DE3854996T2

DE3854996T2 - Anlage und Verfahren zur Zellbildverarbeitung

Info

Publication number: DE3854996T2
Application number: DE3854996T
Authority: DE
Inventors: Tokihiro Kosaka
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2008-11-30
Also published as: US5099521A; JPH01242961A; JP2686274B2; EP0333921A2; EP0333921B1; EP0333921A3; DE3854996D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Zellenabbildungs-Verarbeitungssystem, das einen speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Verarbeitung von Zellenabbildungen, in welchen auch dann, wenn eine Anzahl von Bildern in einem Einzelabbildungsvollbild erfaßt sind, verschiedene Zellenabbildungsparameter, die eine Anzahl von Zellen betreffen, wie z. B. eine kumulative Farbartinformation, Farbarthistogramme, kumulative Gradienteninformation und Gradientenhistogramme effizient gleichzeitig aus der diese Zellen betreffenden Kantendetektionsinformation erhalten werden können.
Die allgemeine Architektur einer Abbildungs-Verarbeitungsvorrichtung mit einem speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus, sowie die Betriebsweise dieser Vorrichtung werden nun mit einfachen Begriffen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Abbildungsverarbeitungsvorrichtung darstellt, die einen speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus aufweist.
Die Vorrichtung enthält einen Standard-Mikrocomputer 12, welcher die Funktion des allgemeinen Zentralprozessors des Systems hat, mehrere Hilfskarten für die Verarbeitung einer Abbildung auf Hardware-Ebene und eine Haupt-Steuerung & Prozessor-Einrichtung zum Steuern des Betriebs und der Funktion der Hilfskarten. Insbesondere wird jede Karte so betrieben, daß ihr Betriebsmodus, die Funktion und Parameter durch die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung über einen Hilfskarten-Steuerbus 16 gesetzt werden. Die Karten sind in üblicher Weise über einen speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus 18 mit sechs bis neun Kanälen verbunden, wobei ein Acht-Bit- Bus als ein Kanal dient.
Die Daten auf dem speziell ausgelegten Bus fließen in der Art einer Zeitfolge, die mit der eines Rasterabtastsystems des Fernsehens identisch ist, und es wird ein Sechzigstel einer Sekunde benötigt, um alle Daten in einen Einzelabbildungsvollbild zu liefern. Mit anderen Worten, der speziell für die Abbildungsdaten ausgelegte Bus verwendet eine Horizontal- und Vertikalsynchronisation als Zeitbasis, und ein wahlfreier Zugriff auf ein Einzelabbildungsvollbild kann nicht über den Datenbus 18 ausgeführt werden. Da der speziell ausgelegte Bus eine Vertikalsynchronisation als Zeitbasis verwendet, weist die Verarbeitung durch die damit verbundenen Karten ebenfalls den Vertikalsynchronisationszyklus (ein Sechzigstel einer Sekunde) als Einzelverarbeitungszyklus auf. Demzufolge wird das Setzen des Betriebsmodus, der Funktion und Parameter der Hilfskarten durch die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung üblicherweise während der Vertikal- Austastperiode ausgeführt. Die Hauptsteuerung & Prozessor- Einrichtung steuert nicht nur die Hilfskarten gemäß einer Abbildungsverarbeitungsanforderung aus dem Standard-Mikrocomputer, sondern dient auch zum Berechnen solcher Charakterisierungsparameter wie des Zellenkantenverlaufs, der Zellenabbildungsfläche und des Umfangs der Zellen auf der Basis von Daten, die durch eine von einer Abbildungsprozessorkarte 20 ausgeführte Verarbeitung erhalten werden. Ferner ist es für die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung auch möglich, wahlfrei auf die Inhalte von Abbildungsspeicherkarten 22, 24 über den Hilfskarten-Steuerbus 16 zuzugreifen, die Lage festzustellen, wo eine Zelle auftritt, die sich nur auf diesen Abbildungsanteil beziehenden Abbildungsdaten einzulesen, und weitere Charakterisierungsparameter zu berechnen.
