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    • 专利摘要:
    Ein Verfahren zur Bildauflösungsverbesserung unter Verwendung einer Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung, das ein Speichern zumindest eines Abschnitts eines Bilds und ein Auswählen eines Fensters aus dem Bild umfaßt, das eine Mehrzahl von benachbarten Zeilensegmenten aufweist, die Pixel aufweisen, wobei das Fenster ein Zielpixel umfaßt. Das Verfahren umfaßt ferner ein Vergleichen der Pixel des Fensters mit einer Schablone für eine Teilübereinstimmung und ansprechend darauf, daß eine Teilübereinstimmung gefunden wird, ein Ersetzen des Zielpixels durch ein Verbesserungspixel. Durch ein Ermöglichen einer Teilübereinstimmung zu einer Verbesserung anstelle eines Erforderns einer 100-prozentigen Übereinstimmung des Stands der Technik liefert das Verfahren eine Bildauflösungsverbesserung für Digitalbilddaten, die ein Rauschen oder andere Fehler aufweisen.
    公开号:DE102004016230A1
    申请号:DE200410016230
    申请日:2004-04-01
    公开日:2005-02-24
    发明作者:Douglas Gene Keithley
    申请人:Agilent Technologies Inc；
    IPC主号:B41J5-30
    专利说明:
    [0001] Systemezum Handhaben zahlreicher Dokument- und Datenformate bewegen sichdazu hin, integrierte rechnergestützte Systeme zu werden, bei denenunterschiedliche Geräteaneinandergebunden sind, um Lösungenfür Bedürfnissevon Kunden zu liefern. Ein Schlüsselfaktorbei derartigen integrierten Systemen ist ein Ermöglichen, daß ein ursprüngliches Dokument, eine Tabelleoder ein Bild abgetastet und dann präsentiert wird, so daß eine Person,die den abgetasteten Gegenstand betrachtet, keinen Qualitätsunterschiedrelativ zu dem Original wahrnimmt. Leider kann der Abtastprozeß ein Rauschen undFehler in die Daten einbringen, die das abgetastete Bild darstellen,was in einer wahrnehmbaren Verminderung bei dem Ausgang resultiert.Es wird eine Technologie zu einem Verbessern von Bilddaten benötigt, diedurch Abtasten eingebrachtes Rauschen und Fehler aufweisen, ohnezu erfordern, daß erheblichezusätzlicheKomponenten zu dem System hinzugefügt werden.
    [0002] VielerechnergestützteSysteme umfassen bereits eine gewisse Auflösungsverbesserungstechnologiezum Verbessern der Qualitätvon abgetasteten und gedruckten Dokumenten. Existierende Auflösungsverbesserungstechnologienverwenden eine Auflösungsverbesserungin der Form von Schablonen, die in logischen Operationen oder Nachschlagtabellenimplementiert sind. Die unten zitierten Schriften beschreiben verschiedeneVerfahren, Geräteund Systeme einer Bild- oder Auflösungsverbesserung, um gedruckteBilder und Anzeigen unter Verwendung von Komponenten zu verbessern,die bereits in vorliegende integrierte Computersysteme eingegliedertsind. Eine Bildverbesserung kann gegenwärtig zu einer Auflösungsverbesserung,einer Erscheinungsbildabstimmung, einer Erscheinungsbildübereinstimmung,einer Umwandlung zu einer Grauskalierung (z. B. Halbton-De-screening),einer Bildwiederherstellung, einer Mustererfassung und Segmentierungverwendet werden.
    [0003] ExistierendeBildauflösungsverbesserungstechnikenführeneine breite Vielfalt von digitalen Dokumentverarbeitungsaufgabenunter Verwendung von schablonenbasierten Bildverbesserungsgeräten durch.Eine Verbesserung wird gewöhnlichan Einfarben- und Farbbildern sowie Binär- und Kontinuierlich-Ton-Bilderndurchgeführt.Ein typisches Bildverbesserungsgerät umfaßt Schablonenoperatoren, um dieBilder zu verbessern, die als ein Operator oder ein Gerät charakterisiertwerden können,der/das ein Bild in ein anderes Bild transformiert. Das Bildverbesserungsgerät ist auseiner Anzahl von Bilderzeugungsschablonenoperatoren gebildet, dieoft als Schablonen bezeichnet werden. Die Schablonen weisen typischerweiseeine Maske, ein Muster und ein Verbesserungspixel auf. Die Anzahlvon Schablonen in einem Bildverbesserungsgerät kann zwischen einer kleinenAnzahl von Schablonen bis Tausenden von Schablonen variieren. DieseSchablonen können z.B. in einer Nachschlagtabelle gespeichert sein und unter Verwendungeines Nachschlagtabellenformalismus implementiert sein. Es können andere äquivalenteFormalismen, wie beispielsweise eine Boolesche Logik, verwendetwerden.
    [0004] EinRaster ist ein eindimensionales Array von Bilddaten, die eine einzigeZeile von Daten über eineeinzige Abmessung, d. h. die Längeoder die Breite, des Bilds widerspiegeln. Ferner kann jede Positionoder „Bildelement" in einem Bild ein „Pixel" genannt werden.Bei einem Array, das ein Bild definiert, bei dem jedes Datenelementeinen Wert aufweist, kann jeder Wert, der die Eigenschaften einerPosition angibt, ein Pixelwert genannt werden. Jeder Pixelwert istein Bit in einer binärenForm eines Bilds, ein Grauskalierungswert in einer Grauskalierungsform einesBilds oder ein Satz von farbbeabstandeten Koordinaten in einer Farbkoordinatenformeines Bilds. Die binäreForm, die Grauskalierungsform und die Farbkoordinatenform sind jeweilstypischerweise in einem zweidimensionalen Array von Zeilen und Spaltenangeordnet, was das Bild definiert.
