WO1992015171A1 - Verfahren und vorrichtung zur filterung von signalen - Google Patents

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WO1992015171A1
WO1992015171A1 PCT/DE1992/000086 DE9200086W WO9215171A1 WO 1992015171 A1 WO1992015171 A1 WO 1992015171A1 DE 9200086 W DE9200086 W DE 9200086W WO 9215171 A1 WO9215171 A1 WO 9215171A1
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Fritz Lebowsky
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Linotype-Hell Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
    • H04N5/205—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic
    • H04N5/208—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic for compensating for attenuation of high frequency components, e.g. crispening, aperture distortion correction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/409—Edge or detail enhancement; Noise or error suppression

Definitions

  • the invention relates to a method for filtering signals in which signal amplitudes can be assigned to a quantized two-dimensional reference plane and in which a filtered signal can be added to an unfiltered input signal in order to amplify a useful signal component after filtering out constant components and high-frequency components.
  • the invention also relates to a device for filtering signals in which signal amplitudes can be assigned to a quantized two-dimensional reference plane and in which a crossover branching the input signal and a frequency-dependent filter arranged in a filter branch are provided.
  • Devices of this type are used in particular in electronic image processing devices in order to improve the image quality of images. Such image courses occur particularly in the field of digital image processing and are improved in terms of their meaningfulness with the aid of the filter device.
  • a filter device known according to the prior art is used, for example, in the
  • EP-B-0051 068 It has been shown, however, that the known filtering methods and filtering devices in particular do not provide satisfactory results if the amplitude of the useful signal is not significantly greater than the amplitude of superimposed interference. The result of this is that signals with a low signal-to-noise ratio can only be filtered inadequately. For example, if there are only weakly formed, comparatively regular textures on a surface in the case of image signals, it is already comparatively small with the conventional methods Disruptions not possible to make a sufficiently sharp work out of the contours delimiting the texture elements.
  • the object of the present invention is therefore to improve a method of the type mentioned in the introduction in such a way that high-quality filtering of signals with a low signal-to-noise ratio is made possible.
  • This object is achieved in that after frequency filtering of the signal component to be filtered in at least one contour filter stage, components of the signal component to be filtered with an amplitude above a predeterminable threshold value are eliminated, the threshold value is adaptively adjusted as a function of an amplitude of the input signal and before one Providing an overall filter signal, the output signal of the contour filter stage for generating the overall filter signal is subtracted from the output signal of the frequency filter.
  • Another object of the present invention is to improve a device of the type mentioned in the introduction so that it is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the frequency-dependent filter is provided with at least a lower cut-off frequency
  • the output signal of the filter branches in the area of a filter filter and is supplied to at least one contour filter which eliminates contour signal components and to a subtraction stage in the area of which
  • the output signal of the contour filter is subtracted from the output signal of the filter.
  • a filter branch does not exclusively reduce noise components here, but instead, conversely, an elimination of contour components from a signal component to be filtered is carried out first in a subordinate filter level.
  • the aim of this subordinate filter level is to provide a signal which, if possible, does not contain any contour information and which, when subtracted from the output signal, preferably Filters designed as high-pass filters are not reduced in contour information.
  • contour information the associated amplitudes of which are smaller than the noise components mixed with the contour information.
  • processing image information for example, even with textures pronounced in the area of a base with low intensity, these can be amplified within a noisy signal. This amplification can be carried out without information about the content of the input signal.
  • this method can be used to find unknown contour information.
  • contours of different intensities are successively eliminated in the area of the subordinate filter level.
  • This cascading has the advantage that the dimensioning of the filter elements used in each stage can be adapted to the noise component which increases in the direction of signal flow with respect to the remaining contours in relation to the intensity.
  • At least one anisotropic low-pass filter be arranged in at least one of the contour filter stages, which has a predeterminable orientation and length for the detection of contour components.
  • the use of anisotropic low-pass filters has the advantage that, for the recognition of a contour, not only is an amplitude of information assigned to a specific coordinate evaluated, but because it is exploited that contours are characterized by amplitude profiles that are lined up in the direction of a specific profile within the reference plane. On the other hand, disturbances essentially occur according to statistical distributions. To find weak contours, it is therefore advisable to use anisotropic low passes, in which a comparatively large number of coordinates are evaluated within the reference plane.
  • At least two stage elements are arranged within a contour filter stage, to which anisotropic low-pass filters with different orientations are assigned within the reference plane.
  • This arrangement of differently oriented anisotropic low-pass filters within a contour filter stage makes it possible to find contours of preselectable intensity on each of the contour filter levels with a high degree of certainty. This enables an optimal dimensioning of a subsequent contour filter stage, since contours above a certain intensity are unlikely to be expected in the subsequent stage.
  • isolated signal components are eliminated within the reference plane by setting the signal amplitudes assigned to the coordinates in question to a value of zero. Assigning the value zero has the advantage that queries to be carried out in subsequent digital processing can be carried out with very little computational effort. As a result, a high processing speed is achieved, which allows very high transmission speeds, in particular when the device is used in the area of a device for image reproduction technology or in the area of telecommunications. Isolated amplitudes are most likely associated with high intensity interference.
  • a device for filtering signals essentially consists of a switch (1) in which there is a switch located at an input (2)
  • Input signal is branched into a continuous branch (3) and a filter branch (4).
  • the part of the input signal passed into the filter branch (4) is first fed to a high pass (5), which is a has two-dimensional mode of action. Due to the two-dimensional mode of action of the high-pass filter (5), localizable pixels with their assigned amplitude values can be taken into account in high-pass filtering with respect to the course of coordinate axes (7, 8) within a quantized reference plane (6). In principle, a bandpass can also be used instead of the high pass (5).
  • a basic arrangement of the pixels assigned to the coordinate axes (7, 8) in the reference plane (6) is shown in FIG. It can be seen from the block diagram structure of the device shown in FIG.
  • a filter switch (9) is arranged in the signal flow direction behind the high-pass filter (5), in which the signal leaving the high-pass filter (5) is coupled into a coupling branch (10) and a contour filter branch (11 ) is divided.
  • Contour filter stages (12) are arranged within the contour filter branch (11), in which contour components are detected and eliminated from the signal component passed on via the contour filter branch (11).
  • the signal leaving the contour filter branch (11) is subtracted in a subtraction stage (13) from the signal portion passed on via the coupling branch (10).
  • a subtraction stage (13) from the signal portion passed on via the coupling branch (10).
  • Subtraction stage (13) thus has a contour signal largely free of noise components.
  • This signal is amplified in an amplification stage (15) and then added in a merging (16) to the portion of the input signal passed on via the continuous branch (3).
  • This produces a signal which can be tapped at an output (17) and which has a significantly higher signal-to-noise ratio than the signal present at the input (2).
