DE3243248A1 - Einrichtung zur digitalen bilddarstellung - Google Patents

Description

Dipl.-lng. A. Wasmeier

Dipl.-lng. H. Graf

Patentanwalt· Postfach 382 8400 Regensburg

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Deutsche Patentamt

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I/p 10.857 SSI. 15. November 1982 W/He

Anmelder: INTERNAiEIONAL COMPUTERS LIMITED, ICL House, Putney, London, SW15 ISW, England

Titel: "Einrichtung zur digitalen Bilddarstellung" Priorität: Großbritannien - Nr. 8138875 vom 24.12.1981

Erfinder: 1. Hassan Farhangi - Ingenieur

2. Peter R. Miles - Ingenieur

3. Costas N. Daskalakis - Ingenieur

Konten: Bavftri»~>~

(BLZ 71020073)

Gerichtsstand Regensburg

"Einrichtung zur digitalen Bilddarstellung"

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Digitalisieren von Bildern. Eine Digitalisierung ist beispielsweise erforderlich, wenn das Bild in analoger Form gewonnen wird und erwünscht ist, dieses Bild für eine Computer-Analyse oder für eine Verarbeitung in einem Computer brauchbar zu machen.

Eine derartige Methode der Bilderfassung besteht in der Verwendung einer Abtastkamera, z.B. einer Fernsehkamera. Eine derartige Kamera tastet ein optisch geformtes Bild in einem Rastermuster ab und gibt ein sich änderndes Analogsignal ab, das in jedem Augenblick die optische Intensität und/oder Farbe des durch die Abtastung erreichten Bildpunktes repräsentiert. Das Analogsignal kann dann dadurch digitalisiert werden, daß es einem Analog/Digitalumwandler zugeführt wird, der wiederholt den augenblicklichen Analogwert in den äquivalenten digitalen Wert umwandelt. Die aufejnan.iar folgenden digitalen Werte definieren dann die Intensität und/oder Farbe eines jeden der unterschiedlichen Bildelemente, in die das Bild unterteilt angesehen werden kann.

Alle digitalisierten Werte müssen gespeichert werden, wenn sie von einer anderen digitalen Einrichtung verwendet werden sollen. Bisher ist hierfür ein Speicher erforderlich gewesen, der sowohl groß genug ist, damit er alle digitalisierten Daten aufnehmen kan als auch schnell genug ist, damit Werte mit der Geschwindigkeit, mit der sie in Abhängigkeit von der Abtastung erzeugt werden, ein gebracht werden können. Wenn die Abtastung ausreichend schnell is wie beispielsweise bei einer Fernsehkamera, ist damit ein sehr schneller Speicher erforderlich geworden, der für die hierfür in Betracht kommende Datenmenge sehr teuer ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile auszuschalten.

Gemäß der Erfindung wird ausgehend von einer Einrichtung zur digitalen Darstellung eines Bildes, mit einer Vorrichtung, die ein

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Bild wiederholt abtastet und "bei jeder Abtastung ein Analogsignal abgibt, das für das Bild repräsentativ ist, und einer. Umwandlungsvorrichtung, die so ausgelegt ist, daß sie das Analogsignal periodisch in ein digitales Signal umwandelt, das von der Umwandlungsvorrichtung abgegeben wird, wobei die aufeinanderfolgenden Werte des Signales eine Intensität und/oder Farbe für jedes Bildelement des Bildes darstellt, vorgeschlagen, daß eine Speichervorrichtung vorgesehen ist, die während einer Abtastung Informationen speichert, die aus den digitalen Signalen stammen, welche von der Umwandlungsvorrichtung abgegeben werden, wobei die Informationen sich nur auf Bildelemente beziehen, die ein ausgewähltes Kriterium treffen, und daß eine Auswahlvorrichtung so einstellbar ist, daß dieses Kriterium ausgewählt wird.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur digitalen Darstellung eines Bildes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Bild wiederholt abgetastet und bei jeder Abtastung ein das Bild repräsentierendes Analogsignal abgegeben wird, daß das Analogsignal periodisch in ein Digitalsignal umgewandelt wird, design kui'einandiri'ölgendte fe'fefe Jette Üt? 6\he in^e»M.Vftl «toi/tiitei Farbe für ein individuelles Bildelement des Bildes darstellen, und daß im Verlauf einer Abtastung Speicherinformationen aus den Werten der Digitalsignale gewonnen werden, die sich nur auf Bildelemente beziehen, die ein ausgewähltes Kriterium erfüllen.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise angewendet werden. Bei spielsweise kann die Information, die am Ende einer Abtastung an gesammelt ist, aus den Werten von digitalen Signalen bestehen, die von der Umwandlungsvorrichtung abgegeben worden sind und die nur einige der Bildelemente der Sichtanzeige repräsentieren, wobei das Kriterium sich auf die Position dieser Bildelemente bezieht. Andererseits kann die Information eine Funktion der Sichtanzeige als Ganzes, z.B. ein Zählwert sein.