    [0005] Tung,C., „Piece-WisePrint Image Enhancement for Dot Matrix Printers", US-Patent Nr. 4,847,641, 11. Juli1989; und US-Patent Nr. 5,005,139, 2. April 1991, beschreiben Auflösungsverbesserungsverfahrenund -geräte.Tung beschreibt mehrere Typen von Druckfehlern, die bei einem Druckenvon Schriftzeichen und Graphen unter Verwendung von Pixeln auftreten,wie beispielsweise gestufte Kanten anstelle von glatten Kanten undweggelassene Details bei scharfen Spitzen und Kreisen (Sp. 7 und8 von '641). Tungbeschreibt Auflösungsverbesserungsverfahrenund -gerätedes Stands der Technik, die betreibbar sind, um bedruckte Linienund Kurven zu glättenund Anzeigefehler durch ein Verbessern der Auflösung von Pixeln auszufüllen. ImStand der Technik verwendet ein Bildauflösungsverbesserungsgerät Schablonen,um bestimmte Pixelmuster in einem binären Bild in entsprechend verbessertePixelmuster durch ein in ÜbereinstimmungBringen einer Schablone mit den Pixelmustern zu transformieren.Eine Schablonenübereinstimmungist ein Binär-Übereinstimmungsprozeß, wodurcheine binäre Schablonean ein binäresBild angelegt wird. Ein Bild, das aus Zeilen in einer binären Formbesteht, wird zu einem Datenpuffermodul gesendet. Eine Binär-Muster-Übereinstimmungsprüfungsoperation(„Pattern-Matching") wird unter Verwendungvon binären Schablonendurchgeführt,die typischerweise als ein Verarbeiten von Einsen und Nullen definiertsind. Nach einem Kombinieren der gepufferten Bilddaten und der Schablonenin der Binär-Muster-Übereinstimmungsoperationersetzt ein Ausgangsschritt das Zielpixel durch ein Verbesserungspixel,wenn eine 100%ige Übereinstimmunggefunden ist, um das verbesserte Bild zu erzeugen. Der Bildauflösungsverbesserungsprozeß kann aufverschiedene Weisen implementiert sein, wie beispielsweise ein Boolesche-Logik-Moduloder eine Nachschlagtabelle. Bei der Boolesche-Logik-Darstellungwerden Pixelwerte als Variablen in der logischen Architek tur verwendet, wiebeispielsweise eine logische Summe von Produkten.
    [0006] MitBezug auf 1 und 2 beobachtet genauer gesagtdas Bildverbesserungsgerätein Muster von Pixeln in einem durch eine ausgewählte Schablone definiertenFenster. 1 und 2 stellen bestimmte Aspektedes Stands der Technik füreine Auflösungsverbesserungstechnologiedar. 1 stellt ein 5 × 5-Fensterdar, das eine Mehrzahl von Bits aufweist, die Pixel darstellen,die um ein Zielpixel herum positioniert sind, einschließlich Pixelnvon der gleichen Zeile wie das Zielpixel sowie Pixel von zumindesteiner Zeile überund zumindest einer Zeile unter dem Zielpixel (falls verfügbar). Esist eine breite Vielfalt von Typen und Größen von Fenstern bekannt. Dasbei einer speziellen Anwendung verwendete Fenster hängt vondem Bild ab, das analysiert werden soll, und dem speziellen Prozeß, der andem Bild durchgeführtwerden soll. Das in 1 dargestellte5 × 5-Fenster umfaßt fünf Zeilen(1–5)und fünfSpalten (A–E),was einen 25-Pixel-Block von binärwertigen Pixelneines Bilds darstellt. Ein Pixel in dem Fenster ist das Zielpixel,was typischerweise das mittlere Pixel 3C ist, während die anderen Pixel indem Fenster die benachbarten Pixel sind. Das Zielpixel und die benachbartenPixel bilden eine Nachbarschaft. Das Fenster wird typischerweise über dieDaten bewegt, die ein Bild darstellen, wobei von Zielpixel zu Zielpixel vorgerückt wird.
    [0007] 2A–2D stelleneine herkömmlicheAuflösungsverbesserungstechnologiedar, die auf das Zielpixel 3C in einem 5 × 5-Fenster angewendet wird. 2A stellt ein Beispiel derWerte und Positionen von Pixeln eines Ein-Bit-pro-Pixel-Binärbilds indem 5 × 5-Fensterdar. Die „1"en stellen Pixeldar, die eingeschaltet oder angezeigt werden sollen, und die „0"en stellen Pixeldar, die nicht eingeschaltet werden sollen. Der Bildabschnitt indem Fenster von 2A könnte einezwei Pixel breite Zeile darstellen, die von links nach rechts ansteigt,wie beispielsweise ein Vor wärtsschrägstrich.Die Pixel in dem Fenster von 2A werdenin eine Schablonenübereinstimmungsoperationeingegeben, wie es unten erörtert ist.