  • FIG. 12 An example of the sequence of the selection process in the case of an amplitude assignment within the reference plane (6) according to FIG. 12 is shown in FIG.
  • the coordinate E is first checked whether it has a value other than zero. If this is not the case, a next pixel can be checked immediately. If the coordinate E is assigned an amplitude other than zero, the coordinates in their immediate vicinity are checked one after the other until an amplitude value other than zero has been found. If such an amplitude value is found, the next pixel is also analyzed. If all coordinates in the immediate vicinity of coordinate E have an amplitude value of zero, the amplitude assigned to coordinate E is set to zero.
  • each of the step elements (18) consists of an anisotropic low-pass filter (22) and a threshold value element (23).
  • the threshold value elements (23) it is possible to eliminate signal components below a predefinable threshold value (24) and to let signal components above the threshold value (24) pass unchanged or to multiply them by an amplification factor.
  • the anisotropic low-pass filter (22) has a filter orientation within the reference plane (6).
  • a simply constructed anisotropic low-pass filter (22) is oriented, for example, in the direction of one of the coordinate axes (7, 8) and evaluates areas within the reference plane (6) that have a width of preferably one quantization level and a length of a predefinable number of quantization levels. For example, three or five quantization levels can be used as the length for simple low-pass filters (22).
  • the outputs of the threshold value elements (23) are connected to a logic element (25) in which a logical OR operation is carried out.
  • the output of the logic element (25) is connected to the detector (21), in which the signal provided by the logic element (25) is subtracted from the signal supplied via the filter stage input (19). The contours determined in the area of the step elements (18) are thus eliminated.
  • FIG. 3 shows a detailed circuit of components for realizing a cascaded filter in the area of an input stage.
  • the circuit according to FIG. 3 together with the circuits according to FIG. 4 and FIG. 5 result in the overall circuit of the filter.
  • the components of the filter stage according to FIG. 3 are connected to the components according to FIG. 4 via connections (26, 27, 28, 29) and the components according to FIG. 4 are connected to the components according to FIG. 5 via connections (30, 31, 32, 33) connected.
  • the signal supplied to the first contour filter stage (12) via the filter switch (9) is acted upon in the threshold value element (23) with a level-adaptive threshold characteristic.
  • an adaptation element (34) is provided, in which an adaptation characteristic (35) is implemented.
  • the threshold value (24) is preferably symmetrical for positive and negative
  • the input signal present at the input (2) is fed to the adaptation element (34) and this as a function of the current amplitude Input signal via the adaptation characteristic (35), the respective threshold value (24) is determined.
  • the threshold value (24) has a minimum value for an amplitude of the input signal equal to zero, and the adaptation characteristic (35) extends from this minimum threshold value in a parameter level spanned by a threshold value axis and an amplitude axis, preferably with a decreasing slope.
  • the course of the adaptation characteristic is preferably proportional to the level-dependent course of the signal-to-noise ratio of the input signal (2) to be filtered.
  • the threshold value characteristic is determined as a function of the signal-to-noise ratio of the signal to be filtered, as a function of a quantization unit or as a function of other known information relating to the signal to be filtered.
  • Different threshold value curves and adaptation curves (35) can be used to determine the visual wave values (24) of different contour filter levels (12).
  • threshold value elements (23) are connected in series, the anisotropic low-pass filters (22) each having different orientations.
  • the anisotropic low-pass filters (22) used here each have a filter width of one quantization level and a filter length of three quantization levels. These low passes are therefore particularly useful for locating rough contours, i.e. contours with comparatively high signal amplitudes.
  • the threshold values (24) of the threshold value elements (23) within the step elements (18) forming a gain stage (15) are preferably chosen to be the same.
  • FIG. 4 shows two further step elements (18) forming the second contour filter step (12), which are connected in series with the first two step elements (18) shown in FIG.
  • the output signal of the fourth stage element (18) is fed to the input of a further contour filter stage (12).
  • the third contour filter stage (12) has anisotropic low-pass filters (22) with a longer design.
  • FIG. 4 shows an anisotropic low-pass filter (22) for the third contour filter stage with a filter width of one quantization stage and a filter length of five quantization stages. According to FIG. 4, further filter stages (12) can follow the third contour filter stage (12).
  • the amplification stage (15) is provided with a limiting element (36) in which an amplification characteristic (37) is implemented and a maximum output value (38) is determined via an adaptation element (39), which determines the maximum Output value (38) is adjusted as a function of the amplitude of the input signal at the input (2).
  • the adaptation element (39) can, for example, have a linear characteristic curve which leads to a symmetrical specification of the maximum output value (38) for positive and negative amplitude values.
  • the characteristic curve of the adaptation element (39) can be essentially linear and can link the maximum output value (38) linearly with the amplitude of the input signal.
  • the implementation of an offset for the gain characteristic (37) is expedient.
  • the output of the limiting element (36) is connected to the junction (16), in which the output signal of the limiting element (36) is added to the input signal.
  • FIG. 6 shows a typical signal curve (40) at the output of the high pass (5) with respect to a time axis (41) and an amplitude axis (42).
  • FIG. 7 shows the output signal (43) of the threshold value element (23) of the first contour filter stage (12) and in FIG. 8 this is after an im
  • Detector (21) performed subtraction of the output signal (43) of the threshold value element (23) from the output signal (40) of the high-pass filter (5) determined output signal (44).
  • FIG. 9 shows the signal from FIG. 8 filtered with the aid of a low-pass filter with a corresponding gain factor.
  • an anisotropic low-pass filter (22) with a filter width of one quantization level and a filter length of three quantization levels was used.
  • the output signal (45) generated in this way therefore has a larger amplitude and a different dynamic than the output signal (43).
  • the threshold value (24) shown in FIG. 9 the output signal (46) shown in FIG. 10 results after contour removal.
  • FIG. The respective software modules have been given the same reference numbers here as the assigned circuit elements in FIGS. 3 to 5.
  • An input signal is first filtered via a software module to emulate the high-pass filter (5) and then the one provided with an adaptive threshold characteristic Threshold element (23) supplied.
  • the contour signal is then reduced in the area of the detected contour via a module for emulating the detector (21).
  • two anisotropic low-pass filters (22) are provided in the embodiment shown in FIG. 11, which have orientations in the direction of the coordinate axes (7, 8), for example.
  • the output values of the anisotropic low-pass filters (22) are then again fed to modules for emulating the adaptive threshold value elements (23).
  • the output values of the threshold value elements (23) and the output value of the detector (21) are set in relation to one another in the parallel connection carried out here in the logic element (25) in order to carry out an OR combination of the individual values.
