersten „P"-Abzweig dargestellt ist, beginnend von der oberen linken Ecke der Zeichnung. In 3 ist zu bemerken, daß die mit „P" bezeichneten Pfeile den bevorzugten Datenverarbeitungsweg des Überblock-Wachstums darstellen; alternative Wege werden mit „A" bezeichnet. Das Ergebnis eines zweizeiligen Vergleichs von rohen PDD ist ein 4x2-Überblock.
Wenn der Unterschied zwischen einem aktuellen Pixel und seinem nördlichen Pixel mehr als der RELATIVE_FARBWERTFEHLER-Schwellwert 225 ist, NEIN-Abzweig, was bedeutet, daß zwischen dem aktuellen und dem nördlichen Pixel keine Datenreduktion stattfinden kann, dann wird der Ost-/Westvergleich, wie auch in der 3 dargestellt, durch den ersten A-Weg in der oberen linken Ecke ausgeführt. Eine Pixelmittelung, die schnell ermitteln kann, ob verbleibende Pixel bestehen, die noch gruppiert werden müssen, bis ein iterativer Test negativ ausfällt, fährt mit dem Weg fort, der mit 231 und 232 bezeichnet ist, solange ein anfängliches aktuelles Pixel zu einer vorbestimmten Überblock-Anordnung anwachsen kann. Das bedeutet für die vorliegenden beispielhaften Ausführung, bis der anvisierte 4x2-Block der zwei PDD- Reihen erreicht ist, oder bis eine Sackgasse in 3 erreicht wird, oder bis ein FEHLER-Wert den zulässigen vorbestimmten Schwellwert für den Block des Bereichs 2 überschreiten würde, wobei der anfängliche zulässige vorbestimmte Schwellwert 225, 226 iterativ für den folgenden Bereich halbiert wird 225', 225'', 226', 226''.
Dieser Pixelvereinigungsprozeß wird für die ersten zwei Pixelzeilen wiederholt, bis er beendet ist 209, und kehrt zum Prozeß der obersten Ebene von 2 zurück. Für die nächsten zwei Zeilen läuft ein identisches Unterprogramm 205 ab, das in 2 als Unterprogramm 205' bezeichnet ist. Nachdem die zwei Zeilen gefiltert sind, besteht ein Paar zu vereinigender 206 gefilterter Zeilendaten, welche vereinigte Blöcke einer Größe von bis zu 4x2 enthalten.
2B ist das Unterprogramm 206 (vergleiche auch 2) zum Vereinigen der Daten des Paars gefilterter Zeilen, um letztendlich einen 8x4-Blockwert vorzusehen, der zur Datenkomprimierung verwendet werden kann. Solange noch Pixelblöcke zum Vergleich 253 zur Verfügung stehen, können weitere gefilterte Zeilenpaare vereinigt werden. Um die Ergebnisse der Zeilenpaar-Filterunterprogramme 205, 205' zu ermitteln, ist ein Test implementiert 255. Wenn ein bevorzugter Weg „P" vollständig implementiert ist, bestehen, 255, Ja-Abzweig, zwei 4x2-Blöcke, die vertikal als Stapel angeordnet sind. In den darauffolgenden Unterprogrammschritten, die allgemein als Abzweigung 257 bezeichnet sind, werden zusammen mit den einzelnen Zeilenpixeldaten gefilterte Zeilenpaardaten mit dem iterativ halbierten FEHLER-Schwellwert 259, 259' verglichen. Der Prozeß springt 261 zurück zu dem nächsten Blocksatz der gefilterten Zeilenpaardaten.
Wenn eine alternative Abzweigung erforderlich ist, 255, Nein-Abzweig, werden die anfänglichen Zeilenpaar-Filterunterprogramme 205, 205' weniger als eine 4x2-Vereinigung erreicht haben, beispielsweise 2x1, 1x2, 2x4, abhängig von dem bestimmten in 3 verfolgten Weg. Daher werden alternative Filterwege, d.h. der allgemein bezeichnete Weg 263, fortgeführt, um solche kleineren Blöcke zu vereinigen, indem in gleicher Weise Blöcke betrachtet und gemittelt werden, wenn der iterativ halbierte FEHLER-Schwellwert gemäß der zu mittelnden Blöcke 265, 265', 265'' vorgesehen wird. Wenn keine zu betrachtenden Blöcke verbleiben 253, kehrt 265 der Prozeß zurück zum Bildfilterungsprogramm der obersten Ebene 201.
