DE2413090A1 - Verfahren und anordnung zur verdichtung und speicherung graphischer information und zu deren selektiven wiederherstellung - Google Patents
Verfahren und anordnung zur verdichtung und speicherung graphischer information und zu deren selektiven wiederherstellungInfo
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Description
Böblingen, 7. März 1974
te-fr
te-fr
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: NE 972 001
Verfahren und Anordnung zur Verdichtung und Speicherung
graphischer Information und zu deren selektiven Wiederherstellung
graphischer Information und zu deren selektiven Wiederherstellung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verdichtung und Speicherung
graphischer Information nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Bank- und Postscheckverkehr ist bei finanziellen Transaktionen die Unterschriftsprüfung das wesentliche Hilfsmittel, um
sicherzustellen, daß diese Transaktionen für die berechtigten Personen durchgeführt werden. Bisher ist es üblich, die Unterschriften mit hinterlegten Unterschriftsmustern zu vergleichen, die in einer Kartei festgehalten werden. Beispielsweise erfolgt die Verifizierung in einer besonderen Abteilung der Bank, deren Angestellte jeweils die eingereichten Dokumente von ihnen zugeordneten Kontoinhabern bearbeiten und dabei die Unterschrift
anhand der Karteikarten dieser Bankkunden prüfen. Die Prüfung von Dokumenten, die dem Schalterbeamten übergeben werden, kann vor Durchführung der Transaktion entweder durch den Schalterbeamten selbst oder durch die Angestellten in der genannten
Abteilung durchgeführt werden. Im letztgenannten Fall müssen
dazu die Dokumente in diese Abteilung gebracht werden oder es muß ein Fernsehsystem zur Verfügung stehen, mit dem die Bilder der Unterschriften übertragen werden können.
sicherzustellen, daß diese Transaktionen für die berechtigten Personen durchgeführt werden. Bisher ist es üblich, die Unterschriften mit hinterlegten Unterschriftsmustern zu vergleichen, die in einer Kartei festgehalten werden. Beispielsweise erfolgt die Verifizierung in einer besonderen Abteilung der Bank, deren Angestellte jeweils die eingereichten Dokumente von ihnen zugeordneten Kontoinhabern bearbeiten und dabei die Unterschrift
anhand der Karteikarten dieser Bankkunden prüfen. Die Prüfung von Dokumenten, die dem Schalterbeamten übergeben werden, kann vor Durchführung der Transaktion entweder durch den Schalterbeamten selbst oder durch die Angestellten in der genannten
Abteilung durchgeführt werden. Im letztgenannten Fall müssen
dazu die Dokumente in diese Abteilung gebracht werden oder es muß ein Fernsehsystem zur Verfügung stehen, mit dem die Bilder der Unterschriften übertragen werden können.
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Das Speichern von größeren Mengen von Unterschriftskarten erfordert
verhältnismäßig viel Platz. Außerdem können Karten in einer Unterschriftskartei verlorengehen oder falsch eingeordnet
werden. Das Verteilen der einlaufenden Dokumente an die betreffenden Angestellten und das Einsortieren benötigt zusätzliche
Zeit; dasselbe gilt für den Transport der Unterschriftskarten innerhalb der Bank oder von der Bank an entfernt liegende Zweigstellen.
Zeit geht weiterhin verloren, wenn Unterschriften für solche Kontonummern verglichen werden müssen, zu welchen mehr
als eine berechtigte Person Zugriff hat.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dementsprechend darin, eine Einrichtung anzugeben, welche eine große Anzahl von
cpraphischen Informationen in kompakter Form in einem zentralen Speicher aufbewahren kann, welche einen geringen Platzbedarf hat,
schnell und einfach von einer oder mehreren nahe oder entfernt gelegenen Stationen abgefragt werden kann und welche die gewünschte
Information nach der Auswahl in ihrer ursprünglichen Form wiederherstellen kann.
2ur Lösung dieser Aufgabe werden die im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 angegebenen erfinderischen Maßnahmen vorgeschlagen, deren vorteilhafte Weiterbildungen in den Unteransprüchen gekennzeichnet
sind.