  • the output value of the linkage element (25) is filtered again in a subsequent contour filter stage (12) via anisotropic low-pass filters (22) and adaptive threshold value elements (23), and the output values of the relevant threshold value elements (23) and the output signal of the upstream linkage ⁇ fungsettis (25) in a further link element (25) in relation to each other.
  • the output signal of the last link element (25) in the signal flow direction is fed to the subtraction stage (13) for blanking out the noise signal from the contour signal with noise component, and before the contour signal is added to the image signal in the region of the merging (13) takes place in the amplification stage (15). an amplification and possibly limitation of the contour signal.
  • the modules provided with the same reference numerals in FIG. 11 can be implemented, for example, as subroutines that are called up at times that are specified by a sequence control.
  • the method and the device can be used in a large number of applications in which signal profiles that are associated with a reference level are to be filtered.
  • a typical example is the filtering of images in reproduction technology.
  • image processing this can be, for example, the quality improvement of image information transmitted via fax devices or video telephones, but it is also possible to subject television images, images recorded on video devices or satellite images to filtering in order to work out noisy contours within the images.
  • the method and the device can also be used outside of image processing.
  • the problem arises when evaluating signal profiles that can be assigned to an area that the useful signal components are overlaid by interference. As an example, only the inclusion of a temperature profile of an area can be mentioned here.
  • parameter constellations which are represented in a parameter space of a larger dimension
  • the output signal (14) without the further processing in the stages (15, 16) is evaluated as contour information free of interference and e.g. can be used for tasks in the field of pattern recognition as an input signal for a stage for feature extraction.
  • an equalization characteristic may be arranged at an output, preferably one of the contour filter stages (12).
  • the course of the equalization characteristic is preferably chosen such that the contour signal, after being subjected to the equalization characteristic, has a course which is essentially independent of the course of the level-dependent signal-to-noise ratio of the input signal. As a result, a level-independent signal-to-noise ratio is approximately achieved.
  • This method of operation takes into account that the subtraction stage (13) works as a blanking stage which is controlled by the last contour filter stage (12) in the signal flow direction.
  • the signal coming through the coupling branch (10) into the area of the subtraction stage (13) is always set to "ZERO" when that of the signal provided in the signal flow direction last contour filter stage (12) is different from "ZERO".
  • the equalization characteristic can also be taken into account in the embodiment shown in FIG. 3.
  • the equalization characteristic is expediently arranged in the area of the output of the detector (21).

Abstract

Das Verfahren dient zur Filterung von Signalen, bei denen Signalamplituden einer quantisierten zweidimensionalen Bezugsebene zuordbar sind. Zur Verstärkung eines Nutzsignalanteils ist nach einer Herausfilterung von Gleichanteilen sowie hochfrequenten Anteilen ein gefiltertes Signal zu einem ungefilterten Eingangssignal addierbar. Nach einer frequenzabhängigen Filterung des zu filternden Signalanteils werden in mindestens einer Konturfilterstufe (12) Komponenten des zu filternden Signalanteils mit einer Amplitude oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes eliminiert. Der Schwellwert wird in Abhängigkeit von einer Amplitude des Eingangssignals adaptiv verstellt. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal der Konturfilterstufe (12) zur Erzeugung des Gesamtfiltersignals vom Ausgangssignal des frequenzabhängigen Filters subtrahiert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Filterung von Signalen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Filterung von Signalen, bei denen Signalamplituden einer quantisierten zweidimensionalen Bezugsebene zuordbar sind und bei dem zur Verstärkung eines Nutzsignalsanteils nach einer Herausfilterung von Gleichanteilen sowie hochfrequenten Anteilen ein gefiltertes Signal zu einem ungefilterten Eingangssignal addierbar ist.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Filterung von Signalen, bei denen Signalamplituden einer quantisierten zweidimensio¬ nalen Bezugsebene zuordbar sind und bei dem eine das Eingangssignal verzweigende Weiche sowie ein in einem Filterzweig angeordneter frequenzabhängiger Filter vorgesehen ist.
Derartige Vorrichtungen werden insbesondere bei elektronischen Bild¬ verarbeitungsgeräten verwendet, um die Bildqualität von Bildern zu verbessern. Derartige Bildverläufe kommen insbesondere im Bereich der digitalen Bildverarbeitung vor und werden mit Hilfe der Filtervorrichtung bezüglich ihrer Aussagefähigkeit verbessert. Eine nach dem Stand der Technik bekannte Filtervorrichtung wird beispielsweise in der
EP-B-0051 068 beschrieben. Es zeigt sich jedoch, daß die bekannten Filter¬ verfahren und Filtervorrichtungen insbesondere dann keine befriedigenden Ergebnisse liefern, wenn die Amplitude des Nutzsignals nicht deutlich größer als die Amplitude von überlagerten Störungen ist. Dies hat zur Folge, daß Signale mit geringem Störabstand nur unzureichend gefiltert werden können. Liegen beispielsweise bei Bildsignalen nur schwach ausgebildete, vergleichsweise regelmäßige Texturen auf einer Oberfläche vor, so ist es mit den herkömmlichen Verfahren bereits bei vergleichsweise geringen Störungen nicht möglich, eine ausreichend scharfe Herausarbeitung der die Texturelemente begrenzenden Konturen vorzunehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der ein- leitend genannten Art so zu verbessern, daß eine qualitativ hochwertige Filterung von Signalen mit geringem Störabstand ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach einer Frequenzfilterung des zu filternden Signalanteils in mindestens einer Konturfilterstufe Komponenten des zu filternden Signalanteils mit einer Amplitude oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes eliminiert werden, der Schwell wert in Abhängigkeit von einer Amplitude des Eingangssignals adaptiv verstellt wird und vor einer Bereitstellung eines Gesamtfiltersignals das Ausgangssignal der Konturfilterstufe zur Erzeugung des Gesamt- filtersignals vom Ausgangssignal des Frequenzfilters subtrahiert wird.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung der einleitend genannten Art so zu verbessern, daß sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der frequenz¬ abhängige Filter mindestens mit einer unteren Grenzfrequenz versehen ist, das Ausgangssignal des Filters im Bereich einer Filterweiche verzweigt und sowohl mindestens einem Kontursignalanteile eliminierenden Konturfilter als auch einer Subtraktionsstufe zugeführt wird, in deren Bereich zur