Der Filter der obersten Ebene 201 fährt 207 mit dem nächsten Raster bestehend aus vier Zeilen fort und wiederholt den Vorgang. Der Rasterversatz wird zyklisch wiederholt, wie in 3B dargestellt, um von dem Vereinigungsprozeß stammende visuelle Artefakte zu minimieren.
Bezugnehmend auf die 1 werden die durch das Filterprogramm 201 vollständig gefilterte PDD-Bilddaten mit den restlichen Daten, beispielsweise Text, Balkendiagramme, und ähnliches, neu kombiniert und in einer bekannten Weise gerastert 105, die für die einzelne Implementierung geeignet ist. Die gerasterte Seitenbeschreibung (rasterized page description), „RPD" 107 stellt nun einen Datensatz dar, der eine bezüglich des Bilddateninhalts eine komprimierbare Form aufweist, als die ursprüngliche PDD 103. Es wird auf den Vorteil hingewiesen, daß nach wie vor einzelne Datenseiten bestehen und gemäß bekannter Prozesse gerastert 107 werden; d.h., daß die Daten nicht in mehrere Kanäle unterteilt werden. Eine Komprimierungsalgorithmus-Engine 109 kann daher eine verlustlose Komprimierungstechnik sein, die üblicherweise für Text und geschäftsbezogene Datenarten reserviert ist.
Komprimierung
Die 4 zeigt eine bevorzugte Ausführung des Datenkomprimierungsalgorithmus 109 im Detail. Für einen Fachmann ist ersichtlich, daß andere Komprimierungsalgorithmen bezüglich RPD-Daten 400 verwendet werden können. Während die RPD-Daten 400 in der bevorzugten Ausführung durch den Satz 107 dargestellt sind, 1, der zur verbesserten Komprimierbarkeit gefiltert wurde, ist zu bemerken, daß die gerasterten Seiten-Beschreibungsdaten auch durch jeden anderen gerasterten Bilddatensatz vorgesehen sein können, der dafür vorbereitet ist, komprimiert zu werden.
Hauptsächlich kombiniert die nahezu verlustlose Version dieses Algorithmus 109 die Elemente des Lauflängencodierens mit einer anfangszeilenbezogenen (seed-row-relative) Wert-Codierung, die zur Bearbeitung eines RGB-Formats mit 24 Bit modifiziert ist, wobei die „Anfangszeile" eine vertikal benachbarte (d.h. darüberliegende oder „nördliche") Pixelzeile zu der Zeile ist, in der die aktuellen Pixeldaten vorliegen, die zur Komprimierung vorgesehen sind. In der bevorzugten Ausführung nimmt diese Komprimierungsformatierung nur Pixel auf, die sich sowohl von einem vertikal benachbarten Pixel als auch von einem horizontal benachbarten Pixel unterscheiden, beispielsweise das Pixel oberhalb („nördlich") und das Pixel zur linken („westlich"). Dies sind die logischen Auswahlmöglichkeiten, da die Werte hierzu aufgezeichnet wurden; jedoch sollte bemerkt werden, daß andere benachbarte Pixeldaten in glei cher Weise zum Farbwertvergleich verwendet werden können, und daß keine Beschränkung des Gegenstands der Erfindung vorgesehen ist noch daraus abgeleitet werden sollte, daß die nördlichen und westlichen Pixel in der bevorzugten Ausführung ausgewählt wurden.
Wenn ein aufgezeichnetes Pixel einen Wert aufweist, der im wesentlichen den gleichen Farbwert hat, wie das entsprechende Pixel in der Anfangszeile (vergleiche Schritt 451, infra), nämlich das zu dem aktuellen Pixel darüberliegende oder nördliche Pixel, wird dieses als eine relative Quantität mit 16 Bit aufgenommen, welche die Differenz codiert. Dadurch können gegenüber einem Feld mit 24 Bit viele Pixel in einem Feld mit 16 Bit codiert werden.
Insbesondere werden die RPD-Pixeldaten 400 von dem Komprimierungsalgorithmus 109 als Pixelzeilen-Paar betrachtet: eine „aktuelle Zeile" und deren nachfolgende Zeile, die „Anfangszeile", wobei wiederum angenommen wird, daß die Pixel eine relative vertikale Nord/Süd-Orientierung und eine horizontale Ost/West-Orientierung haben. Am Anfang einer Zeile folgt das „aktuelle Pixel" direkt auf den linken Rasterrand. Danach bezieht sich das „aktuelle Pixel" auf das Pixel in der aktuellen Zeile, das verarbeitet wird.