Die Reduzierung der pro Unterschrift zu speichernden graphischen Information bringt neben dem Vorteil der größeren Anzahl von
gespeicherten Unterschriften auch eine Verringerung der Zugriffszeit und kürzere Zeiten für die Übertragung der Daten mit sich
und dadurch insgesamt eine kürzere Bearbeitungsszeit pro Transaktion. Außerdem lassen sich bei der vorliegenden Erfindung
die graphischen Daten leicht mit weiteren gespeicherten Daten auf dem Bildschirm anzeigen, wodurch sich die Sicherheit bei
finanziellen Transaktionen weiter erhöht. Alle diese Vorteile lassen sich mit der Erfindung ohne großen Kostenaufwand realisieren
s da die vorgeschlagene Anordnung trotz ihrer großen
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Leistungsfähigkeit mit nur relativ geringem Schaltungsaufwand
realisiert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ein unterschriebenes Dokument, wobei das Unter
schriftsfeld eine definierte Lage innerhalb des Dokuments einnimmt,
Fig. 3 die schematische Darstellung der Verdichtungs-
einrichtung,
Fig. 4 ein aus acht Bildelementen bestehendes Feld für
die Vorhersageeinrichtung.
Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Das Datenverarbeitungsgerät 1 ist mit einer Eingabeeinheit 2, einer Speichereinheit 3, einer Steuereinheit
und einem Modem 5 verbunden. Die Eingabeeinheit 2 umfaßt einen optischen Leser und eine Verdichtereinrichtung, welche die vom
Leser laufend gelieferten digitalen Bildsignale in eine kompakte Form überführt. Die Speichereinheit 3 gehört zu den Speichern
mit direktem Zugriff, beispielsweise zu den Plattenspeichern.
Das Datenverarbeitungsgerät 1 ist mittels der Steuereinheit 4 mit einer oder mehreren Ausgabeeinheiten, wie 6 und 7, direkt
verbunden; außerdem bestehen über das Modem 5 und eine Drahtoder
Radioübertragungsstrecke Verbindungen mit entfernt gelegenen Ausgabeeinheiten 8 und 9, wobei die Modems 10 bzw. 12 und eine
Steuereinheit 11 bzw. 13 zwischengeschaltet sind. Bei Bedarf kann
ein Drucker 14 an eine der entfernt gelegenen Ausgabeeinheiten, beispielsweise die Einheit 9, angeschlossen werden. Zu jeder der
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Ausgabeeinheiten 6, 7, 8 und 9 gehört eine Datendekompressiereinrichtung
(Expander), welche die Information, die aus der Speichereinheit 3 abgerufen wurde, wieder in die nicht komprimierte Form
überführt; außerdem gehören zu den Ausgabeeinheiten eine Tastatur und ein Bildschirmanzeigegerät (z.B. mit einer Kathodenstrahlröhre)
Der optische Leser in der Eingabeeinheit 2 ist für die zeilenweise
optische Abtastung eines bestimmten Bereichs auf der Oberfläche der Dokumente ausgerüstet. Zusätzlich zu dem abzutastenden
Bild, welches beispielsweise eine Unterschrift darstellt, enthält jedes Dokument weitere Information, nämlich
Referenzinformation, wie z.B. die Kontonummer; diese Information
wird jedoch vom Leser nicht abgetastet.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Dokuments,
nämlich eine Karte, die in einem bestimmten Bereich 16 ihrer
Oberfläche eine Unterschrift 15 enthält; in der Zeichnung ist der genannte Bereich durch Schraffur angedeutet. Der Klarheit
halber ist die zusätzliche Referenzinformation außerhalb des Bereichs 16 auf dem Dokument in Fig. 2 nicht gezeichnet. Die
Unterschrift kann handgeschrieben, gedruckt oder in sonstiger Weise sichtbar auf dem Dokument aufgebracht worden sein. Der
optische Leser fast die Bildoberfläche 16 als ein Matrixfeld auf, welches in der besprochenen Ausführungsform aus 64 χ 192 =
12 288 quadratischen Bildelementen besteht, welche auf ihren Farbgehalt (weiß oder schwarz) untersucht werden müssen. Die
Breite der Abtastspur (die Auflösung) rles Lesers kann durch den Operator eingestellt werden und bestimmt dann die Abmessungen der abzutastenden Bildoberfläche, wobei das Verhältnis
Länge zu Breite immer 3 : 1 beträgt. Besitzt beispielsweise die Abtastspur eine Breite von 0,2 mm, so ist die abzutastende
2
Bildoberfläche 39 χ 13 mm , während im Fall einer 0,4 mm breiten
Bildoberfläche 39 χ 13 mm , während im Fall einer 0,4 mm breiten
ο Abtastspur die abzutastende Bildfläche 78 χ 26 mm beträgt.