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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert-. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamteinrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Bilderfassungsvorrichtung, Fig. 3 ein Blockschaltbild des Zeilenspeichers, und

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Nachschlagetabelle und des Pegelzählers.

Gesamteinrichtun^

In Fig. 1 arbeitet die Gesamteinrichtung auf Mikroprozessorbasis. Sie enthält einen Mikroprozessor 1 (zusammen mit Speicherbausteinen) , eine Platteneinheit 2 und eine Bilderfassungsvorrichtung 3» die alle über eine Vielfachleitung 4 miteinander verbunden sind. Der Zweck der Bilderfassungsvorrichtung 3 besteht darin, Bilder, insbes. von tatsächlichen Gegenständen, zur Analyse oder Verarbeitung entweder durch sich selbst oder durch die Mikroprozessoreinrichtung 1 oder eine andere Computereinrichtung zu erfassen.

Die Bilderfassungsvorrichtung 3 ist in Fig. 2 näher dargestellt. Sie ist mit der Vielfachleitung 4- über eine Interface-Einheit 5 verbunden, die die Datenleitungen der Vielfachleitung 4- mit den eigenen Datenleitungen 6 verbindet und Adressiersignale einspeist, die aus den Adressenleitungen der Vielfachleitung 4- an die Einheiten der Bilderfassungsvorrichtung 3 auf Leitungen 7 abgeleitet werden. Die Interface-Einheit 5 gibt auch Steuersignale weiter. Insbesondere enthält sie ein Steuerregister, dessen individuelle Ausgänge auf den Leitungen 8 die individuellen Einheiten und Datenwege der Bilderfassungsvorrichtung wirksam macher Durch Einschreiben des entsprechenden Steuerwortes in dieses Steuerregister kann der Mikroprozessor 1 steuern, welche Einheiten der Bilderfassungsvorrichtung 3 zu jeder beliebigen Zeit während seines Betriebes beteiligt sind.

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Die Bilderfassungsvorrichtung 3 weist eine Rasterabtastkamera 9, z.B. eine herkömmliche-Fernsehkamera auf. Sie wird verwendet, um das Bild einzufangen, das zur Verarbeitung oder Analyse digitalisiert werden soll. Sie kann echte Gegenstände, fotografische Diapositive oder präparierte Zeichnungen fotografieren. Herkömmliche Zeitsteuer- und Synchronisiersignale werden in die Kamera 9 aus einer Schaltung 10 eingespeist, die ferner Zeitsteuersignale auf den Leitungen 11 in den übrigen Teil der Bilderfassungsvorrichtung einspeist, einschließlich insbesondere eines Signales "Zeile", das den Beginn einer jeden Abtastzeile angibt, und eines Taktsignales PEL, das nur während der Periode wirksam ist, während der die Abtastung sich tatsächlich über das Bild hinweg bewegt.

Die Kamera 9 tastet das Blickfeld längs paralleler Linien ab und gibt eine sich ändernde Analogspannung abhängig von dem Augenblickswert der optischen Intensität der beobachteten Stelle ab. Diese Spannung gelangt an einen Analog/Digitalwandler 12, der in Abhängigkeit von Jedem PEL-Zeitsteuersignal das aufgenommene Analogsignal in ein äquivalentes digitales Signal umwandelt (in üblicher Weise abhängig von zu quantisierenden Fehlern und einem oberen Grenzwert). Der Satz von digitalen Werten, der während der vollständigen Abtastung abgegeben wird, bildet eine digitalisierte Darstellung des Bildes j jeder Wert definiert die Intensität eines sogenannten "Bildelementes¹¹, das (eine horizontale Abtastung vorausgesetzt) von den vertikalen Nachbarn u_m den Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Abtastlinien und von den horizontalen Kachbarn um einen Abstand entsprechend der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Umwandlungsaugenblicken, d.h. der Periode des PEL-Signales getrennt ist.