Das aktuelle Pixel wird mit einem vertikal benachbarten Pixel verglichen 403, 405, beispielsweise das nördlich gelegene Anfangszeilenpixel. Falls diese identisch sind, wird ein Versatzzähler inkrementiert 406. Ein Versatz bzw. Offset von null, „0", gibt das aktuelle Pixel an; ein Versatz von eins, „1", gibt das Pixel an, das auf das aktuelle Pixel folgt. Wenn diese nicht identisch sind 405, wird das aktuelle Pixel mit dem folgenden westlich angeordneten Pixel 401', 407 verglichen. Wenn diese identisch sind, wird eine Ersetzungspixel-Lauflängen-Komprimierung (Replacement Pixel Run, „RPR" Compression) verwendet 409, 4B. Wenn diese nicht identisch sind, wird ein relativer Ersetzungspixel-Datenwert erzeugt 411, 4A.
5 zeigt ein Codierungsformat für komprimierte Rasterpixeldaten, RPD. Die Daten 501 sind gebildet aus einem Befehlsbyte und optionalen Anfangszeilen-Versetzungswertfelder, Ersetzungszähler-Wertfelder und Farbdaten. Die Ersetzungspixeldaten ersetzen die rohen RPD mit einer Ersetzungs-Datenzeichenkette, die hier auch als „relative Wertzeichenkette" bezeichnet wird, die aus einem Befehl und Farbdaten bestehen; bei Bedarf wird ein optionaler Anfangszeilen-Versatzwert und Ersetzungszählerwert-Felder vorgesehen. Ein Raster wird durch eine Folge von Ersetzungszeichenkette beschrieben.
Das „Befehlsbyte" hat vier Abschnitte:

(1) „CMD-Bit",
(2) „Pixelquellbit",
(3) „Quellzeilenzähler", und
(4) „Ersetzungszähler", wobei

4A

4B

0: = neue Farbe (es wird keine Zwischenspeicherung bzw. Cacheing verwendet),
1: = verwende westliche Farbe (d.h. vorangehende Spalte, gleiche Zeile),
2: = verwende nordöstliche Farbe (d.h. darüberliegende Zeile, folgende Spalte),
3: = verwende eine zwischengespeicherte Farbe, wobei Pixelquellbits der RPR-Gruppe die Farbe für eine gesamte Komprimierungslauf des in 4B dargestellten Wegs darstellen, da nur eine Farbe spezifiziert werden muß; und für RPL-Datenkomprimierungslauflängen des in 4A dargestellten Wegs geben die Pixelquellbits die Farbe nur für das Anfangspixel in dem Lauf an und die verbleibenden Pixel werden in dem Datenbytes-Feld codiert; und die zwischengespeicherte Farbe wird durch jede neue codierte Farbe aktualisiert (per Definition beginnt der Farbzwischenspeicher für jedes Raster mit weiß); die Stelle bezieht sich auf die aktuelle Pixelstelle nach dem Anfangszeilen-Kopielauf (wobei „Anfangszeilen-Kopierlauf" die Anzahl aufeinanderfolgender Pixel bedeutet, die von der Anfangszeile zu kopieren sind);

Wenn der Anfangszeilenzähler des Befehlsbytes größer als zwei ist, werden zusätzliche Versetzungswerte in dem optionalen Pixelbytefeld der Ersetzungsdatenzeichenkette gesetzt, die zu dem gesamten Anfangszeilenzähler hinzugefügt werden. Dies wird durchgeführt, bis das letzte Anfangszeilenzählerbyte einen Wert kleiner als 255 angibt. Wenn der Ersetzungszähler in dem Befehlsbyte größer als sechs ist, werden weitere Werte in dem optionalen Ersetzungszählerbytefeld der Ersetzungsdatenzeichenkette zu dem gesamten Ersetzungszähler hinzugefügt. Dies wird durchgeführt, bis der letzte Ersetzungszählerwert einen Wert kleiner als 255 angibt.