Wie in Fig. 2 angedeutet, wird während der zeilenweisen Abtastbewegung das Bild immer in der gleichen Richtung abgetastet,
und zwar beginnend immer von der gleichen Seite des Dokuments.
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Nach dem Abtasten jeder Zeile gibt der Leser ein Signal "Zeilenende"
(EOS) und nach dem Abtasten der ganzen Bildoberfläche ein Signal "Bildende" (EOP).
Das Datenverarbeitungsgerat 1 steuert alle Operationen des
Systems. Wird in einer der Ausgabeeinheiten 6,7,8 oder 9
die Anzeige eines bestimmten Bildes verlangt, dessen Informationsgehalt in der Speichereinheit 3 enthalten ist, so muß die
zu diesem Bild gehörige Referenzinformation mit Hilfe der zu der betreffenden Ausgabeeinheit gehörenden Tastatur eingegeben
werden. Danach wird mit Hilfe der Referenzinformation die zugehörige
verdichtete digitale Bildinformation unter Steuerung des Datenverarbeitungsgeräts 1 in der Speichereinheit 3 aufgesucht.
Nach der Dekompression im Expander der Ausgabeeinheit erscheint das gewünschte Bild zusammen mit den Referenzdaten
als sichtbares Bild auf dem Bildschirm der Ausgabeeinheit. Wird das Bild zusammen mit alphanumerischer Information angezeigt,
so umfaßt das Bild selbst ungefähr 1/3 der Bildschirmoberfläche. Der Anfangspunkt des Bildes ist durch ein spezielles Symbol,
das sogenannte Attributsymbol angezeigt, welches unmittelbar vor der verdichteten digitalen Bildinformation steht.
Die erfindungsgemäße Verdichtungstechnik für die digitale Bildinformation,
die von Dokumenten gelesen wird, hat eine beträchtliche Reduzierung dieser Daten zur Folge (der Verdichtungsoder Kompressionsfaktor beträgt ungefähr 6 : 1); es ist aus
diesem Grunde dann auch möglich, in dem zur Verfügung stehenden Speicherplatz der Speichereinheit 3 Bildinformation von sehr
viel mehr Dokumenten zu speichern als es ohne Verdichtung möglich wäre. Die Verdichtung des vom Leser gelieferten Stroms von
digitalen Bildsignalen wird in einer zweistufigen Verdichtungseinheit (Kompressor) durchgeführt, von der eine Ausführungsform
schematisch in Fig. 3 angegeben ist. Die erste Stufe, die sogenannte Vorhersage- oder Prädiktorstufe umfaßt einen Abtastpufferspeicher
IS, einen logischen Prädiktorschaltkreis 19 und eine
Exklusiv-ODER-Verknüpfungsschaltung 20.
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Die Prädiktorstufe umfaßt ein aus acht Bildelementen bestehendes
Prädiktorfeld, welches in Fig. 4 dargestellt ist. P stellt
ein Bildelement dar, welches gerade abgetastet wird; für dieses wird die Farbe (schwarz oder weiß) oder der Bitwert (1 oder
0) vorhergesagt/ und zwar auf der Grundlage der Farbe (schwarz oder weiß) der früher abgetasteten acht Bildelemente in dem
Prädiktorfeld. Die Abtastung der Bildelemente in Fig. 4 erfolge in Richtung des Pfeiles 17. Fig. 4 zeigt deutlich die Lagen
der acht im wesentlichen quadratischen Bildelemente, welche in aufeinanderfolgenden Zeilen liegen. Zu diesen acht Bildelementen
gehört ein Element 1, welches auf derselben Zeile eine Position vor dem Bildelement P liegt, das gerade abgetastet
wird, außerdem vier aufeinanderfolgende Bildelemente L-2, L-1, L und L+1 auf der ersten darüberliegenden und vorher
abgetasteten Zeile und schließlich drei aufeinanderfolgende Bildelemente 2L-1, 2L und 2L+1 in einer zweiten darüberliegenden
und vorher abgetasteten Zeile. Das Prädiktorfeld mit acht Bildelementen hat sich bezüglich der korrekten Vorhersage
von Farbe bzw. Bitwert des Bildelementes P als sehr leistungsfähig herausgestellt, wenn das abzutastende Bild außer horizontalen
und vertikalen Linien auch schiefe Linien, wie z.B. solche mit einem Winkel von plus 45° oder minus 45 enthält.