Der Ausgang des Analog/Digitalumwandlers 12 wird (zu unterschiedlichen Zeiten) auf drei unterschiedliche Arten benutzt. Einmal kann er einem Zeilenspeicher 13 zugeführt werden. Der Zeilenspeicher 13 wird so gesetzt, daß er die sich auf eine bestimmte Abtastzeile beziehenden Werte aufnimmt. Wenn im Laufe der nächsten Abtastung diese Zeile erreicht wird, werden die umgewandelten

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-J* 40.

digitalen Werte eines jeden Bildelementes der Zeile in den Zeilenspeicher 13 eingespeichert. Nachdem die Abtastzeile vervollständigt worden ist, werden die Werte auf den übrigen Teil der Mikroprozessoreinrichtung übertragen, beispielsweise zur Speicherung im Plattenspeicher 2. Dann wird der Zeilenspeicher 15 rückgesetzt, damit der Vorgang für die nächste Abtastzeile wiederholt wird. Auf diese Weise kann das gesamte digitalisierte Bild von der Bilderfassungsvorrichtung 5 auf die Platteneinheit. 2 zur anschließenden Analyse oder Verarbeitung übertragen werden.

Der Analog/Digitalumwandler 12 kann beispielsweise das Bild in eine 6-Bit-Genauigkeit quantisieren, was 64 Graupegel für ein monochromes Bild ergibt. Es kann jedoch auch erwünscht sein, ein Bild zu verwenden, das auf weniger Pegel quantisiert ist, wobei dann z.B. drei Bits verwendet werden können, um acht Pegel zu erhalten. Das Resultat kann einfach dadurch erreicht werden, daß der digitalisierte Wert abgerundet wird, als Folge davon kann jedoch eine bedeutende Information verloren gehen. Die beschriebene Einrichtung verwendet eine Art eines Verfahrens, die als Histogramm-Modifizierung bekannt ist, um die erhaltene Informa— tionsmenge zu vergrößern. Bei der Histogramm-Modifizierung wird die Anzahl von Bildelementen eines jeden Graupegels gezählt, damit das Graupegelhistogramm erreicht wird. Die anfänglichen Graupegel werden dann neuen Graupegeln in einer Weise zugeordnet, die zur Erzielung eines bestimmten Resultats gewählt wird. Bei der Art von Modifikation, die bei dieser Einrichtung verwendet wird, werden die anfänglichen Graupegel einer Endzahl von weniger Graupegeln in solcher Weise zugeordnet, daß möglichst weitgehend die Anzahl von Bildelementen in jedem Graupegel egalisiert wird. Wenn eine große Anzahl von Bildelementen Graupegel haben, die nahe beieinander lie-gen, wird ein Abschneiden dahin tendieren, daß sie zusammenhängen und nicht mehr unterscheidbar werden; die Art der verwendeten Histogramm-Modifizierung wird jedoch den Intensitätsbereich, den sie einnehmen, erweitern und die Unterscheidbarkeit einer solchen Anzahl von Bildelementen beibehalten. Die beiden anderen Verwendungsmöglichkeiten des Digital/Analogwandler-Ausganges betreffen dieses Verfahren. Im einen Fall wird der Ausgang

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einem Pegelzähler 14· aufgegeben, der so ausgelegt ist, daß er die Anzahl von Bildelementen in jedem Graupegel zählt (der Ausgang wird tatsächlich, wie noch ausgeführt wird, durcheine Nachschlagtabelle 15 geführt, die so eingestellt ist, daß sie den zu.zählenden Pegel spezifiziert). Die Anzahl von Bildelementen in den unterschiedlichen Graupegeln werden in getrennten Abtastungen gezählt. Bei jeder Abtastung wird die Anzahl von Bildelemehten bei einem bestimmten Graupegel gezählt und das Resultat in den Mikroprozessor 1 eingegeben. Das Verfahren wird dann für den nächsten Graupegel wiederholt. Auf diese Weise wird das gesamte Graupegel-Histogramm erhalten. Der Mikroprozessor 1 wird dann die Rechnungen ausführen, um das Histogramm zu modifizieren und zu bestimmen, welcher der endgültigen, geringeren Anzahl von Graupegeln jeder ursprüngliche Graupegel zugeordnet werden soll. Ist dies durchgeführt worden, wird das Resultat in die Nachschlagtabelle 15 eingeschrieben. Diese Tabelle hat (wobei die Zahlen, die als Beispiel angegeben sind, verwendet werden) 64 Stellen, und zwar eine für jeden der 64· Pegel, die von dem 6-Bit-Ausgang des Analog/Digitalumwandlers erhalten werden. Der Mikroprozessor i speichert In Jedes} Speiche* μ 1 «*·:?■ -T«? biip Ίγοϊ \\{\ α i-obi o\\0\\Aa Zahl, wobei festgelegt wird, welcher der endgültigen acht Graupegel ein Bildelement, dessen ursprünglicher Graupegel die Adresse dieses Speicherplatzes ist, haben soll.