    [0008] 2B stellt einen Maskenabschnitteiner Schablone dar, der einrichtet, ob ein spezielles Pixel ineinem Fenster ein interessierendes Pixel ist. Die in 2B dargestellte Maske umfaßt eventuellnicht alle Pixel in dem Fenster als interessierende Pixel. Die Maskedefiniert eher einen Pixel-Bit-Teilsatz des Fensters, der alle Pixelbitsin dem Fenster umfassen kann, aber es typischerweise nicht tut. 2C stellt einen Musterabschnitteiner Schablone dar, der einen „Voraussage-Bit-Teilsatz" definiert, der denWert einrichtet, den jedes spezielle interessierende Pixel aufweisenmuß, umals eine Übereinstimmungbetrachtet zu werden. Das heißt,damit eine Übereinstimmunggefunden wird, müssenalle Pixel von 2A, diesich in den „1"-Positionen von 2B befinden, gleich den jeweiligen Pixelnin 2C sein. 2D stellt eine Übereinstimmungdar, die im Stand der Technik gefunden wird, wenn 100% der interessierendenPixel (der Pixel-Bit-Teilsatz des Fensters, wie es durch die Maskevon 2B definiert ist)in 2A jeweils den erforderlichenWert aufweisen, wie es durch das Muster (den Voraussage-Bit-Teilsatz)von 2C definiert ist.
    [0009] EinBildverbesserungsgerätversucht, die Pixel des Fensters mit einer oder mehreren von Schablonenin Übereinstimmungzu bringen. Die Schablone oder ein anderer Abschnitt des Bildverbesserungsgeräts umfaßt ein Verbesserungspixel,das das Zielpixel 3C ersetzen soll, wenn eine exakte Übereinstimmunggefunden ist. Falls eine exakte Übereinstimmungdurch ein Vergleichen eines Pixelteilsatzes des Fensters mit einemVoraussage-Bit-Teilsatz gefunden wird, erzeugt das Bildverbesserungsgerät einengeeigneten Ausgang. Der Ausgang kann ein Verbessertes-Pixel-Musterfür dasZielpixel sein, das das Bild verbessert. Das Bildverbesserungsgerät fährt typischerweisefort, bis alle Schablonen auf jedes Zielpixel angewendet wurdenund alle Zielpixel verbessert wurden (vorausgesetzt, daß Schablonenübereinstimmungengefunden wurden). Bei dem durch 2A–D dargestellten Beispiel wird eine Übereinstimmunggefunden und ein Verbesserungspixel ersetzt das Zielpixel 3C, umdie Linie weniger gezackt aussehen zu lassen. Ein derartiges Verbesserungspixelkann ein bißchenToner, der dem Zielpixel 3C hinzugefügt wird, oder ein Verdunkelnlediglich des oberen linken Quadranten des Zielpixels 3C umfassen,um die zwei Pixel breite Linie in dem Fenster von 2A zu glätten. Wenn keine 100%ige Übereinstimmunggefunden wird, erzeugt die herkömmlicheAuflösungsverbesserungstechnologiekeine Verbesserung und der Wert des Zielpixels wird nicht verändert oderverbessert.
    [0010] Dieoben beschriebene Auflösungsverbesserungstechnologieliefert eventuell nicht genau eine Auflösungsverbesserung für abgetasteteBilder, weil ein Rauschen und Fehler bei den abgetasteten Daten dieerforderliche 100%ige Übereinstimmungoft unwahrscheinlich machen. Es gibt einen Bedarf nach einem Verfahrenund einer Vorrichtung, die existierende Bildauflösungsverbesserungstechnologien verwenden,um Digitalbilddaten effizient zu verbessern, die ein Rauschen undFehler enthalten können, wiedieselben beispielsweise bei einem Abtasten eines Dokuments erzeugtwerden könnten.Angesichts des Vorhergehenden gibt es einen Bedarf auf dem Gebietnach einer neuen und verbesserten Vorrichtung und einem Verfahrenzu einer Auflösungsverbesserungvon Bildern, die ein Rauschen und Fehler in den Daten derselbenaufweisen.
    [0011] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bildverbesserungunter Verwendung einer Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung, eineBildverbesserungsschaltung oder ein Computersystem mit verbessertenCharakteristika zu schaffen.
    [0012] DieseAufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch4, eine Bildverbesserungsschaltung gemäß Anspruch 16 oder ein Computersystemgemäß Anspruch24 gelöst.
    [0013] EinAspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zur Bildauflösungsverbesserungunter Verwendung einer Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung bereit.Das Verfahren umfaßtdie Schritte eines Speicherns zumindest eines Abschnitts eines Bildsund eines Auswählenseines Fensters aus dem Bild, das eine Mehrzahl von benachbartenZeilensegmenten aufweist, die Pixel aufweisen, wobei das Fensterein Zielpixel umfaßt.Das Verfahren umfaßtferner ein Vergleichen der Pixel des Fensters mit einer Schablonezu einer Teilübereinstimmungund ansprechend darauf, daß eineTeilübereinstimmunggefunden wird, ein Ersetzen des Zielpixels durch ein Verbesserungspixel.
    [0014] Durchein Ermöglicheneiner Teilübereinstimmungzu einer Verbesserung anstelle eines Erforderns der 100%igen Übereinstimmungdes Stands der Technik liefert ein derartiges Verfahren eine Bildauflösungsverbesserungfür Digitalbilddaten,die durch ein Rauschen oder andere Fehler leicht verfälscht seinkönnen.