Die allgemeine Betriebsweise der vorstehend ausgeführten üblichen Abbildungsverarbeitungseinrichtung wird nun anhand eines Beispiels eines Falles beschrieben, in welchem ein stehendes Bild von in einer ebenen Schicht fließenden Zellen erzeugt wird und die Zellen mittels einer Abbildungsverarbeitung nach Typen klassifiziert werden.
Ein ebener Schichtfluß bezieht sich auf einen Fluß, der dieselbe Dicke wie das dickste Partikel der interessierenden Partikel und eine Breite aufweist, die um ein Mehrfaches größer als die des breitesten Partikels ist, d. h., auf eine Breite, welche 100-mal oder noch größer sein kann, wobei der Fluß so beschaffen ist, daß sich die interessierenden Partikel in dem Fluß in der Dickenrichtung nicht überlappen. Beispiele einer Vorrichtung, in welchen ein ebener Schichtfluß realisiert ist, sind in den Beschreibungen der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-500995 und des U.S. Patents Nr. 4,338,024 offenbart.
Um ein stehendes Bild von Zellen in einem ebenen Schichtfluß zu erhalten, wird Stroboskoplicht oder gepulstes Laserlicht mit kurzer Emissionszeit erzeugt, um den Fluß in dessen Dickenrichtung zu beleuchten, und es wird eine Abbildung auf der Abbildungsaufnahmefläche einer Videokamera (Farbkamera) mittels eines Objektivs erzeugt. Die Kamera gibt in die drei Farben R (rot), G (grün) und B (blau) aufgelöste analoge Signale aus. Diese werden in eine Abbildungs-Eingangskarte 28 eingespeist, welche sie einer Analog/Digital-Wandlung (A/D- Wandlung) unterzieht. Die resultierenden digitalen R-, G- und B-Daten werden über einen dreikanaligen Abbildungsdatenbus in eine Abbildungsspeicherkarte 22 gespeichert. Zum selben Zeitpunkt werden die Daten auch in eine Abbildungsprozessorkarte 20 eingegeben, welche eine Vorverarbeitung durchführt, um zu ermitteln, ob sich eine Zelle im Sichtfeld befindet, und um die Kante der Zelle zu detektieren. Die Vorverarbeitung umfaßt die Extraktion eines Mittelwertes beispielsweise der G-(Grün) und B-(Blau) Daten an jedem Punkt (Pixel) einer Abbildung und das Erzeugen eines Histogramms des gesamten Abbildungsvollbildes in Echtzeit. Die von der Abbildungsprozessorkarte 20 verarbeiteten Daten werden über den speziell ausgelegten Bus 18 in die Abbildungsspeicherkarte 24 gespeichert. Obwohl das Verfahren, in welchem die zwei Abbildungsspeicherkarten 22, 24, verwendet werden, nicht spezifisch eingeschränkt ist, sollen in der vorliegenden Erfindung die Abbildungsspeicherkarte 22 zum Speichern von originalen Abbildungsdaten und die Abbildungsspeicherkarte 24 zum Speichern von bereits verarbeiteten Daten verwendet werden.
In einer vertikalen Austastperiode prüft die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 das in der Abbildungsprozessorkarte 20 erzeugte Histogramm und ermittelt, ob eine Zelle in einem Einzelabbildungsvollbild vorhanden ist. Wenn festgestellt wird, daß keine Zelle vorhanden ist, kehrt das Programm der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 zu der Verarbeitung des nächsten abgebildeten Vollbildes zurück. Wenn das Vorliegen einer Zelle festgestellt wird, geht das Programm zu dem nächsten Abbildungsverarbeitungsschritt über. Ein Beispiel für den nächsten Abbildungsverarbeitungsschritt wäre die Ausführung einer Subtraktion zuvor gespeicherter Hintergrunddaten von den Abbildungsdaten, das Erzeugen eines Histogramms aus den erhaltenen Ergebnissen, die Binär-Umwandlung der Abbildungsdaten als Vorverarbeitung für den Zweck einer Kantenverlaufsverfolgung einer Zelle und das Detektieren der Zellenkante. Die resultierenden Kantendetektionsdaten werden über den speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus in die Abbildungsspeicherkarte gespeichert. Im Rahmen eines Beispiel möge eine Kantendetektionsinformation Acht-Bit-Daten aufweisen, die so ausgelegt sind, daß sie jeweils einem Pixel eines Einzelabbildungsvollbildes entsprechen, in welchem Pixel, die andere Werte als 0 annehmen, als Zellenkantenpunkte betrachtet werden, und die Richtung, in welcher der nächste benachbarte Zellenkantenpunkt liegt, durch den spezifischen Wert angegeben wird. Wenn diese Verarbeitung abgeschlossen ist, greift die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 über den Hilfskarten-Steuerbus 16 auf die Kantendetektionsinformation in der Abbildungsspeicherkarte zurück, und die Kante jeder einzelnen Zelle wird mittels eines Mikroprogramm verfolgt. Gleichzeitig werden Berechnungen für die Fläche und Umfang jeder Zelle, der kumulativen Farbartinformation und die Formparameter ausgeführt. Jede Zelle wird dann auf der Basis der erhaltenen Charakterisierungsparameter klassifiziert.