Im Anschluß daran wird der Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 12 zum Adressieren der Nachschlagtabelle 15 verwendet. Somit wird jeder der ursprünglichen Graupegel aus dem Analog/Digitalwandler 12 in einen unterschiedlichen Graupegel abgebildet (kartiert). Dieser Vorgang wird kontinuierlich durchgeführt, wenn die Kamera 9 wiederholt das ursprüngliche Bild abtastet, so daß das Abbilden (mapping) in Echtzeit geschieht. Das Resultat kann auf einem Monitor betrachtet werden. Zusätzlich können die erneut digital dargestellten Werte auf den Rest der Mikroprozessoreinrichtung zeilenweise über den Zeilenspeicher IJ in der gleichen Weise übertragen werden, wie dies für die ursprünglich digitalisierten Werte galt.

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Zeilenspeicher

Der Zeilenspeicher wird im einzelnen in Verbindung mit Fig. J beschrieben. Die Daten, die sich auf eine Abtastzeile beziehen, werden in einem Speicher 17 mit direktem Zugriff gehalten, der zwei Quellen von Adressiersignalen, einen Zähler 18 und die Adressenleitungen 6 aufweist. Die gewünschte Quelle wird von einem Multiplexer 19 ausgewählt. Die in den Speicher 17 einzuschreibenden Daten stammen entweder von dem Analog/Digitalumwandler 12 oder aus einer Nachschlagetabelle 15» die von einem Multiplexer 20 ausgewählt wird. Daten, die von dem Speicher 17 ausgelesen werden,werden über einen Vielfachleitungstreiber 21 auf die Datenleitungen 7 übertragen.

Es sei angenommen, daß es erwünscht ist, die digitalisierten Werte einer bestimmten Abtastleitung zu erfassen. Zuerst schreibt unmittelbar im Anschluß an ein Bildwechselbeginnsignal, jedoch vor Beginn der Abtastung,der Mikroprozessor die Adresse der gewünschten Abtastleitung in ein Register 22 von den Datenleitungen 7 ein. Ein Zähler 23 wird dann in Abhängigkeit von dem Zeilensignal, das den Beginrveiner jeden Zeile anzeigt, von Null ar^etaktet;. Er hält deshalb die Hummer der Leitung, die gerade abgetastet wird. Wenn die Nummer der jeweiligen Abtastleitung gleich der im Zähler 2J eingestellten ist, zeigt eine Vergleichsvorrichtung24 an, daß Gleichheit erreicht worden ist, und macht den Zähler 18 wirksam. Dieser wird einmal pro Bildelement in Abhängigkeit von dem PEL-Signal getaktet, und der Inhalt adressiert den Speicher 17 über den Multiplexer 19. Gleichzeitig werden die digitalisierten Werte für die Zeile dem Speicher 17 über den Multiplexer 20 dargeboten. Sie werden deshalb in Speicherplätze im Speicher 17 mit wachsenden Adressen, wie sie vom Zähler 18 eingespeist werden, eingeschrieben.

Wenn der Zähler 18 die volle Zahl von Bildelementen in einer Abtastleitung erreicht hat, wird er unwirksam und gelöscht. Wenn das nächste Bildwechselbeginnsignal aufgenommen ist, erfährt die Verarbeitungsvorrichtung, daß die Abtastung vervollständigt worden

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ist, lind der Speicher 17 hält so viele Daten, wie einer Leitung entspricht. Diese Daten werden dann bildelementweise nacheinander ausgelesen, wobei die gewünschten Adressen auf die Adressenleitungen 6 eingespeist und die auf die Leitungen 7 abgegebenen Daten aufgenommen werden. Der gesamte Vorgang wird für jede Abtastzeile nacheinander wiederholt,"damit, die digitalisierten Daten für das gesamte Bild, auf den Mikroprozessor übertragen werden können, der sie beispielsweise in der Platteneinheit 2 speichert (was nicht notwendigerweise auf die Bilderfassungseinrichtung festgelegt sein muß). Nach einer identischen Methode wird vor-' gegangen, wenn es erwünscht ist, digitalisierte Daten zu übertragen, nachdem auf weniger Graupegel abgebildet wird, mit der ' Ausnahme, daß der Multiplexer 20 so eingestellt wird, daß abgebildete Werte aus .der Nachschlagetabelle 15, die in den Speicher 17 eingeschrieben werden sollen, eingespeist werden.