Wenn das CMD-Bit gleich „0" ist, sind die Ersetzungsdaten eine RPL-codierte Zeichenkette. Die Anzahl von Pixel, die direkt einem Befehl und dessen optionalen Bytes folgt, entspricht dem Ersetzungszähler +1. Wenn die Pixelquelle weder eine neue Farbe noch das erste Pixel angibt, tritt eine Ausnahme auf, woraufhin die Anzahl an Pixeln, die dem Befehl und dessen optionalen Bytes folgen, dem Ersetzungszähler entsprechen.
Wenn das CMD-Bit „1" ist, dann sind die Ersetzungsdaten eine RPR-codierte Zeichenkette; es können optionale Anfangszeilenzählerbytes und Ersetzungszählerbytes hinzugefügt werden. Wenn das Pixelquellbit eine neue Farbe anzeigt, wird es in dem Datenbytefeld codiert. Anderenfalls ergibt sich die Farbe des RPR aus einer anderen Quelle, die im weiteren beschrieben ist, und es existieren keine Datenbytes. Wie auch im Fall von RPL-Daten, ist ein codiertes Pixel im absoluten Format oder ist ein relativer Wert, d.h. in einem codierten Ersetzungsformat. Die Länge der Lauflänge entspricht in Pixeln dem Ersetzungszähler +2.
In Kombination mit 4 zeigt die 4A einen RPL-Datengruppen-Komprimierungslauf, d.h., daß das RPR-Bit = 0 ist. Jede aktuelle Pixelfarbe wird entweder als absoluter RGB-Wert oder als RGB-Wert codiert, der in relativem Verhältnis zu dem entsprechenden Quellzeilenpixel steht. Es werden nur Pixel in der aktuellen Zeile ersetzt, die sich von dem entsprechenden Quellzeilenwert unterscheiden. Der relative Farbpixelwert ist eine Zahl mit Vorzeichen, die der entsprechenden R, G oder B-Komponente des aktuellen Quellzeilen-Vergleichspixels entspricht, die dieser zugeordnet ist. Aus der 4 ist ersichtlich, daß das aktuelle Pixel nicht den gleichen Wert wie sein nördliches Quellzeilenpixel aufweist, Schritt 405, NEIN-Abzweig. Es wird ermittelt 407, ob das aktuelle Pixel den gleichen Farbwert wie das vorbestimmte benachbarte Pixel der aktuellen Zeile bzw. östliche Pixel aufweist. In diesem Fall läuft ein RPR-Komprimierungsunterprogramm 411 ab, falls nicht, läuft ein Unterprogramm 409 für Rohpixel-Vergleichsunterschiedskomprimierung oder für RPL-Daten ab.
Wenn das aktuelle Pixel nicht die gleiche Farbe wie das westliche Pixel aufweist, ermittelt 421 das RPL-Datenunterprogramm 409 zunächst, ob das aktuelle Pixel als identisch zu der zuletzt zwischengespeicherten Farbe definiert ist, und das Pixelquellbit wird auf drei gesetzt 423 (vergleiche die obengenannte Erklärung zur 5). Falls nicht zutreffend, wird das aktuelle Pixel mit einem darüberliegenden nächsten Spaltenpixel, das „nordöstliche" Pixel, verglichen 425. Falls zutreffend, wird das Pixelquellbit auf zwei gesetzt 427. Falls nicht zutreffend, wird das aktuelle Pixel mit dem vorhergehenden Pixelfarbwert der aktuellen Zeile verglichen 429. Falls diese gleich sind, wird das Pixelquellbit 431 auf eins gesetzt, falls nicht, wird das Pixelquellbit auf null gesetzt 433, und die zwischengespeicherte Farbe ist die aktuelle Pixelfarbe.