In einem System, in welchen es erforderlich ist, Abbildungsdaten beobachteter Zellen zu retten (speichern), ist eine Verarbeitung erforderlich, in welcher die von jeder Zelle in dem Vollbild eingenommene Lage aus der Resultaten der Kantenverfolgung für jede Zelle ermittelt, Teilbereiche des originalen Vollbildes, in welchen Zellen vorhanden sind, extrahiert, und die Bereiche jeder Zellklasse entsprechend zusammengefaßt und im Speicher gespeichert werden. Die jeder Zellengruppe entsprechend gespeicherten Zellenabbildungsdaten werden über den speziell ausgelegten Bus 18 in eine Anzeige-Prozessorkarte 30 eingegeben und über einen Farbmonitor 32 angezeigt. Dieses schließt die kurze Beschreibung einer Abbildungsverarbeitung ab, die von einer Abbildungsverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, die einen speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus aufweist.
Ein Problem, welches die vorliegende Erfindung zu lösen versucht, betrifft eine Verarbeitung, um auf eine hoch effiziente Weise Zellenabbildungsparameter zu erhalten, welche wertvolle Charakterisierungsparameter jeder Zellenabbildung sind, nämlich für jede der drei Farben R, G und B eine kumulative Farbartinformation, Farbarthistogramme und eine kumulative Gradienteninformation, welche die Komplexität des Zelleninneren darstellt.
Die das Zelleninnere anzeigenden Abbildungsdaten mögen durch R(i, j), G(i, j) und B(i, j) für diese drei Farben dargestellt werden. Die kumulative Farbartinformation in jeder dieser Farben innerhalb einer Zelle wird dann ausgedrückt durch:
R(i, j), G(i, j), B(i, j).
Gemäß Darstellung in Fig. 9 ist ein Farbarthistogramm eine graphische Darstellung, in welcher die Farbart jedes Pixels des Zelleninneren entlang der horizontalen Achse und die Anzahl der Pixel (Häufigkeitsfrequenz) mit diesem Farbartwert entlang der vertikalen Achse aufgetragen ist.
Die kumulative Farbartinformation und das Farbarthistogramm können extrem wichtig in Fällen sein, in welchen Zellen in verschiedenen Farben unter Verwendung geeigneter Färbelösungen zwecks Identifikation und Klassifikation angefärbt sein können.
Ein herkömmliches Verfahren zum Erzielen der vorgenannten Zellenabbildungsparameter in einer Abbildungs-Verarbeitungsvorrichtung, die einen speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus aufweist, wird nun beschrieben.

Herkömmliches Verfahren I

Nach dem Bestimmen einer Fläche, in welcher Zellenabbildungen vorhanden sind, durch Verfolgen der Zellenkanten, greift die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 über den Hilfskarten-Steuerbus 16 auf den das originale Abbildungsvollbild speichernden Abbildungsspeicher zu, liest die das Zelleninnere anzeigenden Abbildungsdaten mit einen oder zwei Pixeln pro Zeitpunkt ein, berechnet die kumulative Farbartinformation und erzeugt Farbarthistogramme. Diese Verarbeitungsschritte werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.
(1) Speicheradressen, welche die Pixeldaten für jedes einzelne Pixel einer Zellenabbildung speichern, werden für den Originale-Abbildungsspeicher über den Hilfskarten-Steuerbus 16 festgelegt. Mit anderen Worten, Speicheradressen werden in einem Register innerhalb der Abbildungs-Speicherkarte 22 gesetzt.