Rauscheliminierung das Ausgangssignal des Konturfilters vom Ausgangs¬ signal des Filters subtrahiert wird.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, durch eine Kaskadierung von Konturfiiterstufen eine nahezu beliebig genaue Detek- tion eines Rauschanteiles durchzuführen. Im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird hier in einem Filterzweig nicht ausschließlich eine Verminderung von Rauschanteilen durchgeführt, sondern umgekehrt zu nächst in einer untergeordneten Filterebene eine Eliminierung von Konturanteilen aus einem zu filternden Signalanteil durchgeführt. Ziel dieser untergeordneten Filterebene ist es, ein Signal bereitzustellen, das nach Möglichkeit keine Konturinformationen enthält und durch das bei einer Subtraktion vom Ausgangssignal des vorzugsweise als Hochpaß ausgebildeten Filters keine Verringerung der Konturinforma¬ tionen erfolgt. Durch dieses Filterverfahren ist es möglich, in einem mit erheblichen Störungen versehenen Eingangssignal selbst äußerst schwache Konturen zu verstärken. Insbesondere ist es möglich, Konturinformationen zu verstärken, deren zugeordnete Amplituden kleiner als mit den Konturin¬ formationen vermischte Rauschanteile sind. Bei einer Verarbeitung von Bildinformationen können so beispielsweise selbst bei im Bereich einer Unterlage mit geringer Intensität ausgeprägten Texturen diese innerhalb eines verrauschten Signals verstärkt werden. Diese Verstärkung kann ohne Informationen über einen Inhalt des Eingangssignals durchgeführt werden. Im Gegensatz zu Bilderkennungsverfahren, bei denen zumindest bekannt sein muß, wonach gesucht wird, kann somit durch dieses Verfahren eine Auffindung von unbekannten Konturinformationen erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorge¬ schlagen, daß nacheinander Konturen unterschiedlicher Intensität im Bereich der untergeordneten Filterebene eliminiert werden. Diese Kaskadierung hat den Vorteil, daß die Dimensionierung der verwendeten Filterelemente in jeder Stufe an den in Signalflußrichtung in Bezug auf die Intensität verbleibender Konturen höher werdenden Rauschanteil ange¬ paßt werden kann.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß in mindestens einer der Konturfiiterstufen mindestens ein anisotroper Tiefpaß angeordnet ist, dereine vorgebbare Orientierung und Länge zur Detektion von Konturanteilen aufweist. Die Verwendung von anisotropen Tiefpässen hat den Vorteil, daß für die Erkennung einer Kontur nicht lediglich eine Amplitude einer einer bestimmten Koordinate zugeordneten Information ausgewertet wird, sondern da ausgenutzt wird, daß Konturen durch in Richtung eines bestimmten Verlaufs innerhalb der Bezugsebene aneinander gereihte Amplitudenverläufe gekennzeichnet sind. Störungen treten hingegen im wesentlichen nach statistischen Verteilungen auf. Zur Auffindung von schwachen Konturen ist es deshalb zweckmäßig, anisotrope Tiefpässe zu verwenden, bei denen vergleichs- weise viele Koordinaten innerhalb der Bezugsebene ausgewertet werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß innerhalb einer Konturfilterstufe mindestens zwei Stufenelemente angeordnet werden, denen anisotrope Tiefpässe mit unterschiedlichen Orientierungen innerhalb der Bezugsebene zugeordnet sind. Durch diese Anordnung von unterschiedlich orientierten anisotropen Tiefpässen innerhalb einer Konturfilterstufe ist es möglich, auf jeder der Konturfilterebenen eine Auffindung von Konturen vorwählbarer Intensität mit hoher Sicherheit durchführen zu können. Dies ermöglicht eine optimale Dimensionierung einer nachfolgenden Konturfilterstufe, da Konturen oberhalb einer bestimmten Intensität mit hoher Wahrscheinlichkeit in der nachfolgenden Stufe nicht mehr zu erwarten sind.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Eliminierung von isolierten Signalanteilen innerhalb der Bezugsebene dadurch erfolgt, daß die den betreffenden Koordinaten zugeordneten Signalamplituden auf einen Wert gleich Null gesetzt werden. Dieses Zuweisen des Wertes Null hat den Vorteil, daß bei einer nachfolgen¬ den digitalen Verarbeitung durchzuführende Abfragen mit sehr geringem Rechenaufwand durchgeführt werden können. Hierdurch wird eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielt, die insbesondere bei einer Verwen¬ dung der Vorrichtung im Bereich einer Einrichtung der Bildreproduktions¬ technik oder im Bereich der Telekommunikation sehr hohe Übertragungs¬ geschwindigkeiten zuläßt. Isolierte Amplituden sind mit einer großen Wahrscheinlichkeit Störungen mit hoher Intensität zugeordnet.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeich¬ nungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des prinzipiellen Ablaufs des Filterverfahrens,
Fig.2: eine Biockschaltbilddarstellung einer Konturfilterstufe mit parallel geschalteten Stufenelementen, Fig. 3: eine teilweise Blockschaltbilddarstellung einer Vorrichtung mit kaskadierten Konturfiiterstufen,
Fig.4: eine Darstellung eines anderen Bereichs der Vorrichtung mit kaskadierten Konturfiiterstufen,
Fig. 5: eine Darstellung der Vorrichtung mit kaskadierten Konturfiiter¬ stufen im Bereich eines Ausgangs,
Fig. 6: eine vereinfachte eindimensionale Darstellung eines Signalverlaufs im Bereich eines Eingangs,
Fig.7: eine Darstellung einer im Signalverlauf gemäß Figur 6 detektierten Kontur mit zugeordneten großen Signalamplituden,
Fig.8: eine Darstellung des Signalverlaufs gemäß Figur 6 nach einer Eliminierung der gemäß Figur 7 ermittelten Kontur,
Fig.9: einen über einen Tiefpaß gefilterten Verlauf des Signals gemäß Figur 8 bei einem Tiefpaßfilter zur Auswertung von drei benach¬ barten Koordinaten,
Fig. 10: ein Restsignal des Signalverlaufs gemäß Figur 9 bei Berücksich¬ tigung der in Figur 9 eingezeichneten Schwellwerte,
Fig. 11 : ein prinzipielles Ablaufdiagramm eines Algorithmus zur Durch¬ führung des Filterverfahrens mit Hilfe eines Digitalrechners,
Fig. 12: eine prinzipielle Darstellung von Amplitudenwerten, die Koordinaten einer gerasterten Ebene zugeordnet sind u n d
Fig. 13: ein Ablaufdiagramm zur Eliminierung isolierter Signalanteile.