Bei der Auswahl des Prädiktorfeldes wurde berücksichtigt, daß bei normaler Handschrift und in Unterschriften eine große Wahrscheinlichkeit
dafür besteht, daß mehr Linien von links unten nach rechts oben vorhanden sind, als Linien, welche von links
oben nach rechts unten verlaufen. Das Prädiktorfeld mit acht Bildelementen stellt somit keinerlei einschränkende Bedingung
bezüglich der Natur des abzutastenden Bildes, welches aus verschieden
dicken und in verschiedenen Richtungen verlaufenden Linien bestehen kann und welches verschieden geformte Ebenen
aufweisen darf.
Die im folgenden aufgeführte Prädiktortabelle, welche sich auf
das in Fig. 4 gezeigte Prädiktorfeld bezieht, wurde mit Hilfe einer statistischen Analyse der Schwarz-Weiß-Verteilung in einer
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großen Anzahl von verschiedenen Unterschriften, Handschriften und Drucksyinbolen bestimmt. In dieser Tabelle ist die vorhergesagte
Farbe des Bildelementes P durch "x" oder "." gekennzeichnet; damit soll angedeutet werden, daß die vorhergesagte
Farbe schwarz bzw. weiß ist unter der Annahme, daß die Farbe der Bildelemente in verschiedenen Kombinationen schwarz ist.
Der Einfachheit halber wird in der Tabelle für die genannten acht Bildelemente eine andere Notation benutzt, nämlich A, B, C,
D, E, F, G, H anstelle der früher benutzten 2L-1, 2L, 2L+1, L-2,
L-1, L, L+1 und 1.
/ * TAB 1
Prädiktortabelle
| F | G | O | • | D | C | C | A | A | A | A | B | B | B | B | B | B | B | B | |
| F | G | H | X | • | D | C | C | A | A | A | A | ||||||||
| F | X | • | • | • | D | D | C | C | C | C | |||||||||
| F | H | X | X | X | • | • | • | • | • | D | D | D | D | ||||||
| G | X | X | • | • | X | • | X | B | • | • | • | • | • | • | • | . | |||
| G | H | X | X | X | X | X | X | • | • | X | • | X | • | X | • | X | • | ||
| X | X | X | X | X | X | X | X | • | • | • | • | • | • | • | • | ||||
| H | X | X | • | • | • | • | • | • | X | X | X | X | X | X | X | X | |||
| F | G | X | X | X | X | X | X | • | • | X | X | X | X | X | X | X | X | ||
| F | G | H | .· | • | X | X | • | • | • | • | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| F | X | X | • | • | X | X | X | X | X | X | X | X | • | • | ■ | φ | |||
| F | H | X | X | • | X | • | • | • | • | X | X | X | X | X | X | X | X | ||
| E | G | • | X | • | • | • | • | • | • | • | • | • | • | • | • | • | • | ||
| E | G | H | • | • | • | • | X | X | • | • | • | X | • | X | * | • | B | ||
| E | • | X | • | • | X | X | • | • | • | • | • | • | • | • | m | • | |||
| E | H | X | • | • | • | X | X | • | • | X | X | • | • | X | X | m | ■ | ||
| E | X | • | • | X | X | X | • | • | • | • | • | X | X | • | • | ||||
| E | X | X | • | • | • | • | • | X | • | • | X | X | X | • | |||||
| E | X | X | X | X | • | • | • | • | X | • | X | • | |||||||
| E | X | X | X | X | X | X | X | X | |||||||||||
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Die Kapazität des Pufferspeichers 18, der aus einem Schieberegister
besteht und laufend die digitalen Bildinformationssignale vom Leser aufnimmt, ist so gewählt, daß der Speicher mindestens
die Bildinformation der gerade abgetasteten Zeile sowie die Bildinformation der beiden vorhergehenden und schon abgetasteten
Zeilen aufnehmen kann. Der Pufferspeicher 18 enthält
acht Anschlußstellen, an denen die Bits der Bildelemente 2L-1,