Wenn das Pixelquellbit entsprechend gesetzt ist, wird ermittelt 435, ob das zu dem aktuellen Pixel nordöstliche Pixel und das zu dem aktuellen Pixel östliche Pixel ungleich sind, und ob das aktuelle Pixel und das östliche Pixel ungleich sind, und ob das Ende der Zeile noch nicht erreicht wurde. In diesem Fall kann der Test um ein Pixel weiter bzw. östlich verschoben werden und erneut ablaufen, wobei jedesmal der Ersetzungszähler inkrementiert wird, Schritt 437. Wenn der Test 435 schließlich ein negatives Ergebnis liefert, wird ermittelt 439, ob das westliche Pixel das gleiche wie das aktuelle Pixel ist. Falls dies nicht zutreffend ist, wird die Versatzlänge und der Ersetzungszähler gesetzt 441; falls zutreffend, sichert 443 der Prozeß ein Pixel in beiden Zeilen, wobei der Pixelzähler zur Zeilenende-Ermittlung dekrementiert wird, und woraufhin die Versatzlänge und der Ersetzungszähler 441 gesetzt werden. Wenn der bezüglich des Laufs durchgeführte Prozeß am Ende einer aktuellen Zeile angekommen ist 445, kehrt der Prozeß zu dem Programm der obersten Ebene zurück, wobei ein Komprimierungslauf bezüglich der nächsten Zeile der RPD-Daten 403 begonnen wird, wenn die aktuelle Zeile nicht die letzte Zeile 413 war und der Komprimierungsablauf nicht beendet ist 415. Falls dies nicht zutrifft, wird am Ende einer aktuellen Zeile das Pixelquellbit zurückgesetzt, vergleiche Schleife 447, 449, 445, 447. Daraufhin wird eine Ermittlung 451 durchgeführt, ob das aktuelle Pixel, d.h. das Pixel, welches den Vergleich-und-Verschiebe-Test gerade abgeschlossen hat, codiert werden kann, wodurch der Datensatz verringert wird.
Abhängig von der Entscheidung 451, ob ein relativer Farbpixelwert oder ein absoluter Farbkoordinatenpixelwert verwendet wird, wird ein RPL-Datenlauf 409 oder ein RPR-Datenlauf 411, 4B, verwendet. In Kombination mit 4 wird ein RPR-Gruppenkomprimierungslauf 411, d.h. das RPR-Bit = 1, bezüglich des aktuellen Pixels durchgeführt, wenn 407 das aktuelle Pixel die gleiche Farbe wie das dazu östliche Pixel aufweist. Das Unterprogramm 411 gleicht hinsichtlich des Setzens des Pixelquellbits dem Unterprogramm 409, ohne die schrittweise Beschreibung hier erneut darzulegen. Daher wird eine bekannte Lauflängencodierung verwendet, in Kombination mit dem gleichen Zwischenspeicherungsverfahren, wie bei dem RPL-Datenlauf. Auch hier können optionale Versatzbytes und Ersetzungsbytes hinzugefügt werden. Das zu wiederholende einzelne Pixel folgt dem Befehlsbyte entweder als absoluter Wert oder als relativer Wert. Die Länge des Laufs entspricht in Pixeln |Replacement Count+2|.
Daher wird im Kern des Komprimierungsalgorithmus für beide Unterprogramme die Entscheidung 451 verwendet, ob ein relativer Farbpixelwert oder ein absoluter Farbkoordinatenpixelwert in dem Datenfeld verwendet wird, wobei gilt: –16 ≤ Rotaktuell(7,0) – RotAnfangszeile(7,0) ≤ 15 (Gleichung 2) –16 ≤ Grünaktuell(7,0) – GrünAnfangszeile(7,0) ≤ 15 (Gleichung 3) –32 ≤ Blauaktuell(7,0) – BlauAnfangszeile(7,0) ≤ 30 (Gleichung 4) wobei bei einem positiven Ergebnis die aktuellen Pixeldaten als relativer 15-Bit-Wert ausgegeben werden, und bei einem negativen Ergebnis absoluter 23-Bit-Wert ausgegeben werden, wie ebenfalls in 5 dargestellt ist. Ersetzungspixel erfordern üblicherweise 3 Bytes, um das RGB-Pixel mit 24 Bit vollständig zu definieren. Jedoch sind die meisten Ersetzungspixel im wesentlichen gleich den entsprechenden Pixeln in der vorangehenden Zeile. Dadurch können die meisten Pixel als Satz dreier relativer Werte codiert werden, wobei jede RGB-Komponente als small signed integer definiert wird, der der entsprechenden Anfangszeilenpixelkomponente hinzugefügt wird, um das aktuelle Pixel zu erzeugen. Da sich einige Pixel hinsichtlich der Farbe wesentlich unterscheiden und eine vollständige Definition als RGB mit 24 Bit erfordern, sieht die vorliegende Erfindung einen Weg vor, um anzugeben, ob das codierte Pixel ein relativer Farbpixel oder ein absoluter Farbpixel ist. Diese Angabe wird vorgesehen, indem ein einzelnes Bit in dem codierten Pixel reserviert wird, um anzugeben, ob es entweder ein relatives Pixel mit 15 Bit oder ein absolutes Pixel mit 24 Bit ist. Ferner