    [0015] DieErfindung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen derselben, ist ambesten unter Bezugnahme auf die folgende nichteinschränkende Beschreibungin Verbindung mit den zugehörigenZeichnungen zu verstehen, bei deren mehreren Figuren gleiche Bezugszeichengleiche Elemente identifizieren.
    [0016] BevorzugteAusführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf diebeiliegenden Zeichnungen nähererläutert.Es zeigen:
    [0017] 1 ein herkömmliches5 × 5-Fenstervon Pixeln, die um ein Zielpixel herum positioniert sind;
    [0018] 2A die Pixelwerte eines5 × 5-Fensters einesBilds;
    [0019] 2B einen Maskenabschnitteiner Schablone, der einrichtet, ob ein spezielles Pixel in dem5 × 5-Fenster von 2A ein interessierendesPixel ist;
    [0020] 2C einen Musterabschnitteiner Schablone, der einen „Voraussage-Bit-Teilsatz" definiert, der denWert einrichtet, den jedes spezielle interessierende Pixel aufweisenmuß, umals eine Übereinstimmungbetrachtet zu werden;
    [0021] 2D eine Übereinstimmung, die bei dem Standder Technik gefunden wird, wenn alle interessierenden Pixel (derPixel-Bit-Teilsatz des Fensters, wie es durch die Maske von 2B definiert ist) in dem5 × 5-Fenstervon 2A den erforderlichen Wertaufweisen, wie es durch das Muster (den Voraussage-Bit-Teilsatz)von 2C definiert ist;
    [0022] 3A Werte und Positionenvon Pixeln in einem 5 × 5-Fenster eines Bilds,das dem Bild von 2A ähnlich ist,mit einem Fehler bei einem der Pixelwerte, gemäß einem Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0023] 3B einen Maskenabschnitteiner Schablone, der einrichtet, ob ein spezielles Pixel in dem5 × 5-Fenster von 3A ein interessierendesPixel ist, gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0024] 3C einen Musterabschnitteiner Schablone, der einen „Voraussage-Bit-Teilsatz" definiert, der denWert einrichtet, den jedes spezielle interessierende Pixel aufweisenmuß, umals eine Übereinstimmung betrachtetzu werden, gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0025] 3D ein „N", das einen „Keine-Übereinstimmung"-Status bei einemPixel 5D des 5 × 5-Fenstersvon 3A aufgrund desFehlers bei binären Datenund ein Nichtvorhandensein einer 100%igen Übereinstimmung darstellt, gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0026] 4 ein Flußdiagrammeines Verfahrens zur Bildverbesserung unter Verwendung einer Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung; und
    [0027] 5 ein Diagramm eines Auflösungsverbesserungsgeräts gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung.
    [0028] 3A–3D stellenein Verfahren zur Bildverbesserung unter Verwendung einer Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung dar. Das Fenster von 3A stellteine Abtastung eines 5 × 5-Abschnitts einesBilds ähnlichdem 5 × 5-Bildabschnittdar, der in dem Fenster von 2A dargestelltist, außerdaß dieAbtastung nicht vollkommen war und bei einem Pixel 5C einen Datenfehlerin der Form einer „1" anstelle einer „0" einbrachte. DieSchablonen, die durch die Maske von 3B unddas Muster von 3C dargestelltsind, sind die gleichen wie 2B und 2C. Ein Anwenden der Maskeund des Musters der Schablone von 3B und 3C auf das Fenster erzeugtaufgrund des Datenfehlers keine 100%ige Übereinstimmung. 3D stellt ein „N" bei einem Pixel5D dar, das einen „Keine-Übereinstimmung"-Status darstellt.Unter dem Stand der Technik ist das Zielpixel 3C durch kein Verbesserungspixelersetzt, weil keine Übereinstimmunggefunden wurde, weil die binärenDaten nicht perfekt waren. Wie es oben in Verbindung mit 1–2D erörtert ist, läßt somitder Stand der Technik das durch das Fenster von 3A dargestellte Bild ohne eine Auflösungsverbesserung.
    [0029] EinAusführungsbeispielder Erfindung modifiziert die bekannte Auflösungsverbesserungstechnologie,um zu erfordern, daß lediglicheine Teilübereinstimmungund keine 100%ige Übereinstimmung zwischenden Pixeln des Fensters und dem Muster gefunden wird, damit dasZielpixel durch ein Verbesserungspixel ersetzt wird. Der Grad einerTeilübereinstimmungkann ausgewähltsein, um einen erwünschtenGrad einer Bildverbesserungsgenauigkeit zu liefern. Zum Beispielkann eine Teilübereinstimmunggefunden werden, falls zumindest 90% der Bits des Pixel-Bit-Teilsatzesdes Fensters, wie es durch die Maske von 3B definiert ist, gleich den Pixeln desVoraussage-Bit-Teilsatzes sind, wie es durch das Muster von 3C definiert ist. Bei einemalternativen Ausführungsbeispielkann eine Teilübereinstimmunggefunden werden, falls zumindest 80% der Bits des Pixel-Bit-Teilsatzes sichmit dem Voraussage-Bit-Teilsatz vergleichen lassen.
    [0030] Beidem in 3A dargestelltenFenster ist eine Übereinstimmungfür dieZwecke eines Verbesserns des Pixels 3C gefunden, weil 13/14 = 93%der interessierenden Pixel in dem Fenster von 3A mit dem Muster von 3C übereinstimmen.Daher wird das Pixel 3C z. B. durch ein Verdunkeln lediglich desoberen linken Quadranten desselben verbessert.