2L, 2L+1, L-2, L-1, L, L+1 und 1 erscheinen. Diese Bits werden
dem logischen Prädiktorschaltkreis 19 zugeführt, dessen Funktion auf der oben angegebenen Prädiktortabelle basiert. Die Exklusive-ODER-Verknüpfungsschaltung
20, deren einer Eingang mit dem Ausgang der Prädiktorschaltung 19 verbunden ist und deren zweiter
Eingang direkt die Information des abgetasteten Bildpunktes empfängt, vergleicht die vorhergesagte Farbe (schwarz oder weiß) des
Bildelements P mit der tatsächlichen Farbe (schwarz oder weiß) des
reellen Bildelements im Originalbild. Stimmt die Vorhersage, so gibt die Exklusive-ODER-Verknüpfungsschaltung 20 ein Bit mit '
Wert O an die zweite Stufe der Verdichtungseinrichtung, während im Fall einer nicht korrekten Vorhersage die Schaltung 20 ein
Bit mit Wert 1 an die genannte zweite Stufe weiterleitet. Liegen einige der Prädiktorbits P außerhalb der Bildoberfläche des
Dokuments, so werden diese Prädiktorbits als O-Bits aufgefaßt. Der so am Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 20 erzeugte Strom
digitaler Information stellt ein transformiertes Bild dar, das von dem Original als Folge der nicht korrekten Vorhersagen abweicht
und eine beträchtlich kleinere Zahl von Bits mit Wert 1 (schwarze Punkte) enthält als die Bildinformation aus dem Originalbild.
Die Gesamtzahl der Bits bleibt jedoch dieselbe. Bis zu diesem Punkt ist also noch keine Verdichtung erreicht. Der
tatsächliche Verdichtungsprozeß findet nun in der zweiten Stufe statt, welche als Codierstufe bezeichnet wird. Da jedoch in der
ersten Stufe die Anzahl der Bits mit Wert 1 verringert wurde, steigt der Effekt der zweiten Stufe der Verdichtereinrichtung,
d.h. der Kompressionsfaktor steigt.
Es stellt sich heraus, daß eine Erweiterung des bisherigen Prädik··
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torfeldes mit acht Bildelementen, d.h. die Aufnahme neuer Bildelemente
die Zahl der korrekten Vorhersagen anwachsen läßt und man somit die Anzahl der Bits mit Wert 1 in dem transformierten
Bild noch weiter verringern kann. Damit steigt der Kompressionsfaktor weiter an und für die Speicherung der Information wird
noch weniger Speicherplatz benötigt. Man erreicht auf diesem Wege jedoch schließlich einen Zustand, bei dem die steigenden
Kosten der zusätzlichen Einrichtungen in der Verdichtungseinrichtung und dem Expander nicht mehr durch den Vorteil einer
Speicherplatzersparnis aufgewogen werden.
Die zweite Stufe der Verdichtungseinrichtung enthält einen Zähler 21, der mit dem Ausgang eines UND-Verknüpfungsgliedes 23
verbunden ist; der Zähler ermittelt in jeder abgetasteten Zeile die Zahl der Bits mit Wert 0, d.h. die Zahl der korrekten Vorhersagen,
welche jedem Bit mit Wert 1 vorausgehen. Damit bestimmt der Zähler 21 die Länge jeder durchlaufenen Serie von Bits mit
Wert 0. Die verschiedenen Durchlauflängen werden durch den Codierer 22 in Codewörter umgesetzt. Da kurze Durchlauflängen
häufiger als lange auftreten, wird ein Code verwendet, der diese Tatsache berücksichtigt.
Die folgende Tabelle liefert die Codeworte für Durchlauflängen,
welche für Zählerstände von 0 bis 191 gelten sowie die Spezialcodes für die Signale EOS und EOP. Die erstgenannten Codeworte,
welche immer mit einer Ziffer kleiner 4 beginnen und deren darauffolgende Ziffern immer größer als 4 sind, umfassen drei
Bits oder ein Mehrfaches von drei Bits bis zu einem Maximum von 12 Bits.