wird die Komprimierungs- und Dekomprimierungskomplexität und die Rechenzeit stark verringert, in dem das Komprimierungsformat alle Befehle und Daten als vollständige Byte-Quantitäten codieren kann. Daher erfordert ein Flagbit bzw. Markierungsbit für relative Pixel 511, 5, daß ein absoluter Pixelwert von 24 Bits auf 23 Bits verringert wird, um Platz für das Flagbit für relative Pixel zu reservieren. Da der blaue Kanal wesentlich schwächer wahrgenommen wird, als der rote oder der grüne Kanal, kann bei den meisten Anwendungen blau dementsprechend mit nur 7 Bits Auflösung codiert werden; aus diesem Grund ergeben sich die Unterschiede in der Gleichung 4. In gleicher Weise verzichtet ein relatives Pixel mit 15 Bit (ein Satz von fünf Quantitäten für R, G und B mit Vorzeichen) auf das am wenigsten signifikante Bit für den blauen Kanal, wodurch der blaue Kanal mit einem Dynamikbereich von –32 bis +30 codiert werden kann, statt der –16 bis +15 für die Farben rot und grün. [Während diese bevorzugte Ausführung für industrielle Anwendungen des Tintenstrahldruckens geeignet ist, ist für einen Fachmann der Datenkomprimierung ersichtlich, daß ein vollständig verlustloser Algorithmus, der den blauen Kanal mit einer vollen Präzision von 8 Bits codiert, diesen codieren kann, indem dieser mit dem relativen Farbabschnitt des Komprimierungsalgorithmus vermischt wird, oder indem nicht im Byteformat angeordnete Daten zugelassen werden, so daß das 1-Bit-Flag zusammen mit dem vollständigen absoluten RGB-Farbwert von 24 Bit codiert werden kann.]
Ein aktueller Pixelfarbwert, d.h. das Farbraum-Datentriplet innerhalb der Randbedingungen der Gleichungen 2 bis 4 wird durch einen relativen Wert mit 16 Bit des bekannten Anfangszeilenpixels ersetzt, 453, 453'. Ein aktuelles Pixel außerhalb der Randbedingungen ergibt 455, 455' die absoluten Farbbits, mit 24 Bit.
Bei einem RPL-Datenkomprimierungslauf 409 kann das Unterprogramm 409 zu dem nächsten Pixel in der Quellzeile und aktuellen Zeile schreiten, bevor die Ersetzungszeichenkette ausgegeben wird, da das aktuelle Pixel nicht das gleiche wie das davon nördliche Pixel 405/Nein oder das dazu westliche Pixel 407/Nein ist, wodurch die Schleife bis zum Ende der Zeile durchlaufen wird, bevor diese zurück zu dem Programm der obersten Ebene 109 zurückkehrt. Bei einem RPR-Komprimierungslauf 411, in dem das aktuelle Pixel das gleiche wie das dazu westliche Pixel ist, kehrt 459 der Lauf direkt zurück zum Programm der obersten Ebene 109. Daher behält der Komprimierungsalgorithmus 109 einzelne Pixelbilddatenwerte des Farbbild-Rasterdatensatzes bei, die sich von dem dazu benachbarten nördlichen Pixel und von dem dazu benachbarten nordöstlichen Pixel, und dem dazu benachbarten westlichen Pixel sowie jeglichen zwischengespeicherten Pixeldaten unterscheiden, wodurch individuelle Pixelbilddaten für Pixel in der aktuellen Pixelzeile codiert werden.
Es ist ersichtlich, daß in Kombination mit der zwischengespeicherten Information, welche von dem Pixelquellbit vorgesehen wird, eine Anzahl von Pixeln in einer aktuellen Zeile, welche innerhalb der Entscheidungsgrenzen liegen, durch eine einzelne Zeichenkette ersetzt werden können. Die vorliegende Erfindung sieht eine Datenkomprimierung für Bilder vor, die insbesondere effektiv bei Bildern ist, die auf eine höhere Rasterauflösung skaliert wurden. Die meisten Bilder mit 300 dpi, welche auf 600 dpi durch Pixelwiederholung vorgesehen wurden, können mit einem Verhältnis von 18:1 komprimiert werden; Bilder mit 150 dpi (Punkte pro Zoll, dots per inch), die auf 600 dpi skaliert wurden, können mit einem Verhältnis von 70:1 komprimiert werden. Ferner ist die Dekomprimierung relativ schnell, wenn diese durch Software gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist. Tests haben gezeigt, daß ein Motorola^® Coldfire 3-Prozessor mit 48 MHz ein typisches geschäftsbezogenes Grafikdokument in voller Farbauflösung mit einer Größe von 8x10 Zoll (20,32x25,4 cm) und einer Auflösung von 600 dpi innerhalb von weniger als 100 Millisekunden dekomprimiert, wobei ein Farbbild einer ganzen Seite mit 300 dpi, das auf 600 dpi gerastert wurde, in weniger als 2 Sekunden dekomprimiert wird.