Eine Vorrichtung zur Filterung von Signalen besteht im wesentlichen aus einer Weiche (1), in der ein an einem Eingang (2) anliegendes
Eingangssignal in einen durchgehenden Zweig (3) sowie einen Filterzweig (4) verzweigt wird. Der in den Filterzweig (4) geleitete Teil des Eingangssignals wird zunächst einem Hoch paß (5) zugeführt, der eine zweidimensionale Wirkungsweise aufweist. Aufgrund der zweidimen- sionalen Wirkungsweise des Hochpasses (5) können innerhalb einer quantisierten Bezugsebene (6) bezüglich des Verlaufs von Koordinaten¬ achsen (7,8) lokalisierbare Bildpunkte mit ihren zugeordneten Amplitudenwerten bei der Hochpaßfilterung berücksichtigt werden. Statt des Hochpasses (5) kann grundsätzlich auch ein Bandpaß verwendet werden. Eine prinzipielle Anordnung von den Koordinatenachsen (7,8) in der Bezugsebene (6) zugeordneten Bildpunkten ist in Figur 12 dargestellt. Aus dem in Figur 1 angegebenen Blockschaltbildaufbau der Vorrichtung ist ersichtlich, daß in Signalflußrichtung hinter dem Hochpaß (5) eine Filterweiche (9) angeordnet ist, in der das den Hochpaß (5) verlassende Signal in einen Koppelzweig (10) sowie einen Konturfilterzweig (11) aufgeteilt wird. Innerhalb des Konturfilterzweiges (11) sind Konturfiiter¬ stufen (12) angeordnet, in denen Konturanteile detektiert und aus dem über den Konturfilterzweig (11) weitergeleiteten Signalanteil eliminiert werden. In Abhängigkeit von der zu erzielenden Filtergüte ist es möglich, lediglich eine Konturfilterstufe (12) oder eine Reihenschaltung von Konturfiiterstufen (12) zu verwenden. Bei einer Reihenschaltung von Konturfiiterstufen (12) ist es zweckmäßig, in Richtung des Signalflusses zunächst intensive Konturen und anschließend schwächer ausgeprägte Konturen zu eliminieren.
Das den Konturfilterzweig (11) verlassende Signal wird in einer Subtraktionsstufe (13) von dem überden Koppelzweig (10) weiterge- leiteten Signalanteil subtrahiert. An einem Ausgang (14) der
Subtraktionsstufe (13) steht somit ein weitgehend von Rauschanteilen befreites Kontursignal zur Verfügung. Dieses Signal wird in einer Verstärkungsstufe (15) verstärkt und anschließend in einer Zusam¬ menführung (16) zu dem überden durchgehenden Zweig (3) weiterge- leiteten Anteil des Eingangssignals addiert. Hierdurch entsteht ein an einem Ausgang (17) abgreifbares Signal, das einen wesentlich höheren Störabstand als das am Eingang (2) anliegende Signal aufweist.
Zwischen den Ausgang (14) und die Verstärkungsstufe (15) kann ein
Selektor geschaltet werden, mit dessen Hilfe innerhalb der Bezugsebene zugeordnete isolierte Signalamplituden eliminiert werden. Koordinaten innerhalb der Bezugsebene (13), denen eine Amplitude ungleich Null zugewiesen ist, obwohl den Koordinaten in einer unmittelbaren Umgebung dieser Arbeitskoordinate keine Amplitudenwerte ungleich Null zugewiesen wurden, resultieren mit hoher Wahrscheinlichkeit aus Störungen und sind keinem Nutzsignalanteil zugeordnet. Mit Hilfe des Selektors ist es möglich, derartige Störungen herauszufiltern. Den dabei aufgefundenen Koordina¬ ten wird der Wert Null, bzw. zumindest ein nicht wesentlich von Null abweichender Wert, zugeordnet.
Ein Beispiel für den Ablauf des Selektionsprozesses bei einer Amplituden- Zuordnung innerhalb der Bezugsebene (6) gemäß Figur 12 ist in Figur 13 dargestellt. Für die Koordinate E wird zunächst überprüft, ob sie einen Wert ungleich Null aufweist. Ist dies nicht der Fall, so kann unmittelbar eine Überprüfung eines nächsten Bildpunktes erfolgen. Ist der Koordinate E eine Amplitude ungleich Null zugeordnet, so werden die Koordinaten in ihrer unmittelbaren Umgebung nacheinander solange geprüft, bis ein Amplitu¬ denwert ungleich Null gefunden wurde. Bei einem Auffinden eines derar¬ tigen Amplitudenwertes wird gleichfalls der nächste Bildpunkt analysiert. Weisen sämtliche Koordinaten in der unmittelbaren Umgebung der Koordinate E den Amplitudenwert Null auf, so wird die der Koordinate E zugeordnete Amplitude auf Null gesetzt. Prinzipiell ist es möglich, bei der Überprüfung eines nächsten Bildpunktes innerhalb eines vorangegangenen Zyklus gewonnene Informationen bezüglich der Amplitudenwerte von bestimmten Koordinaten zu berücksichtigen. Aufgrund der bei einer digitalen Realisierung mit sehr geringem Zeitaufwand durchzuführenden Überprüfung auf einen Wert gleich Null bzw. einen Wert ungleich Null kann jedoch auch der in Figur 13 dargestellte Ablauf für jeden einzelnen Bild¬ punkt mit sehr geringem Zeitaufwand durchlaufen werden.
Bei der Darstellung gemäß Figur 2 ist der Aufbau einer Kor. turfilterstufe (12) mit parallel geschalteten Stufenelementen (18) dargestellt. An einem Filterstufeneingang (19) wird das zu filternde Signal zugeleitet und in einer Filterverzweigung (20) zum einen den Stufenelementen (18) und zum anderen einem Detektor (21) zugeführt. Jedes der Stufenelemente (18) besteht aus einem anisotropen Tiefpaß (22) und einem Schwell- wertelement (23). Mit Hilfe der Schwellwertelemente (23) ist es möglich, Signalanteile unterhalb eines vorgebbaren Schwellwertes (24) zu eliminieren und Signalanteile oberhalb des Schwellwertes (24) unverändert passieren zu lassen oder mit einem Verstärkungsfaktor zu multiplizieren. Insbesondere ist daran gedacht, für positive und negative Amplituden betragsmäßig gleiche Schwellwerte (24) vorzusehen. Der anisotrope Tiefpaß (22) weist innerhalb der Bezugsebene (6) eine Filterorientierung auf. Ein einfach aufgebauter anisotroper Tiefpaß (22) ist beispielsweise in Richtung einer der Koordinatenachsen (7,8) orientiert und wertet Bereiche innerhalb der Bezugsebene (6) aus, die eine Breite von vorzugsweise einer Quantϊsierungsstufe und eine Länge von einer vorgebbaren Zahl von Quantisierungsstufen haben. Als Länge für einfache Tiefpässe (22) können beispielsweise drei oder fünf Quantisierungsstufen verwendet werden. Neben einer Orientierung in Richtung einer der Koordinatenachsen (7,8) ist es aber auch möglich, zur Auffindung von schräg verlaufenden Konturen beliebige andere Orientierungen des Tiefpasses (22) vorzusehen. Die Ausgänge der Schwellwertelemente (23) sind mit einem Verknüpfungs¬ element (25) verbunden, in dem eine logische ODER-Verknüpfung durchgeführt wird. Der Ausgang des Verknüpfungselementes (25) ist mit dem Detektor (21) verbunden, in dem das vom Verknüpfungselement (25) bereitgestellte Signal von dem überden Filterstufeneingang (19) zugeführten Signal subtrahiert wird. Es erfolgt somit eine Eliminierung der im Bereich der Stufenelemente (18) ermittelten Konturen.