    [0031] Beieinem weiteren Ausführungsbeispielder Erfindung kann der Vergleichsschritt ein Zuweisen von Gewichtungenan jedes in Übereinstimmunggebrachte Bit umfassen und jedes in Übereinstimmung gebrachte Bitwird vor einem Bestimmen, ob es eine Übereinstimmung gibt, mit derentsprechenden Gewichtung multipliziert. Zum Beispiel könnten Pixel, dievon dem Zielpixel 3C weiter entfernt sind, geringer gewichtet werden.
    [0032] 4 zeigt ein Flußdiagramm 20 einesVerfahrens zur Bildverbesserung unter Verwendung einer Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung.
    [0033] Nacheinem Start beginnt der Fluß beieinem Block 22, bei dem das Bild für eine Auflösungsverbesserung empfangenwird, gewöhnlicherweiseals Pixelwert in einer binärenForm.
    [0034] Alsnächsteswird bei einem Block 24 zumindest ein Abschnitt des Bildszu einer Verbesserung in einem Speicher- oder Puffermodul in einem zweidimensionalenArray von Zeilen und Spalten gespeichert.
    [0035] Derlogische Fluß gehtzu einem Block 26 über,bei dem ein Zielpixel aus dem in dem Speicher gespeicherten Bildausgewähltwird.
    [0036] Beieinem Fortschreiten zu einem Block 28 wird ein Fensterausgewählt,das eine Mehrzahl von Zeilensegmenten von Bits aufweist, die Pixeldarstellen, die um das Zielpixel herum positioniert sind, wobeidas Fenster Pixel aus der gleichen Zeile wie das Zielpixel sowiePixel aus zumindest einer Zeile über undzumindest einer Zeile unter dem Zielpixel umfaßt, falls verfügbar. DieGröße und Formdes Fensters hängtvon dem Bild, das verbessert werden soll, und dem speziellen Verbesserungsprozeß ab, deran dem Bild durchgeführtwerden soll.
    [0037] DerFluß gehtals nächsteszu einem Block 32 über,bei dem das Fenster, das die Mehrzahl von Zeilensegmenten von Bitsaufweist, die Pixel darstellen, mit zumindest einer Schablone desSatzes von Schablonen 30 verglichen wird. Der Vergleichkann in einer Hardware, einer Firmware, einer Software oder einerKombination derselben durchgeführtwerden. Der Vergleich wird durchgeführt, wie es in Verbindung mit 3A–D beschriebenist.
    [0038] DerFluß gehtzu einem Entscheidungsblock 34 über, bei dem eine Bestimmungvorgenommen wird, ob eine Übereinstimmunggefunden wurde. Der Grad einer Übereinstimmungkann bestimmt sein, wie es in Verbindung mit 3 beschrieben ist.
    [0039] Fallseine Teilübereinstimmunggefunden wird, geht der Fluß zueinem Block 36 über,bei dem das Zielpixel durch ein Verbesserungspixel ersetzt wird.
    [0040] Nachdem Block 36 geht der Fluß zu einem Entscheidungsblock 38 über, umzu bestimmen, ob alle Pixel des Bilds dem Auflösungsverbesserungsprozeß unterzogenwurden. Falls dem so ist, geht der Fluß zu dem Endblock über. Fallsdem nicht so ist, geht der Fluß zurück zu Block 26 undwählt einanderes Zielpixel zu einer Auflösungsverbesserungaus.
    [0041] Fallsbei dem Entscheidungsblock 34 keine Teilübereinstimmunggefunden wird, geht der Fluß zu demBlock 38 über.Auf einen Abschluß desFlusses des Auflösungsverbesserungsverfahrens 20 hinwurden alle Pixel, die das Bild aufweisen, verarbeitet und ein Verbesserungspixelwurde bei jeder Instanz ersetzt, bei der eine Teilübereinstimmungauftrat.
    [0042] EinAusführungsbeispielder Erfindung verwendet eine Hardware, die Logikgatter umfaßt, um dasAuflösungsverbesserungsverfahren 20 zuimplementieren. Die Hardware ist bei einem Block 32 betreibbar,um eine Mehrzahl von Schablonen des Satzes von Schablonen 30 mitdem ausgewähltenFenster zu vergleichen. Typischerweise würde die Hardware alle Schablonendes Satzes von Schablonen 30 mit dem Fenster zur gleichenZeit vergleichen. Bei einem simultanen Vergleichen von Schablonenkönnen mehrereSchablonenübereinstimmungenauftreten. Es kann ein Prioritätsschemazu einem Auswählen eingerichtetwerden, welche Schablone die Teilübereinstimmung bildet und dasVerbesserungspixel bestimmt.
    [0043] Einanderes Ausführungsbeispielder Erfindung verwendet eine Firmware und/oder eine Software, umdas Auflösungsverbesserungsverfahren 20 zuimplementieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirdSchablonen in dem Satz von Schablonen 30 jeweils eine Priorität zugewiesen.Bei dem Schablonenvergleichsblock 32 werden die Schablonenin einer Reihenfolge einer Priorität beginnend mit der höchsten Priorität verglichen.Die erste Schablone, die teilweise übereinstimmt, gewinnt und bestimmt dasVerbesserungspixel.