Daher sieht die vorliegende Erfindung eine schnelle, rasterbasierte Datenkomprimierungstechnik zum Drucken von Verbunddokumenten vor, in denen Bilder in einem ursprünglichen Seitenbeschreibung-Datenformat verarbeitet werden, bevor diese gerastert werden, und die gerasterte Seitebeschreibung komprimiert wird. Es wird eine schnelle, rasterbasierte, im wesentlichen verlustlose (vgl. 4) Datenkomprimierungstechnik zum Drucken von Verbunddokumenten mit gefilterten Bilddaten vorgesehen, wodurch sich relativ hohe Komprimierungsverhältnisse bei Verbunddokumenten ergeben. Insgesamt ist dieses Systemverfahren wesentlich schneller, als das Komprimieren skalierter Bilddaten, da wesentlich weniger zu verarbeitende Daten vorliegen (beispielsweise enthält ein Farbfotobild mit 150 dpi und 8x10 Zoll (20,32x25,4 cm) ungefähr 5,1 Megabyte Daten, jedoch würde dieses nach dem Skalieren auf 600 dpi ungefähr 82 Megabyte Daten enthalten).
Bezugnehmend auf 1 besteht die Ausgabe des Komprimierungsalgorithmus aus den komprimierten Rasterdaten 111, die effizient über die Eingabe/-Ausgabe-Verbindung übertragen werden können.
Die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird zum Zwekke der Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auszudehnen oder diese auf die genaue Formulierung oder auf die beispielhaften offenbarten Ausführungen zu beschränken. Offensichtlich können zahlreiche Modifikationen und Änderungen durch den Fachmann ausgeführt werden. In gleicher Weise kann jeder beschriebene Verfahrensschritt durch andere Schritte ausgetauscht werden, um das gleiche Ergebnis zu erreichen. Die Ausführung wurde gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und deren beste Art und Weise der praktischen Anwendung am besten zu erläutern, so daß der Fachmann in die Lage versetzt wird, die Erfindung hinsichtlich zahlreicher Ausführungen und verschiedener Modifikationen zu verstehen, die an die bestimmte Verwendung oder dargestellte Implementierung angepaßt sind. Der Umfang der Erfindung soll durch die hier angefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert sein.

Claims

Verfahren zum Filtern eines Bildaten-Teilsatzes eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes eines Verbunddokumentes, mit den Schritten: Empfangen (101, 103) eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes einschließlich zumindest eines Bilddaten-Teilsatzes; Filtern (201) von Bilddaten des Bilddaten-Teilsatzes durch Vergleichen benachbarter Pixel und Vereinigen benachbarter Pixel zu Pixelblöcken, wenn innerhalb aller einzelnen Pixel die Unterschiede im Farbwert kleiner als ein anfänglicher vorherbestimmter Schwellwert sind, wobei jeder Pixelblock eine Vielzahl von Pixeln ist, der durch die Pixelblockgröße, den Ort in dem Bilddaten-Teilsatz und einen Mittelwert von im wesentlichen identischen Farbwerten benachbarter Pixel (205–207) beschrieben ist; Beenden des Vereinigens, wenn verglichene Pixel zu einem Block einer vorbestimmten Größe vereinigt wurden oder wenn verglichene Pixel einen vorbestimmten Schwellwert zum Bilden der im wesentlichen identischen Farbwerte (225, 226) überschritten haben; Ausgeben (204) der Pixelblöcke als ein gefilterter Bilddaten-Teilsatz; und Wiederherstellen (105) des gefilterten Bilddaten-Teilsatzes in dem Seitenbeschreibungs-Datensatz.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Filterns durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Ermitteln (231, 232), wenn verglichene Pixel zu einem Pixelblock einer ersten vorbestimmten Größe vereinigt wurden oder wenn verglichene Pixel einen vorbestimmten Schwellwert zum Bilden der im wesentlichen identischen Farbwerte überschritten haben.