In Figur 3 ist eine ausführliche Schaltung von Bauelementen zur Reali¬ sierung eines kaskadierten Filters im Bereich einer Eingangsstufe darge¬ stellt. Die Schaltung gemäß Figur 3 ergibt zusammen mit den Schaltungen gemäß Figur 4 und Figur 5 die Gesamtschaltung des Filters. Die Bauele- mente der Filterstufe gemäß Figur 3 sind über Anschlüsse (26,27,28,29) mit den Bauelementen gemäß Figur 4 verbunden und die Bauelemente gemäß Figur4sind über Anschlüsse (30,31,32,33) mit den Bauelementen gemäß Figur 5 verbunden.
Das über die Filterweiche (9) der ersten Konturfilterstufe (12) zugeführte Signal wird in dem Schwellwertelement (23) mit einer pegeladaptiven Schwellwertkennlinie beaufschlagt. Zur Ermittlung des Schwellwertes (24) ist ein Adaptionselement (34) vorgesehen, in das eine Adaptionskennlinie (35) implementiert ist. Mit Hilfe der Adaptionskennlinie (35) wird vorzugs- weise der Schwellwert (24) symmetrisch für positive und negative
Amplitudenanteile des zu filternden Signals vorgegeben. Hierzu wird dem Adaptionselement (34) das am Eingang (2) anliegende Eingangssignal zugeführt und in Abhängigkeit von der aktuellen Amplitude dieses Eingangssignals über die Adaptionskennlinie (35) der jeweilige Schwellwert (24) ermittelt. Der Schwellwert (24) weist für eine Amplitude des Eingangssignals gleich Null einen Mindestwert auf und die Adaptions¬ kennlinie (35) erstreckt sich ausgehend von diesem Mindestschwellwert in einer Parameterebene, die von einerSchwellwertachse und einer Amplitudenachse aufgespannt ist, vorzugsweise mit abnehmender Steigung. Der Verlauf der Adaptionskennlinie ist vorzugsweise proportional zum pegelabhängigen Verlauf des Störabstands des zu filternden Eingangssignals (2). Die Schwellwertkennlinie wird in Abhängigkeit vom Störabstand des zu filternden Signals, in Abhängigkeit von einer vorgenommenen Quantisierungseinheit oder in Abhängigkeit von anderen bekannten Informationen bezüglich des zu filternden Signals festgelegt. Zur Festlegung der Seh well werte (24) unterschiedlicher Konturfiiterstufen (12) können unterschiedliche Schwellwertkennlinien und Adaptionskenn- linien (35) verwendet werden.
In einer nachfolgenden Filterstufe (12) sind vier Schwel Iwertelemente (23) in Reihe geschaltet, deren anisotrope Tiefpässe (22) jeweils unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Die hier verwendeten anisotropen Tiefpässe (22) weisen jeweils eine Filterbreite von einer Quantisierungsstufe und eine Filterlänge von drei Quantisierungsstufen auf. Diese Tiefpässe sind somit insbesondere zur Auffindung von groben Konturen, d.h. von Konturen mit vergleichsweise hohen Signalamplituden, geeignet. Die Schwellwerte (24) der Schwellwertelementen (23) innerhalb der eine Verstärkungsstufe (15) ausbildenden Stufenelemente (18) werden vorzugsweise gleich gewählt.
In der Darstellung gemäß Figur 4 sind zwei weitere die zweite Konturfilter¬ stufe (12) ausbildende Stufenelemente (18) dargestellt, die zu den in Figur 3 dargestellten ersten beiden Stufenelementen (18) in Reihe geschaltet sind. Das Ausgangssignal des vierten Stufenelementes (18) wird dem Eingang einerweiteren Konturfilterstufe (12) zugeführt. Zur Auffindung von feine¬ ren Konturen weist die dritte Konturfilterstufe (12) anisotrope Tiefpässe (22) mit einer längeren Ausbildung auf. In Figur 4 ist für die dritte Kontur- filterstufe ein anisotroper Tiefpaß (22) mit einer Filterbreite von einer Quantisierungsstufe und einer Filterlänge von fünf Quantisierungsstufen dargestellt. Gemäß Figur 4 können sich an die dritte Konturfilterstufe (12) weitere Kon¬ turfiiterstufen (12) anschließen. Das Ausgangssignal der in Signalflußrich¬ tung letzten Konturfilterstufe (12) wird der Subtraktionsstufe (13) zuge¬ führt und hiervon dem überden Koppelzweig (10) geführten Signalanteil subtrahiert. Die Verstärkungsstufe (15) fst bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 mit einem Begrenzungselement (36) versehen, in dem eine Verstär¬ kungskennlinie (37) implementiert ist und ein maximaler Ausgangswert (38) über ein Adaptionselement (39) festgelegt wird, das den maximalen Aus¬ gangswert (38) in Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangssignals am Eingang (2) verstellt. Das Adaptionselement (39) kann beispielsweise eine lineare Kennlinie aufweisen, die zu einer symmetrischen Vorgabe des maximalen Ausgangswertes (38) für positive und negative Amplituden¬ werte führt. Die Kennlinie des Adaptionselementes (39) kann im wesentlichen linear ausgebildet sein und den maximalen Ausgangswert (38) linear mit der Amplitude des Eingangssignals verknüpfen. Die Implemen¬ tierung eines Offsets für die Verstärkungskennlinie (37) ist zweckmäßig.
Der Ausgang des Begrenzungselementes (36) ist mit der Zusammenführung (16) verbunden, in der das Ausgangssignal des Begrenzungselementes (36) zum Eingangssignal addiert wird.
In Figur 6 ist ein typischer Signalverlauf (40) am Ausgang des Hochpasses (5) bezüglich einer Zeitachse (41) und einer Amplitudenachse (42) dargestellt. Figur 7 zeigt das Ausgangssignal (43) des Schwell wertelementes (23) der ersten Konturfilterstufe (12) und in Figur 8 ist das nach einer im
Detektor (21) durchgeführten Subtraktion des Ausgangssignals (43) des Schwellwertelementes (23) vom Ausgangssignal (40) des Hochpasses (5) ermittelte Ausgangssignal (44) dargestellt.