    [0044] 5 stellt ein Diagramm einesAuflösungsverbesserungsgeräts 50 gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung dar. Das Auflösungsverbesserungsgerät 50 umfaßt einenSpeicher 52, ein Selektormodul 54, Schablonen 56,ein Logikmodul 58 und ein Pixelsubstitutionsmodul 60.Das Auflösungsverbesserungsgerät 50 isttypischerweise in das Aufbereitungsgerät, wie beispielsweise einenDrucker oder Computer, eingegliedert oder kann alleinstehend sein.Ferner könnendie Elemente des Auflösungsgeräts untermehreren Gerätenaufgeteilt sein. Zum Beispiel kann der Speicher 52 einTeil eines Personalcomputers sein und der Rest des Geräts 50 kannein Teil eines Druckers sein.
    [0045] DerSpeicher 52 kann ein jeglicher Typ eines Speichers sein,der betreibbar ist, um aufeinanderfolgende Zeilen eines Bilds zuspeichern, das verbessert wird, und ist vorzugsweise ein schnellesHalbleiterspeicherungsgerät.Das Selektormodul 54 kann ein jeglicher Typ eines Geräts sein,das wirksam ist, um ein Fenster aus dem Bild auszuwählen, daseine Mehrzahl von Zeilensegmenten von Bits aufweist, die Pixel darstellen,wobei das Fenster ein Zielpixel umfaßt. Das Selektormodul 54 istwirksam, um ein Zielpixel auszuwählenund das Fenster um das Zielpixel herum auszuwählen, wie es allgemein im Standder Technik beschrieben ist. Das Selektormodul 54 ist fernerwirksam, um sequentiell Pixel in dem Bild als ein Zielpixel auszuwählen, bisalle Pixel in dem Bild ausgewähltwurden. Die Schablonen 56 umfassen eine Mehrzahl von Schablonen,wie es allgemein im Stand der Technik beschrieben ist. Jede Schablone umfaßt eineMaske, wie es in 2B dargestelltist, die einrichtet, ob ein spezielles Pixel in einem Fenster eininteressierendes Pixel ist, und ein Muster, das in 2C dargestellt ist und einen „Voraussage-Bit-Teilsatz" definiert, der denWert einrichtet, den jedes spezielle interessierende Pixel aufweisenmuß, umals eine Übereinstimmungbetrachtet zu werden. Das Logikmodul 58 ist wirksam, umdie Pixel des Fensters mit den Schablonen 56 zu vergleichen,wie es auch allgemein im Stand der Technik beschrieben ist. DasLogikmodul 58 ist jedoch, und nicht wie der Stand der Technik,wirksam, um eine Teilübereinstimmungzwischen den Pixeln des Fensters und einer Schablone der Schablonen 56 zufinden. Falls eine Teilübereinstimmungmit einer Mehrzahl von Schablonen gefunden wird, kann das Logikmodul 58 ferner wirksamsein, um ein Prioritätsschemaanzuwenden, um zu bestimmen, welche Schablone verwendet wird, umdas verbesserte Pixel ansprechend auf die Teilübereinstimmung zu ersetzen.Das Pixelsubstitutionsmodul 60 ist wirksam, um das Zielpixeldurch ein Verbesserungspixel ansprechend darauf zu ersetzen, daß eine Teilübereinstimmungin der Logik 58 gefunden wird. Das Pixelsubstitutionsmodul 60 kann einAbschnitt der Logik 58 sein, aber ist hier als ein getrenntesModul zu der Beschreibung der Funktion eines Ersetzens des Zielpixelsdurch ein Verbesserungspixel ansprechend darauf dargestellt, daß eine Teilübereinstimmunggefunden wird.
    [0046] DasAuflösungsverbesserungsgerät 50 isttypischerweise zwischen eine Quelle eines Bilds, das aufbereitetwerden soll, und dem Aufbereitungsgerät 76 angeordnet, wobeidie Quelle typischerweise in Pixelform ist. Das Auflösungsverbesserungsgerät 50 empfängt dasEingangsbild 72, führtdas Verfahren 20 einer Bildverbesserung durch, das in Verbindung mit 4 beschrieben ist, und lieferteinen Verbessertes-Bild-Ausgang 74 zu einem Aufbereitungsgerät 76.Das Aufbereitungsgerät 76 umfaßt typischerweiseeinen Drucker, aber kann ein ausgewähltes eines Monitors, einerProjekti onseinheit oder eines Plotters sein. Bei anderen Ausführungsbeispielenkönnen Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfungsfunktionenmit einer Firmware und/oder mit einer Software auf dem Hostcomputerdes Benutzers implementiert sein.
    [0047] EinAusführungsbeispielder Erfindung kann unter Verwendung einer anwendungsspezifischenintegrierten Schaltung (ASIC; ASIC = application specific integratedcircuit) implementiert sein. Die Schablonen werden gespeichert unddie Übereinstimmungtritt bei den ASIC-Gattern auf. Die Schablonen sind in einer beschreibendenHardware-Sprache (HDL; HDL = hardware descriptive language) und demCode beschrieben, der in einen Abschnitt der Logik der ASIC generiertwird. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel weisen bestimmteneuere ASIC-Videoblöckemehrere programmierbare Tabelleneinträge zusätzlich zu den festen Tabellenin einer Hardware auf. Diese programmierbaren Tabelleneinträge können durchdie Firmware des Druckers von externen ROMs in die ASIC-Tabellengeladen werden. Die Tabellen werden durch die Hardware direkt gelesenund der Vergleich wird zu der gleichen Zeit vorgenommen, wenn dieeingebaute Tabelle übereinstimmt.