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Ermittelns, wenn verglichene Pixel einen vorbestimmten Schwellwert überschritten haben, durch die folgende Schritte gekennzeichnet ist: a. sequentielles Vergleichen benachbarter einzelner Pixel in ersten benachbarten Pixelzeilen; b. Vereinigen benachbarter einzelner Pixel zu ersten Pixelblöcken, wenn innerhalb aller einzelnen Pixel die Unterschiede im Farbwert kleiner als ein anfänglicher vorbestimmter Schwellwert sind; c. wiederholtes Vergleichen benachbarter Pixelblöcke mit den ersten Pixelblöcken und Vereinigen der ersten Pixelblöcke mit benachbarten Pixelblöcken, wenn zwischen benachbarten Pixelblöcken der Unterschied im Farbwert kleiner als ein vorbestimmter anfänglicher Schwellwert ist, der für jedes wiederholte Vergleichen iterativ um ein vorbestimmtes Verhältnis verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner durch die Schritte gekennzeichnet ist: d. Wiederholen der Schritte a. bis c. für einen Satz einer vorbestimmten Anzahl zweiter benachbarter Pixelzeilen bis zu einem Satz einer vorbestimmten Anzahl der ersten benachbarten Pixelzeilen; und e. Vereinigen von Pixelblöcken der ersten benachbarten Pixelzeilen mit benachbarten Pixelblöcken der zweiten benachbarten Pixelzeilen zu größeren Pixelblöcken, so daß jeder der größeren Pixelblöcke kleiner oder gleich einem Pixelblock einer zweiten vorbestimmten Größe ist, wenn zwischen benachbarten Pixelblöcken der Unterschied im Farbwert kleiner als ein vorbestimmter anfänglicher Schwellwert ist, der für jeden wiederholten Vergleich um ein vorbestimmtes Verhältnis iterativ verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner die Schritte umfaßt: f. zyklisches Verschieben (207) ausgewählter benachbarter Pixelzeilen, so daß jede Pixelzeile des Bilddaten-Teilsatzes mit jeder dazu benachbarten Pixelzeile verglichen wird.
Computervorrichtung mit einem Bilddaten-Filterprogramm, welches das Verfahren von Anspruch 1 ausführt.
Computervorrichtung nach Anspruch 6, die umfaßt: Mittel (103) zum Empfangen eines Seitenbeschreibungs-Datensatzes, der eine Verbund-Dokumentseite darstellt; Mittel (201) zum Extrahieren von Bilddaten aus dem Seitenbeschreibungs-Datensatz; Mittel (201) zum Filtern der Bilddaten und Ausgeben eines gefilterten Bilddatensatzes; Mittel (105) zum Wiederherstellen des gefilterten Bilddatensatzes in dem Seitenbeschreibungs- Datensatz; Mittel (105) zum Rastern des Seitenbeschreibungs-Datensatzes, welcher den gefilterten Bilddatensatz aufweist; und Mittel (107) zum Ausgeben eines Satzes gerasterter Seitenbeschreibungsdaten.
Computervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Mittel zum Filtern der Bilddaten und Ausgeben eines gefilterten Bilddatensatzes gekennzeichnet sind durch: Mittel (205) zum Verringern der Bilddaten durch Vereinigen einzelner benachbarter Pixel mit im wesentlichen identischen Farbwerten zu Blöcken, wobei jeder Block mittels einer Pixelrastergröße, Ort der Bilddaten und ein Mittelwert der im wesentlichen identischen Farbwerte beschrieben ist.
Computervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Verringern der Bilddaten durch Vereinigen einzelner benachbarter Pixel mit im wesentlichen identischen Farbwerten zu Blöcken ferner umfaßt: Mittel (231, 232) zum Ermitteln, wenn verglichene Pixel zu einem Block einer vorbestimmten Größe vereinigt wurden, und Mittel (225, 226) zum Ermitteln, wenn verglichene Pixel einen vorbestimmten Schwellwert zum Bilden der im wesentlichen identischen Farbwerte überschritten haben.
Rechenvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Mittel zum Verringern der Bilddaten durch Vereinigen einzelner benachbarter Pixel mit im wesentlichen identischen Farbwerten zu Blöcken ferner umfaßt: Mittel (207) zum zyklischen Verschieben der Mittel zum Verringern, so daß jede Pixelzeile mit beiden dazu benachbarten Pixelzeilen verglichen wird.