(2) Diese Pixeldaten werden zu dem Hilfskarten-Steuerbus 16 ausgelesen und die Daten von der Hauptsteuerung & Prozessor- Einrichtung 14 in Empfang genommen.
(3) Die kumulative Farbartinformation wird durch Aufaddieren der empfangenen Daten aktualisiert, und das Farbart- Histogramm wird durch Inkrementieren des Häufigkeitswertes, der dem Wert der Daten entspricht, aktualisiert.
Durch wiederholtes Ausführen der Schritte (1) bis (3) für jede Farbe (rot, grün, blau) wird die kumulative Farbartinformation und Farbintensitätshistogramme für die gesamte Zellenabbildung erhalten. Diese gesamte Verarbeitung wird nach einem Mikroprogramm innerhalb der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 ausgeführt.
Wenn das Verarbeitungsobjekt nicht die originalen Abbildungsdaten, sondern Abbildungs-Gradientendaten sind, die mittels der "Sobel"-Formel zu Erzielen von Abbildungsgradienten berechnet wurden, werden die kumulative Gradienteninformation und die Komplexität des Zelleninneren darstellende Gradientenhistogramme erzeugt.
Dieses Verarbeitungssystem ist dadurch nachteilig, daß eine erhebliche Zeit für den Zugriff der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 auf die Abbildungsspeicher benötigt wird. Einige Mikrosekunden werden für ein oder zwei in den vorstehend beschriebenen Schritten (1) bis (3) zu verarbeitenden Pixeldaten benötigt. Wenn die Pixelanzahl in einer Zellenabbildung 2000 beträgt und die Verarbeitung der Schritte (1) bis (3) beispielsweise 3 µs erfordert, werden dann 18 ms (Millisekunden) gebraucht, um die kumulative Farbartinformation und Farbarthistogramme des Zelleninneren für die drei Farben zu erzeugen. Diese Zeitdauer ist länger als ein Vertikalsynchronisationszyklus von 16,7 ms. Dieses bedeutet, daß eine Echtzeitverarbeitung für ein abgebildetes Bild, das sich alle sechzigstel Sekunden verändert, unmöglich ist. Obwohl eine Verarbeitung innerhalb einer Sechzigstel- Sekunde möglich ist, wenn die Pixelanzahl einer Zellenabbildung 1000 beträgt, ist es, bevor eine solche Verarbeitung ausgeführt wird, notwendig, daß die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 eine Kantenverfolgung von Zellenabbildungen auf der Basis der Kantendetektionsinformation ausführt und genau den Bereich erfaßt, innerhalb welchem die Zellenabbildungen liegen, womit die für diese Verarbeitung erforderliche Zeit ebenfalls mit berücksichtigt werden muß. Des weiteren steigt dann, wenn eine große Pixelanzahl innerhalb eines abgebildeten Vollbildes vorliegt, die zum Verarbeiten erforderliche Zeit proportional zur Anzahl der Zellen an.
Ein weiterer Nachteil des vorstehenden System besteht darin, daß der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 eine größere Belastung auf gebürdet wird. Die Einschränkung der Verarbeitungskapazität der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 schränkt Verarbeitungskapazität des gesamten Abbildungs-Verarbeitungssystems ein, so daß die Bereitstellung des speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Busses ihre Bedeutung verliert. Ursprünglich besteht der Vorteil des speziell ausgelegten Busses darin, eine größere Diversifikation der Verarbeitung, Parallelverarbeitung und Pipeline- Verarbeitung zu ermöglichen, indem, falls erforderlich, die Verbindung mehrerer Prozessorkarten und Abbildungsspeicherkarten mit dem Bus zugelassen wird, wodurch eine Echzeitverarbeitung auch im Hinblick auf eine Abbildung ermöglicht wird, welche sich alle sechzigstel Sekunde ändert.

Herkömmliches Verfahren II

Dieses Verfahren wird durch Bereitstellen eines kumulativen Addierers und einer Histogramm-Erzeugungsschaltung innerhalb der mit dem speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus verbundenen Prozessorkarten implementiert. Die Verarbeitung zum Erzielen einer kumulativen Farbartinformation und die Verarbeitung zum Erzielen von Farbarthistogrammen wird nachstehend getrennt beschrieben.