Nachschlagetabelle und Pegelzähler

Die Nachschlagetabelle 15 und der Pegelzähler 14 werden nachstehend im einzelnen in Verbindung mit.Fig. 4 erläutert. Die Nachschlagetabelle 15 besteht im wesentlichen aus einem Speicher 25 mit direktem Zugriff (RAM), der über einen Multiplexer 26 entweder mit Hilfe von Signalen auf den Adressenleitungen 6 oder mit Hilfe des Ausganges des Analog/Digitalumwandlers 12 adressiert werden kann. Der Speicher 25 hat gemeinsame Dateneingangs/ Datenausgangs-Leitungen, die mit den Datenleitungen 7 über einen Zweirichtungs-Vielfachtreiber 27 sowie mit Registern 28 und 29, die aus dem Speicher 25 ausgelesene Daten verriegeln, verbunden sind. Diese beiden Register halten das wichtigste Bit und die übrigen (weniger wichtigen) Bits, die abgegeben werden, wenn der Speicher 25 ausgelesen wird.

Im normalen Betrieb der Bilderfassungsvorrichtung 3 tastet die Kamera 9 das Betrachtungsfeld kontinuierlich ab und der Analog/ Digital-Umwandler 12 wandelt seinen Ausgang in digitalisierte Werte um. Diese Werte adressieren den Speicher 25 fortlaufend und führen dazu, daß die gespeicherten Werte ausgelesen werden.

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Die weniger bedeutenden Bits, die im Register 29 gehalten werden, sind der Wert, der den neuen Graupegel definiert, welcher dem Graupegel entspricht, der zum Adressieren des Speichers 17 verwendet wird, und werden in den Monitor 16 eingespeist, so daß das Bild in seiner abgehi l.leten (kartierten) Form synchron mit der Kameraabtastung zur Anzeige gebracht wird.

Das Bit höchster Bedeutung eines jeden Speicherplatzes wird ferner bei fortschreitender Abtastung kontinuierlich ausgelesen, wird aber für einen ganz anderen Zweck verwendet, nämlich zum . Ausbleiben unerwünschter Graupegel während der Pegelzählung.

Während der Pegelzählung arbeitet die Einrichtung für jeden der ursprünglichen Quantisierungspegel nacheinander wie folgt. Zuerst schreibt der Mikroprozessor eine "Ziffer 1" in das Bit höchster Bedeutung der Speicherstelle des Speichers 25 ein, dessen Adresse gleich dem Wert des betreffenden Pegels ist, und eine "0" in alle anderen Speicherplätze. Ein Zähler 30, der den grundlegenden Teil des Pegelzählers 14 darstellt, wird dann in Abhängigkeit von dem nächsten Bildwechselstartsignal wirksam gemacht. Der Speicher 25 wird so gesetzt, daß er von dem Ausgang des Analog/ Digitalumwandlers 12 adressiert wird und im Anschluß daran jede digitale Umwandlung ausliest. Jedesmal, wenn der digitalisierte Wert dem gewünschten Pegel gleich ist, wird der ausgelesene Wert eine "1" als das Bit höchster Bedeutung haben. Diese Bits werden in denZähler JO eingeführt, und die Einsen werden gezählt, so daß die Anzahl von Bildelementen dieses Quantisierungspegels aufgezeichnet wird.

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Graupegel haben, einen unveränderten Ausgang aus dem Register 28 ergeben,wird der Ausgang dadurch zerhackt, daß er in einem UND-Gatter 3I mit dem PEL-Taktsignal kombiniert wird, damit ein getrenntes Signal für jedes Bildelement für den Zählvorgang gewährleistet ist.

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30 Nach dem Ende der Abtastung wird der Zähler in Abhängigkeit von dem nächsten Bildwechselstartsignal unwirksam gemacht, das auch als ein Signal für den Mikroprozessor 1 wirkt, daß der Zählwert für die Übertragung zur Verfügung steht. Die Übertragung auf die Datenleitungen 6 erfolgt über einen Vielfachleitungstreiber 32.