    [0048] Dieverschiedenen Ausführungsbeispieleder Erfindung könnenals verbundene Maschinenlogikschaltungen oder Schaltungsmodule und/oderals eine Sequenz von computerimplementierten Schritten oder Programmodulen,die auf einem Computersystem laufen, implementiert sein. Die Implementierungist eine Frage einer Auswahl, die von den Leistungserfordernissendes Systems abhängt,das die Erfindung implementiert. Angesichts dieser Offenbarung istes einem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich, daß die Funktionen und die Operationder verschiedenen offenbarten Ausführungsbeispiele in einer Software,einer Firmware, in einer speziellen digitalen Logik oder einer jeglichenKombination derselben implementiert sein können, ohne von der Wesensartoder dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
    权利要求:
    Claims (24)
    [1] Verfahren zur Bildverbesserung unter Verwendungeiner Teilschablonenübereinstimmungsüberprüfung, wobeidas Verfahren folgende Schritte aufweist: Speichern (24)zumindest eines Abschnitts eines Bilds (72); Auswählen (28)eines Fensters aus dem Bild, das eine Mehrzahl von benachbartenZeilensegmenten aufweist, die Pixel aufweisen, wobei das Fensterein Zielpixel (26) umfaßt; Vergleichen (32)der Pixel des Fensters mit einer Schablone (30) im Hinblickauf eine Teilübereinstimmung;und ansprechend darauf, daß eineTeilübereinstimmung gefundenwird (34), Ersetzen (36) des Zielpixels durchein Verbesserungspixel.
    [2] Verfahren gemäß Anspruch1, das ferner den Schritt eines Durchführens des Verfahrens an einer Mehrzahlvon Zielpixeln (38) umfaßt.
    [3] Verfahren gemäß Anspruch1 oder 2, bei dem der Vergleichsschritt ferner den Schritt einesVergleichens eines Pixelteilsatzes des Fensters, wie es durch eineMaske einer Schablone definiert ist, mit einem Vorhersagemusterumfaßt,wie es durch die Schablone definiert ist.
    [4] Verfahren zur Bildverbesserung unter Verwendung einerTeilschablonenübereinstimmungsüberprüfung, wobeidas Verfahren folgende Schritte aufweist: Speichern aufeinanderfolgenderZeilen (24) eines Bilds (72); Auswählen (28)eines Fensters aus dem Bild, das eine Mehrzahl von Zeilensegmentenvon Bits aufweist, die Pixel darstellen, wobei das Fenster ein Zielpixelumfaßt; Vergleichen(32) eines Pixel-Bit-Teilsatzes des Fensters, wie es durcheine Maske einer Schablone (30) definiert ist, mit einemVoraussage-Bit-Teilsatz, wie es durch ein Muster der Schablone für eine Teilübereinstimmungsüberprüfung definiertist; und ansprechend darauf, daß eine Teilübereinstimmung gefunden wird(34), Ersetzen (36) des Zielpixels durch ein Verbesserungspixel.
    [5] Verfahren gemäß Anspruch4, bei dem der Pixelteilsatz das Zielpixel umfaßt.
    [6] Verfahren gemäß Anspruch4 oder 5, bei dem der Pixelteilsatz ferner Pixel aus der gleichenZeile wie das Zielpixel sowie Pixel aus zumindest einer Zeile über undzumindest einer Zeile unter dem Zielpixel umfaßt.
    [7] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 6, bei dem der Voraussage-Bit-Teilsatz eine Bezeichnung desPixel-Bit-Teilsatzes zu einem Vergleich umfaßt.
    [8] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 7, bei dem die Schablone (30) ein Verbesserungspixelumfaßt,durch das das Zielpixel ersetzt werden soll, wenn eine Teilübereinstimmunggefunden wird (34).
    [9] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 8, bei dem der Vergleichsschritt den weiteren Schritt einesZuweisens von Gewichtungen an jedes in Übereinstimmung gebrachte Bitumfaßt,und jedes in Übereinstimmunggebrachte Bit vor einem Bestimmen einer Teilübereinstimmung mit der entsprechendenGewichtung multipliziert wird.
    [10] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 9, bei dem die Teilübereinstimmunggefunden wird (34), falls zumindest 90 Prozent der Bitsdes Pixel-Bit-Teilsatzes sich mit dem Voraussage-Bit-Teilsatz vergleichenlassen.
    [11] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 9, bei dem die Teilübereinstimmunggefunden wird (34), falls zumindest 80 Prozent der Bitsdes Pixel-Bit-Teilsatzes sich mit dem Voraussage-Bit-Teilsatz vergleichenlassen.
    [12] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 11, bei dem der Vergleichsschritt (32) einen weiteren Schritteines Vergleichens eines Voraussage-Bit-Teilsatzes einer erstenSchablone mit einem ersten Pixel-Bit-Teilsatz des Fensters und einVergleichen eines zweiten Voraussage-Bit-Teilsatzes einer zweiten Schablonemit einem zweiten Pixel-Bit-Teilsatz umfaßt.