Figur 9 zeigt das mit Hilfe eines Tiefpasses mit entsprechendem Verstär¬ kungsfaktorgefilterte Signal aus Figur 8. Es wurde hierzu ein anisotroper Tiefpaß (22) mit einer Filterbreite von einer Quantisierungsstufe und einer Filterlänge von drei Quantisierungsstufen verwendet. Das hierdurch er¬ zeugte Ausgangssignal (45) weist deshalb eine größere Amplitude und eine andere Dynamik als das Ausgangssignal (43) auf. Bei Berücksichtigung des in Figur 9 eingezeichneten Schwellwertes (24) ergibt sich nach einer Kontur- eliminierung das in Figur 10 dargestellte Ausgangssignal (46). Ein prinzipielles Ablaufdiagramm für eine Realisierung wesentlicher Ablauf¬ teile als Digitalrechnerprogramme ist in Figur 11 dargestellt. Die jeweiligen Softwaremodule wurden hier mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie die zugeordneten Schaltungselemente in den Figuren 3 bis 5. Ein Eingangs- signal wird zunächst über ein Softwarernodul zur Nachbildung des Hochpas¬ ses (5) gefiltert und anschließend dem mit einer adaptiven Schwellwert¬ kennlinie versehenen Schwellwertelement (23) zugeführt. Über ein Modul zur Nachbildung des Detektors (21) erfolgt anschließend eine Reduktion des Kontursignals im Bereich der detektierten Kontur. In einer nachfolgenden Filterstufe sind bei der in Figur 11 dargestellten Ausführungsform zwei anisotrope Tiefpässe (22) vorgesehen, die beispielsweise Orientierungen in Richtung der Koordinatenachsen (7,8) aufweisen. Die Ausgangswerte der anisotropen Tiefpässe (22) werden anschließend wiederum Modulen zur Nachbildung der adaptiven Schwellwertelemente (23) zugeführt. Die Aus- gangswerte der Schwellwertelemente (23) sowie der Ausgangswert des Detektors (21) werden bei der hier vorgenommenen Parallelschaltung im Verknüpfungselement (25) zur Durchführung einer ODER-Kombination der Einzelwerte in Relation zueinander gesetzt. Der Ausgangswert des Ver¬ knüpfungselementes (25) wird in einer nachfolgenden Konturfilterstufe (12) erneut über anisotrope Tiefpässe (22) und adaptive Schwellwert¬ elemente (23) gefiltert und die Ausgangswerte der betreffenden Schwell¬ wertelemente (23) sowie das Ausgangssignal des vorgeschalteten Verknüp¬ fungselementes (25) in einem weiteren Verknüpfungselement (25) in Beziehung zueinander gesetzt. Das Ausgangssignal des in Signalflußrich- tung letzten Verknüpfungselements (25) wird der Subtraktionsstufe (13) zur Austastung des Rauschsignals aus dem Kontursignal mit Rauschanteil zugeführt und vor einer Addition des Kontursignals zum Bildsignal im Bereich der Zusammenführung (13) erfolgt in der Verstärkungsstufe (15) eine Verstärkung und ggf. Begrenzung des Kontursignals.
Die in Figur 11 mit gleichen Bezugsziffern versehenen Module können beispielsweise als Unterprogramme realisiert sein, die zu Zeitpunkten, die von einer Ablaufsteuerung vorgegeben sind, aufgerufen werden.
Eine Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung können bei einer Vielzahl von Anwendungen erfolgen, bei denen einer Bezugsebene zuord- bare Signalverläufe gefiltert werden sollen. Ein typisches Beispiel ist die Filterung von Bildern in der Reproduktionstechnik. Es sind aber auch eine Vielzahl anderer Anwendungsmöglichkeiten denkbar. Bei der Bildverarbeitung können dies beispielsweise die Qualitäts¬ verbesserung von über Telefaxeinrichtungen oder Bildtelefone übertrage¬ ner Bildinformationen sein, es ist aber auch möglich, Fernsehbilder, auf Videogeräten aufgezeichnete Bilder oder Satellitenbilder einer Filterung zu unterwerfen, um verrauschte Konturen innerhalb der Bilder herauszuar¬ beiten. Generell kann das Verfahren und die Vorrichtung aber auch außer¬ halb der Bildverarbeitung verwendet werden. Prinzipiell tritt überall bei der Auswertung von einer Fläche zuordbaren Signalverläufen das Problem auf, daß die Nutzsignalanteile von Störungen überlagert sind. Als Beispiel sei hier nur die Aufnahme eines Temperaturprofils einer Fläche angeführt. Bei Parameterkonstellationen, die in einem Parameterraum größerer Dimension dargestellt werden, ist es entweder möglich, jeweils drei¬ dimensionale Teilstrukturen einer Filterung zu unterwerfen, oder die beispielsweise in den Figuren 11 und 13 beschriebenen Verarbeitungsalgo¬ rithmen derart vektorieil durchzuführen, daß bei den jeweiligen Operatio¬ nen die zu berücksichtigenden Parameter in Vektoren und Matrizen geeig¬ neter Dimensionierung angeordnet werden.
Weiterhin wäre denkbar, daß das Ausgangssignal (14) ohne die Weiterver¬ arbeitung in den Stufen (15,16) als von Störungen befreite Konturinforma¬ tion gewertet wird und z.B. für Aufgaben im Bereich der Mustererkennung als Eingangssignal für eine Stufe zur Merkmalsextraktion verwendet werden kann.
Bei einer gegenüber der Darstellung gemäß Figur 1 abgewandelten Ausfüh¬ rungsform kann zur Minimierung eines ggf. auftretenden Restfehlers an einem Ausgang vorzugsweise einer der Konturfiiterstufen (12) eine Entzerrungskennlinie angeordnet werden. Der Verlauf der Entzer- rungskennlinie wird vorzugsweise so gewählt, daß das Kontursignal nach einer Beaufschlagung mit der Entzerrungskennlinie einen Verlauf aufweist, der im wesentlichen unabhängig vom Verlauf des pegelabhängigen Störab¬ stands des Eingangssignals ist. Hierdurch wird näherungsweise ein pegel¬ unabhängiger Störabstand realisiert. Bei dieser Arbeitsweise wird berück- sichtigt, daß die Subtraktionsstufe (13) als eine Austaststufe arbeitet, die von der in Signalflußrichtung letzten Konturfilterstufe (12) gesteuert wird. Das überden Koppelzweig (10) in den Bereich der Subtraktionsstufe (13) gelangende Signal wird immer dann auf "NULL" gesetzt, wenn das von der in Signalflußrichtung letzten Konturfilterstufe (12) bereitgestellte Signal von "NULL" verschieden ist.