Der gleiche Vorgang folgt dann für den nächsten Graupegel. Nachdem alle Pegel gezahlt worden sind, berechnet der Mikroprozessor die neuen Pegel und schreibt sie in den Speicher 25 ein. Das ver-

Processing¹¹ von W.K. Pratt, erschienen bei John Wiley and Sons, 1978 beschrieben ist.

Allgemeines

Wenn die Pegelzählung durchgeführt und die Nachschlagetabelle gefüllt ist, ermöglicht die Einrichtung, daß die Kartierung bzw. Abbildung (mapping) der ursprünglichen digitalen Werte in die neuen Werte in Echtzeit bei Abtastung des Bildes durchgeführt wird, wobei die Resultate auf dem Monitor. 16 zur Anzeige gebracht werden. Andererseits oder zusätzlich hierzu können die kartierten abgebildeten Werte auf den Mikroprozessor zu Speieherzwecken oder zur weiteren Verarbeitung übertragen werden. Beispielsweise können die kartierten Daten in eine kompaktere Darstellung komprimiert werden.

Der Bedienende kann, falls er dies wünscht, die Kartierung verändern, indem der Mikroprozessor .1 veranlaßt wird, einen oder mehrere der gespeicherten Werte bei unmittelbarer Beobachtung der fiesultate zu ändern. Eine derartige Änderung kann beispielsweise erwünscht sein, um das.Histogramm in unterschiedlicher Weise zu modifizieren, oder wenn Gefahr besteht, daß ein Geräusch diePegelzählung störend beeinflußt.

• · ·· AU

Wenn 512 Bildelemente in einer Abtastleitung vorhanden sind, muß eine Dißi tali ei erung etwa einmal pro 100 Nana seirund en für eine Standard-Fernsehabtastung erfolgen. Blink-Analog/Digitalumwandler bekannter Art arbeiten mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit.

Speicher mit direktem Zugriff, wie sie in Mikroprozessoreinrichtungen verwendet werden, haben häufig eine Zugriffsdauer von etwa 4-50 Nanosekunden, was zu langsam ist, damit digitalisierte Daten mit der Geschwindigkeit aufgenommen werden können, mit der sie erzeugt werden. Es stehen Jedoch aufwendigere Speicher mit direktem Zugriff zur Verfügung, die eine Zugriffsdauer von beispielsweise 4-5 bis 55 Nanosekunden haben. Derartige Speicher können für die Nachschlagetabelle und für den Zeilenspeicher verwendet werden. Der Zeilenspeicher kann dann die Daten, die sich auf eine Zeile beziehen, mit der Geschwindigkeit erfas-

sen, mit der sie erzeugt worden sind, und der Mikroproessor kann sie mit einer Geschwindigkeit wiederauffinden, die für ihn akzeptabel ist. Es werden deshalb digitale Werte mit einer Geschwindigkeit erzeugt, die für die Kameraabtastung geeignet ist, und mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand bei schneller Speicherung im Vergleich zu dem Aufwand erfaßt, der erforderlich ist, um das vollständige Bild mit der Geschwindigkeit aufzunehmen, mit der es erzeugt wird.

Die in Verbindung mit den Zeichnungen beschriebene Einrichtung . gestattet die Anwendung der Erfindung auf drei unterschiedliche Arten. Bei der ersten Art wird während des Pegelzählens im Zäh- \m· 30 oft föri'ib <4n°f .je.ien At>ka§tjüF!g_r rfähp-βη,τΙ fjer a'ina Zählung, erfolgt, Information (der Zählwert) gesammelt, die sich auf alle die Elemente bezieht, deren Graupegel gleich dem vorbestimmten Wert ist, der durch die Stelle der Nachschlagetabelle definiert ist, die eine ¹¹I" im Bit höchster Bedeutung hält. Bei den beiden anderen Arten der Anwendung der Erfindung wird die Information im Zeilenspeicher gesammelt und besteht aus den digitalisierten Werten - entweder aus der ursprünglichen Digitalisierung oder nach dem Kartieren - wobei die Intensität eines jeden Bildelement«

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in einer bevorzugten Abtastzeile, die durch den im Zähler 22 eingestellten Wert definiert ist, festgelegt wird.

Im Hahmen der Erfindung sind zahlreiche Modifikationen möglich. Die Kamera kann ungesteuert arbeiten, wobei dann der Ausgang einer Synchron-Trennschaltung zugeführt werden muß, von der Zeitsteuersignale für den Rest des Bilderfassungssignales entnommen werden können.