    [13] Verfahren gemäß Anspruch12, das, falls eine Teilübereinstimmungmit einer Mehrzahl von Voraussage-Bit-Teilsätzen gefunden wird (34),einen weiteren Schritt eines Anwendens eines Prioritätsschemasumfaßt,um zu bestimmen, welcher der teilweise in Übereinstimmung gebrachten Voraussage-Bit-Teilsätze verwendetwird, um das verbesserte Pixel ansprechend auf die Teilübereinstimmungzu ersetzen.
    [14] Verfahren gemäß Anspruch12 oder 13, bei dem der Substitutionsschritt (36) fernereinen Schritt eines selektiven Modifizierens des Zielpixels basierendauf einem Vergleich des Zielpixels und des Zielpixels um faßt, dasdurch den in Übereinstimmunggebrachten Voraussage-Bit-Teilsatz bestimmt ist.
    [15] Verfahren gemäß einemder Ansprüche4 bis 14, das folgende Schritte umfaßt: einen weiteren Schritteines Auswählenszumindest einer Schablone aus einer Mehrzahl von Schablonen (30),wobei zumindest zwei der Schablonen der Mehrzahl von Schablonenauf unterschiedliche Fehler bei dem Zielpixel ansprechen und jedeSchablone ein Verbesserungspixel umfaßt; wobei der Vergleichsschritt(32) ferner ein Vergleichen eines Pixel-Bit-Teilsatzesdes Fensters, wie es durch eine Maske einer Schablone definiertist, mit einem Voraussage-Bit-Teilsatz umfaßt, wie es durch ein Musterder ausgewähltenSchablone füreine Teilübereinstimmungdefiniert ist; und wobei der Schritt (36) des Ersetzensferner ansprechend darauf, daß eineTeilübereinstimmungmit der ausgewähltenSchablone gefunden wird, ein Ersetzen (36) des Zielpixelsdurch das Verbesserungspixel der teilweise in Übereinstimmung seienden Schabloneumfaßt.
    [16] Bildverbesserungsschaltung, wobei die Schaltungfolgende Merkmale aufweist: einen Speicher (52), derbetreibbar ist, um aufeinanderfolgende Zeilen eines Bilds (72)zu speichern; ein Selektormodul (54), das wirksamist, um ein Fenster aus dem Bild auszuwählen, das eine Mehrzahl vonZeilensegmenten von Bits aufweist, die Pixel darstellen, wobei dasFenster ein Zielpixel umfaßt; eineMehrzahl von Schablonen (56), wobei jede Schablone eineMaske und ein Muster umfaßt; einLogikmodul (58), das wirksam ist, um die Pixel des Fenstersmit einer Schablone der Mehrzahl von Schablonen (56) imHinblick auf eine Teilübereinstimmungzu vergleichen; und ein Pixelsubstitutionsmodul (60),das wirksam ist, um ansprechend darauf, daß eine Teilübereinstimmung gefunden wird,das Zielpixel durch ein Verbesserungspixel zu ersetzen.
    [17] Schaltung gemäß Anspruch16, bei der das Logikmodul (58) zumindest teilweise ineiner Hardware implementiert ist.
    [18] Schaltung gemäß Anspruch16 oder 17, bei der das Logikmodul (58) ferner wirksamist, um einen Pixel-Bit-Teilsatzdes Fensters, wie es durch eine Maske einer Schablone definiertist, mit einem Voraussage-Bit-Teilsatzzu vergleichen, wie es durch ein Muster der Schablone definiertist.
    [19] Schaltung gemäß Anspruch18, bei der der Pixel-Bit-Teilsatzalle Pixelbits des Fensters umfaßt.
    [20] Schaltung gemäß Anspruch18 oder 19, bei der die Teilübereinstimmunggefunden wird, falls zumindest 90 Prozent der Bits des Pixel-Bit-Teilsatzes sichmit dem Voraussage-Bit-Teilsatz vergleichen lassen.
    [21] Schaltung gemäß einemder Ansprüche16 bis 20, bei der jede Schablone ein Verbesserungspixel umfaßt, durchdas das Zielpixel ersetzt werden soll, wenn eine Teilübereinstimmunggefunden wird.
    [22] Schaltung gemäß einemder Ansprüche16 bis 21, die ferner ein Aufbereitungsgerät umfaßt, das wirksam ist, um dasBild mit dem Verbesserungspixel zu reproduzieren.
    [23] Schaltung gemäß Anspruch22, bei der das Aufbereitungsgerätein ausgewählteseines Monitors, einer Projektionseinheit, eines Laserdruckers, eines Tintenstrahldruckers,eines Punktmatrixdruckers, eines thermischen Druckers und einesPlotters ist.
    [24] Computersystem, das folgende Merkmale aufweist: einenProzessor; einen Speicher, der durch den Prozessor zugreifbar ist; einAufbereitungsgerät; eineSchaltung, die betreibbar ist, um zumindest einen Abschnitteines Bilds als Pixel zu speichern; aus dem Bild ein Fensterauszuwählen,das eine Mehrzahl von benachbarten Zeilensegmenten aufweist, diePixel aufweisen, wobei das Fenster ein Zielpixel umfaßt; diePixel des Fensters mit einer Schablone im Hinblick auf eine Teilübereinstimmungzu vergleichen; ansprechend darauf, daß eine Teilübereinstimmung gefunden wird,das Zielpixel durch ein Verbesserungspixel zu ersetzen; und dasBild an dem Aufbereitungsgerätmit dem Verbesserungspixel zu reproduzieren.
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