Eine derartige Entzerrungskennlinie kann auch bei der in Figur 3 darge¬ stellten Ausführungsform berücksichtigt werden. Die Entzerrungskennlinie wird hier zweckmäßigerweise im Bereich des Ausgangs des Detektors (21) angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Filterung von Signalen, bei denen Signalamplituden einer quantisierten zweidi ensionalen Bezugsebene zuordbar sind und bei dem zur Verstärkung eines Nutzsignalanteϊles nach einer
Herausfilterung von Gleichanteilen sowie hochfrequenten Anteilen ein gefiltertes Signal zu einem ungefilterten Eingangssignal addierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Frequenzfilterung des zu filternden Signalanteils in mindestens einer Konturfilterstufe (12) Komponenten des zu filternden Signalanteils mit einer Amplitude oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes (24) eliminiert werden, der Schwell wert (24) in Abhängigkeit von einer Amplitude des Eingangs¬ signals adaptiv verstellt wird und vor einer Bereitstellung eines Gesamtfiltersignals das Ausgangssignal der Konturfilterstufe (12) zur Erzeugung des Gesamtfiltersignals vom Ausgangssignal des
Frequenzfilters subtrahiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zu filternde Signal nacheinander mehrmals gefiltert wird und zunächst ausgeprägte Konturen und anschließend Konturen geringerer Inten¬ sität ausgefiltert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtfiltersignal vor einer Addition zum Eingangssignal verstärkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens einer Konturfilterstufe (12) ein Konturver¬ lauf mit Hilfe eines anisotropen Tiefpasses (22) detektiert wird, der eine vorgebbare Orientierung innerhalb der Bezugsebene (6) auf¬ weist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu filternde Signal im Bereich einer Konturfilterstufe (12) mit unterschiedlich dimensionierten Stufenelementen (18) gefiltert wird, die mindestens mit innerhalb der Bezugsebene (6) unterschiedlich orientierten anisotropen Tiefpässen (22) versehen sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Filtervorgänge im Bereich von zwei Stufenelementen (18) parallel durchgeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Filtervorgänge im Bereich der Stufenelemente (18) zeitlich nach¬ einander durchgeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zu filternde Signal im Bereich von aufeinanderfolgenden Kon¬ turfiiterstufen (12) von anisotropen Tiefpässen (22) mit unterschied¬ licher Tiefpaßlänge gefiltert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet. daß vor einer Addition des Gesamtfiltersignals zum Eingangssignal eine Begrenzung des Gesamtfiltersignals durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet. daß die adaptive Begrenzung des Schwellwertes (24) in Abhängigkeit von einer zeitlich unmittelbar zugeordneten Amplitude des Eingangssignais durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10. dadu h gekenn- zeichnet, daß die Anzahl der verwendeten Konturfiiterstufen (12) adaptiv in Abhängigkeit von einer Analyse des Eingangssignals durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mindestens die Orientierung eines der anisotropen Tiefpässe (22) innerhalb der Bezugsebene (6) adaptiv durch eine Analyse des Eingangssignals festgelegt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß nach einer Subtraktion des Rauschanteils vom Kontur¬ informationen enthaltenden Signal eine Löschung von innerhalb der Bezugsebene isolierten Amplitudenwerten durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Signale mit Bildinformationen gefiltert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Signale im Bereich der Reproduktionstechnik gefiltert werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Signale im Bereich der Telekommunikationstechnik gefiltert werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16. dadurch gekennzeichnet, daß Bild¬ signale im Bereich von Einrichtungen zur Telefax-Kommunikation gefiltert werden.
18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Signale im Bereich der Bildanalyse ( Mustererkennung), insbesondere bei medizinischen Bildverarbeitungen, gefiltert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzfilterung als Hochpaßfilterung durchgeführt wird.
20. Vorrichtung zur Filterung von Signalen, bei denen Signalamplituden einer quantisierten zweidimensionalen Bezugsebene zuordbar sind und bei der eine das Eingangssignal verzweigende Weiche sowie ein in einem Filterzweig angeordneter frequenzabhängiger Filter vorgese- hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der frequenzabhängige Filter mindestens mit einer unteren Grenzfrequenz versehen ist, das Aus¬ gangssignal des Filters im Bereich einer Filterweiche (9) verzweigt und sowohl mindestens einer Kontursignalanteile eliminierenden Kontur¬ filterstufe (12) als auch einer Subtraktionsstufe (13) zugeführt wird, in deren Bereich zur Rauscheliminierung das Ausgangssignal der Kontur¬ filterstufe (12) vom Ausgangssignal des Filters subtrahiert wird.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß minde¬ stens zwei Konturfiiterstufen (12) zur Filterung von Konturen unter¬ schiedlicher Intensität in Reihe geschaltet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21. dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb mindestens einer Konturfilterstufe (12) mindestens zwei Stufenelemente (18) angeordnet sind, die innerhalb der Bezugsebene (6) unterschiedlich orientierte anisotrope Tiefpässe zur Auffindung von unterschiedlich orientierten Konturen aufweisen.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die anisotropen Tiefpässe (22) eine vorgebbare Breite von Quantisierungsstufen sowie eine vorgebbare Länge von Quanti¬ sierungsstufen aufweisen.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mindestens das Schwellwertelement (23) oder der anisotrope Tiefpaß (22) als ein auf einem Digitalrechner ablauffähiger Algorithmus ausgebildet ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Bereich mindestens einer der Konturfiiterstufen (12) zur Erkennung von Kontursignalanteilen ein adaptives Schwellwert¬ element (23) angeordnet ist, das zur Verstellung seines Schwellwertes (24) mit einem eine Amplitude des Eingangssignals auswertenden
Adaptionselement (34) verbunden ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ausgangssignale von parallel geschalteten Stufen- elementen (18) einem sie über eine ODER-Verknüpfung miteinander kombinierenden Verknüpfungselement (25) zugeführt sind.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur Eliminierung der isolierten Signalanteile die Zuwei¬ sung eines Amplitudenwertes Null zu den betreffenden Koordinaten der Bezugsebene (6) vorgesehen ist.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Eliminierung der isolierten Signalanteile im Bereich eines Selektors durchgeführt wird, der mindestens diejenigen Ampli¬ tudenwerte, die Nachbarkoordinaten zu einer Arbeitskoordinate zugeordnet sind, daraufhin überprüft, ob ihr Amplitudenwert gleich
Null ist und für den Fall einer vollzähligen Auffindung von Amplitu¬ denwerten gleich Null den Amplitudenwert der Arbeitskoordinate auf Null setzt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur Sicherung von Konturinformationen eine das gefil¬ terte Signal mit dem ungefilterten Eingangssignal additiv kombinie¬ rende Zusammenführung (9) vorgesehen ist.
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