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| Zählerstand bzw. | Code für | Spezial- | • | Code für |
| Durchlauflänge | Durchlauflänge | symbol | Spezialsymbol | |
| O | 0 | 04 | ||
| 1 | 1 | 14 | ||
| 2 | 2 | EOS | 24 | |
| 3 | 3 | 34 | ||
| 4 | 05 | 044 | ||
| 5 | 15 | 144 | ||
| 6 | 25 | • | ||
| ■ | • | EOP | 374 | |
| 15 | 37 | 0444 | ||
| 1444 | ||||
| 16 | 045 | • | ||
| 17 ■ |
145 * |
3774 | ||
| 31 | 375 | |||
| 32 | 046 | |||
| 33 | 146 | |||
| * |
' B
m |
|||
| 63 | 377 | |||
| 64 | 0445 | |||
| 65 | 1445 | - | ||
| 191 | 3776 |
Beim Abtasten einer jeden Zeile wird der Zähler 21 jedesmal durch ein Signal der UND-Verknüpfungsschaltung 23 zurückgesetzt,
wenn ein Bit mit Wert 1 auf der betreffenden Zeile erscheint. Das Zählen von Bits mit Wert 0 auf derselben Zeile
beginnt von neuem nach jedem Zurücksetzen, bis die gesamte Zeile abgetastet ist. Am Ende einer jeden Zeile (siehe Fig. 2) liefert
der Leser ein EOS-Signal, wodurch der Zähler 21 zurückgesetzt und die UND-Verknüpfungsschaltung 24 geöffnet wird,
so daß zwischen jeder Serie von Codeworten mit der verdichteten digitalen Information einer abgetasteten Zeile ein EOS-Codewort
eingefügt werden kann. Ist schließlich die gesamte Bildfläche des Dokuments abgetastet, so erzeugt der Leser ein (nicht
gezeichnetes) EOP-Codesignal, welches in der gleichen Weise wie das EOS-Signal verarbeitet wird und dabei die Reihe der
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Codeworte durch ein EOP-Codewort abschließt. Die verdichtete digitale Information wird mit Hilfe der ODER-Verknüpfungsschaltung
25 zu einem Pufferspeicher 26 gebracht, wo sie zwischengespeichert wird, bevor sie unter Steuerung des Datenverarbeitungsgerätes
1 (Fig. 1) schließlich in die Speichereinheit 3 (Fig. 1) eingeschrieben wird.
Die Dekompression der verdichteten digitalen Information, welche von der Speichereinheit 3 ausgelesen wird, erfolgt in jeder der
Ausgabeeinheiten 6,7,8 und 9 (Fig. 1) durch einen Expander, wobei dieselben Schritte wie in der Verdichtungseinheit, jedoch
in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Zuerst werden dabei die Codeworte voneinander getrennt und die codierten
Durchlauflängen decodiert, um somit Serien der richtigen Länge
zu erhalten. Das somit wiederhergestellte transformierte Bild wird dann zeilenweise in einen Schaltkreis eingegeben, dessen
Funktion auf derselben Prädiktortabelle aufgebaut ist, die auch der Prädiktorschaltung 19 der Verdichtungseinrichtung zugrundelag,
wobei jedoch ihr Gebrauch gerade in inverser Weise erfolgt. Der Aufbau des Originalbildes wird in der linken oberen Ecke
begonnen, wozu eine darüber- und außerhalb des Bildes liegende Zeile verwendet wird, die nur weiße Bildelemente enthält. Die
Farbe, die für das erste Bildelement vorausgesagt wird, welches ein weißes Element ist, wird dann mit der Farbe des ersten Bildelementes
des transformierten Bildes verglichen, um so das erste Bildelement des Originalbildes zu rekonstruieren. Dieses
Bildelement wird gespeichert und für nachfolgende Vorhersagen benutzt. Durch Wiederholung dieses Prozesses kann das gesamte
Originalbild rekonstruiert werden, wobei das Bildelement P auf - der Bildoberfläche von links nach rechts und von oben nach unten
sukzessive verschoben wird.