Der Zeilenspeicher kanndurch einen Speicher mit ausreichend hoher Kapazität für mehr als eine Zeile, z.B. für zwei Zeilen, ersetzt werden. Damit wird die Zeitdauer verringert, die erforderlich ist, um eine gesamte Abtastung zu erfassen, und zwar auf Kosten der rascheren Speicherung. Ein Doppelzeilenspeicher ist insbesondere zweckmäßig, wenn der Mikroprozessor 1 die kartierten Daten in einer Weise komprimiert, die die Beziehung zwischen aufeinanderfolgend abgetasteten Zeilen verwendet.

Die beschriebene Einrichtung verwendet die Nachschlagetabelle während des Pegelzählens als Mittel zum Ausblenden der gewünschten Graupegel· Dies ist eine vorteilhafte Lösung, da auf einfache Weise ein rascher Vergleich mit bereits vorhandenen Geräten möglich ist. Falls erwünscht, kann jedoch ein Register und eine Vergieichsvorrichtung verwendet wird.

Auf Kosten einer wesentlich langsameren Erfassung der digitalisierten Daten in bezug auf individuelle Bildelemente brauchen die Bildelemente, deren Graupegel am Ende einer einzigen Abtastung gespeichert werden, nicht aufeinander zu folgen. Sie können beispielsweise als ein Bildelement pro Abtastzeile ausgeführt sein, in welchem falle die Daten in Spalten gesammelt werden.

Anstelle des Schwarz-Weiß-Monitors 16, der die neuen Pegel als Grauschatten zeigt, kann es zweckmäßig sein, einen Farbmonitor zu verwenden, wobei die drei Bits des neuen Graupegels den Ein-Aus-Zustand der.roten, blauen und grünen Kanonen definiert. Mit

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der sich daraus ergebenden pseudofarbigen Sichtanzeige kann der Bedienende bestimmte Farben unterschiedlichen Teilen des Bildes zuordnen, um den Kontrast zu verbessern.

Anstelle des Zählens der Anzahl von Elementen in Jedem Graupegel ist es möglich, die Zahl zu zählen, die entweder gleich jedem Pegel in der Reihe ist oder jeden Pegel übersteigt, Per ^ählwart· des endgültigen Graupegels kann weggelassen werden, da die Gesamtzahl von Bildelementen bekannt ist. In beiden Fällen reicht die gesammelte Information aus, damit das Graupegel-Histogramm abgeleitet werden kann.

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Claims (13)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur digitalen Darstellung eines Bildes, mit einer Vorrichtung, die ein Bild wiederholt abtastet und bei jeder Abtastung ein Analogsignal abgibt, das für das Bild repräsentativ ist, und einerUmwandlungsvorrichtung, die so ausgelegt ist, daß sie das Analogsignal periodisch in ein digitales Signal umwandelt, das von der Umwandlungsvorrichbung abgegeben wird, wobei die aufeinanderfolgenden Werte dieses Signals eine Intensität und/oder Farbe für jedes Bildelement des Bildes darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichervorrichtung (I3 oder 14) vorgesehen ist, die. während einer Abtastung informationen speichert, die aus den digitalen Signalen stammen, welche von der Umwandlungsvorrichtung (12 oder 12 + 15) abgegeben werden, wobei die Informationen sich nur auf Bildelemente beziehen, die ein ausgewähltes Kriterium treffen, und daß eine Auswählvorrichtung (22 oder 15) so einstellbar ist, daß dieses Kriterium ausgewählt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (1) die Auswahlvorrichtung (22 oder I5) so steuert, daß die Speichervorrichtung (I3 oder 14) während einer Folge von Abtastungen, während der sie wirksam ist, Informationen speichert, die sich auf jedes Bildelement des Bildes bezieht.

3 · . Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Informationen, die in der Speichervorrichtung (13) im Anschluß an eine Abtastung, in der sie wirksam geworden ist, gespeichert · ist, aus den Werten der digitalen Signale besteht, die durch die Umwandlungsvorrichtung (12) abgegeben worden sind und nur einige der Biideiemente ^^βΓ Sichtanzeige darstellen, wobei das Kriterium sich auf die Position dieser Bildelementa bezieht.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Signale, die von der Umwandlungsvorrichtung (12)

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abgegeben werden, jeweils ein "binäres Äquivalent des Analogsignales sind, das die gemessene Intensität und/oder Farbe des entsprechenden ßildelementes darstellt.

5. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsvorrichtung (12 + 15) eine Vorrichtung (12), die so ausgelegt ist, daß sie das Analogsignal periodisch in ein äquivalentes Binärsignal umwandelt, das die gemessene Intensität und/oder Farbe des entsprechenden Bildelementes darstellt, und eine Speichervorrichtung (15)» die durch Jedes der Binärsignale adressiert ist und so ausgelegt ist, daß jedes Mal beim Adressieren ein digitales Signal abgegeben wird, das der Signalausgang aus der ümwandlungsvorrichtung (12 + 15) ist, aufweist, wobei das Signal eine transformierte Intensität und/oder Farbe für das entsprechende Bildelement darstellt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information, die im Laufe einer Abtastung, in der sie wirksam war, gespeichert wird, ein Zählwert ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählwert der Anzahl von Bildelementen mit einem ausgewählten gemessenen Graupegel und/oder Farbe entspricht, und daß die Auswählvorrichtung (15) so eingestellt ist, daß sie den zu zählenden Graupegel und/oder die Farbe festlegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung (15) eine Speichervorrichtung (25) aufweist, diö im Betrieb durch jedes der Digitalsignale, die von der Umwandlungsvorrichtung (12) abgegeben werden, adressiert ist und von der ein bzw. mehrere Speicherplätze jeweils ein Bit enthält bzw. enthalten, das in ein Speicherelement (18) ausgelesen wird, wenn der Speicherplatz adressiert ist, wobei die Auslese-Bits durch die Speichervorrichtung (14) gezählt werden.

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-V-

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung (25) nach einer Adressierung durch das Digitalsignal, das von der Umwandlungsvorrichtung (12) abgegeben wird, in der Lage ist, ein zusätzliches Digitalsignal unabhängig vbh feifaem Mfeäü§gang, def· KUm 2HhIei» J'it 'Ue Spei Sl¹H--ung in einem Element (29) abgegeben wird, zu liefern.

10. Verfahren zum digitalen Darstellen eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild wiederholt abgetastet und bei jeder Abtastung ein das Bild repräsentierendes Analogsignal abgegeben wird, daß das Analogsignal periodisch in ein Digitalsignal umgewandelt wird, dessen aufeinanderfolgende Werte jeweils eine Intensität und/oder Farbe für ein individuelles Bildelement des Bildes darstellen, und daß im Verlaufe einer Abtastung Speicherinformationen aus den Werten der Digitalsignale gewonnen werden, die sich nur auf Bildelemente beziehen, die ein ausgewähltes Kriterium erfüllen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe einer Folge von Abtastungen Informationen gespeichert werden, die sich auf jedes Bildelement des Bildes beziehen.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im Laufe einer Abtastung gespeicherten Informationen eine Intensität und/oder Farbe für jedes von einigen der Bildelemente des Bil-des darstellen, wobei sich das Kriterium auf die Position der Bildelemente bezieht.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Infor-mation als ein Zählwert gespeichert wird, und daß das Kriterium sich auf die Intensität und/oder Farbe der Bildelemente bezieht.

IA-. Verfahren zum digitalen Darstellen eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild wiederholt abgetastet wird, daß bei jeder Abtastung ein für das Bild repräsentatives Analogsignal

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erzeugt wird, daß das Analogsignal periodisch in ein äquivalentes Binärsignal umgewandelt wird, dessen aufeinanderfolgende Werte die gemessene Intensität und/oder Farbe individ-ueller Bildelemente des Bildes darstellen, daß die aufeinanderfolgenden Werte des Binärsignales unterschiedliche Bildelemente des Bildes darstellen, wobei in einer ersten Stufe in jeder einer Vielzahl von Abtastungen die Anzahl von Bildelementen gezählt wird, die ein ausgewähltes Kriterium erfüllen, das sich auf die gemessene Intensität und/oder Farbe der Bildelemente bezieht, und wobei das Kriterium in jeder Abtastung der Vielzahl von Abtastungen so variiert wird, daß am Ende der Vielzahl von Abtastungen die Informationen, die gespeichert worden sind, ausreichen, um die Anzahl von Bildelementen eines Wertes der gemessenen Intensität und/oder Farbe definieren, daß für jeden Wert der gemessenen Intensität und/oder Farbe eine transformierte Intensität und/oder Farbe berechnet wird, und daß in einer anschließenden zweiten Stufe jedes Binärsignal, das eine gemessene Intensität und/oder Farbe repräsentiert, die von der Umwandlungsvorrichtung abgegeben wird, in ein entsprechendes transformiertes Signal umgewandelt wird.

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