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Claims (10)
1. Verfahren zur Verdichtung graphischer Daten und zu deren
Wiederherstellung, wobei die graphischen Daten beispielsweise in Form eines binären bzw. schwarz-weißen Rastermusters
vorliegen, gekennzeichnet durch:
a) einen zweistufigen Datenverdichtungsprozeß, in dessen erster oder Prädiktorstufe der Farbwert bzw. der Bitwert eines Bildelements vorhergesagt und dazu die Bitwerte mehrerer ausgewählter schon abgetasteter Bildpunkte
nach einer in bezug auf die Art der zu verarbeitenden graphischen Daten optimierten logischen Funktion
(Prädiktorfunktion) verknüpft werden und bei Übereinstimmung des vorhergesagten und des tatsächlich abgetasteten
Bitwertes eine binäre O bzw. bei Nichtübereinstimmung eine binäre 1 erzeugt wird, um damit ein
transformiertes Bild mit einer unveränderten Anzahl von Bildelementen aufzubauen
und in dessen zweiter oder Codierstufe in jeder Bildzeile des nur wenige binäre Einsen enthaltenden transformierten
Bildes die Länge der nur aus Nullen bestehenden Bitreihen jeder Zeile in codierte Form
überführt und zusammen mit SpezialCodes für Zeilenende und Bildende zwischengespeichert wird;
b) die endgültige Speicherung der komprimierten Bildinformation nach Beendigung des Kompressionsvorganges
für ein Gesamtbild;
c) einen zweistufigen Dekompressionsprozeß, der analog zum Verdichtungsprozeß aus zwei Stufen besteht, wobei
die erste oder Decodierstufe aus den gespeicherten Codeworten das transformierte Bild wiederherstellt
und wobei die zweite oder inverse Prädiktorstufe durch Umkehrung der bei der Verdichtung verwendeten
logischen Funktion das Originalbild Punkt für Punkt und Zeile für Zeile aus dem transformierten Bild
wiederaufbaut.
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2. Verfahren zur Bestimmung der logischen Prädiktorfunktion
nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Wahl eines über die Bildoberfläche verschiebbaren, aus mehreren Bildelementen bestehenden Prädiktorfeldes,
welches eine definierte Lage in bezug auf das gerade abgetastete Bildelement besitzt und ausschließlich
früher abgetastete Bildelemente besitzt;
b) Wahl einer logischen Verknüpfung (Prädiktorfunktion) unter den Binärwerten des Prädiktorfeldes durch Aufstellen
einer Prädiktortabelle (Wahrheitstabelle);
c) Anwendung dieser Funktion auf eine große Zahl von zu komprimierenden Daten gemäß dem Verfahren nach Anspruch
1 ;
d) Bestimmung der Vorhersagewahrschexnlichkext bzw. des
Kompressionsfaktors für das ausgewählte Ensemble von
graphischen Daten;
e) Abwandlung der Prädiktorfunktion und/oder des Prädiktorf
eldes;
f) Wiederholung der Schritte c) - e) bis zum Erreichen einer optimalen Vorhersagewahrscheinlichkeit der
Prädiktorfunktion für das zugrunde gelegte Ensemble der graphischen Daten.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch:
- einen zweistufigen Datenkompressor mit Prädiktorstufe (18, 19, Fig. 3) und Codierstufe (21-26),
- einen Speicher mit direktem Zugriff zur Speicherung des komprimierten und codierten Bildes,
- einen zweistufigen Datenexpander mit Decodierstufe und inverser Prädiktorstufe.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente des Rastermusters quadratische
Form haben und zeilenweise verarbeitet werden.
NE 972 °01 409845/0708
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5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, insbesondere zur
Verarbeitung von Hand- und Druckschriften, dadurch gekennzeichnet, daß der Prädiktoreinrichtung ein aus acht Bildelementen
bestehendes Prädiktorfeld zugrunde liegt, daß die Färb- bzw. Bitwerte der Bildelemente im Prädiktorfeld
gemäß einer Prädiktortabelle (TAB 1) in einer Prädiktorschaltung (19, Fig. 3) logisch untereinander verknüpft
werden und daß der Ausgang der Prädiktorschaltung durch eine Exklusiv-ODER-Schaltung (20) mit dem Wert des gerade
abgetasteten Bildelementes verknüpft wird.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prädiktorfeld (Fig. 4) über und links neben
dem gerade abgetasteten Bildelement liegt und den ersten linken Nachbarn des Bildelements auf derselben Zeile
umfaßt, sowie vier Bildelemente in der ersten darüberliegenden Bildzeile und weitere Bildelemente in der
zweiten darüberliegenden Bildzeile.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prädiktoreinrichtung ein Schieberegister
(18) enthält, welches die Bildelemente der gerade abgetasteten Bildzeile und mehrerer, insbesondere
zweier vorhergehender Bildzeilen speichert und welches mit Anschlußklemmen entsprechend dem gewählten Prädiktorfeld
zur Zuführung der Bildwerte an die Prädiktorschaltung (19) versehen ist.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierstufe einen Zähler (21) mit
nachgeschaltetem Codierer (22) umfaßt, welche die Durchlauflänge von Serien binärer Nullen auf jeder
Zeile des transformierten Bildes bestimmen und daß das Zurücksetzen des Zählers bei Antreffen eines Bildelements
mit Wert 1 oder beim Ende einer abgetasteten Zeile erfolgt, woraufhin der codierte Inhalt des Zählers
in einem Pufferspeicher (26) zwischengespeichert wird.
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9. Einrichtung zur Registrierung, Speicherung und Abfrage von graphischen Daten unter Verwendung des Verfahrens und
der Anordnung nach den Ansprüchen 1 und-3 bis 7, gekennzeichnet
durch:
a) ein Eingabegerät (2) mit einer optischen Leseeinrichtung zur zeilenweisen Abtastung bestimmter Bereiche
auf eingegebenen Dokumenten, wobei die Farbwerte vorzugsweise binär (schwärζ-weiß) dargestellt werden und für
Zeilenende und Bildende SpezialSignale abgegeben werden;
b) eine Verdichtungseinrichtung im Eingabegerät (2) zur Komprimierung der vom Lesegerät erzeugten graphischen
Informationen, bestehend aus einer Prädiktorstufe und einer Codierstufe;
c) einen Speicher (3) mit direktem Zugriff zur Speicherung der komprimierten Bildinformation;
d) mehrere Ausgabeeinheiten (6, 7, 8, 9) mit je einer
Dekompressionseinrichtung (Expander) zur Wiederherstellung der graphischen Daten, einem Bildschirmgerät
zur Anzeige des erzeugten Originalbilds, einer Tastatur und Steuer- bzw. Anschlußeinheiten (4, 10,
11, 12, 13);
e) ein Datenverarbeitungsgerät (1) zur Steuerung des Gesamtsystems, insbesondere zur Speicherung und zum
Auslesen der komprimierten Bildinformation aus der Speichereinheit (3).
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirmanzeigegerät neben dem wiederhergestellten
Originalbild weitere Informationen, wie z.B. alphanumerische Daten, angezeigt werden.
001 409845/0 70
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7305334,A NL172799C (nl) | 1973-04-17 | 1973-04-17 | Stelsel voor het verwerken van informatie afkomstig van handgeschreven tekst. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2413090A1 true DE2413090A1 (de) | 1974-11-07 |
Family
ID=19818664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2413090A Pending DE2413090A1 (de) | 1973-04-17 | 1974-03-19 | Verfahren und anordnung zur verdichtung und speicherung graphischer information und zu deren selektiven wiederherstellung |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5010908A (de) |
| DE (1) | DE2413090A1 (de) |
| FR (1) | FR2226709B1 (de) |
| GB (1) | GB1438469A (de) |
| IT (1) | IT1006312B (de) |
| NL (1) | NL172799C (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1974-03-19 DE DE2413090A patent/DE2413090A1/de active Pending
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Also Published As
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|---|---|
| NL172799B (nl) | 1983-05-16 |
| IT1006312B (it) | 1976-09-30 |
| FR2226709B1 (de) | 1976-06-25 |
| NL7305334A (de) | 1974-10-21 |
| NL172799C (nl) | 1983-10-17 |
| JPS5010908A (de) | 1975-02-04 |
| FR2226709A1 (de) | 1974-11-15 |
| GB1438469A (en) | 1976-06-09 |
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