Die kumulative Farbartinformation wird durch die nachstehenden Verarbeitungsschritte erzielt, welche unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben werden:
(1) In dem Abbildungsspeicher gespeicherte originale Abbildungsdaten werden über den speziell ausgelegten Bus 18 in einen kumulativen Addierer 34 in der Abbildungsprozessorkarte 20 eingespeist.
(2) Die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 setzt den kumulativen Addierer 34 in jeder Horizontal-Austastperiode zurück. Die kumulativen Farbartdaten für jedes Pixel, wo die linke Kante des Abbildungsvollbildes 0 ist, werden somit für jede horizontale Zeile der Abbildung berechnet. Cl(i, j) möge die Farbartdaten jedes Pixels darstellen, und Cµ (i, j) möge die jedem Pixel entsprechenden kumulativen Farbartdaten darstellen. Damit erhält man dann:
(3) Die von dem kumulativen Addierer 34 berechneten jedem Pixel entsprechenden Farbartdaten werden über den speziell ausgelegten Bus 18 in den Abbildungsspeicher gespeichert.
Die Verarbeitungsschritte (1) bis (3) werden parallel ausgeführt, obwohl eine Zeitverzögerung mit vorliegt, und die Verarbeitung für ein Abbildungsvollbild in einer sechzigstel Sekunde abgeschlossen ist. Um jedoch die kumulativen Farbartdaten für jede der Farben R (rot), G (grün) und B (blau) zu erhalten, muß die vorstehende Verarbeitung dreimal wiederholt werden, so daß die erforderliche Zeitdauer dreimal eine sechzigstel Sekunde ist.
(4) Die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 führt eine Kantenverfolgung jeder Zelle auf der Basis einer Kantendetektionsinformation aus, die von der Abbildungsprozessorkarte 20 erhalten wird, und liest zum gleichen Zeitpunkt die kumulativen Farbartdaten ein, die dem speziellen Kantenpunkt außerhalb des Abbildungsspeichers entsprechen, über den Hilfskarten-Steuerbus 16 ein.
(5) Die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 berechnet die kumulative Farbartinformation, die nur die Zellenanteile betrifft aus den kumulativen Farbartdaten der Kantenpunkte.
Die in dem Schritt (5) beinhaltete Berechnung wird nun beschrieben.
Wenn die Kantenpunkte einer Zelle so beschaffen sind, wie sie in Fig. 12 dargestellt sind, wird nur die eine j-te Zeile innerhalb der Zellenabbildung betreffende kumulative Farbartinformation Cµj wie folgt ausgedrückt:
Aus der Gleichung (1) erhält man:
Cµj = Cµ(rj, j)-Cµ(lj, j)
Die kumulative Farbartinformation Cµ für die gesamte Zelle wird gemäß folgender Gleichung aus Cµj jeder Zeile gefunden.
Die vorstehende Berechnung wird dreimal wiederholt, um eine kumulative Farbartinformation für jede der drei Farben zu erhalten.
Dieses Verfahren zum Erzielen einer kumulativen Farbartinformation weist mehrere Nachteile auf. Erstens ist es erforderlich, daß die zu jedem Pixel zugehörigen berechneten kumulativen Farbartdaten Cµ(i, j) im Voraus für die Zeit gespeichert werden, in welcher die Hauptsteuerung & Prozessor- Einrichtung 14 die Kantenverfolgungsverarbeitung ausführt. Das bedeutet, daß zusätzliche Speicherkapazität erforderlich ist. Zweitens werden, wenn nur ein kumulativer Addierer in der Abbildungsprozessorkarte vorgesehen ist, drei Vertikalsynchronisationszyklen benötigt, um die kumulativen Farbartdaten für jede der Farben R, G und B im Voraus zu berechnen. Dieses bedeutet, das eine Echtzeitberechnung eines Abbildungsvollbild alle sechzigstel Sekunden nicht möglich ist. Wenn drei Abbildungsprozessorkarten verwendet werden, wird eine Echtzeitverarbeitung, jedoch mit entsprechend höheren Kosten, möglich.
Der Erhalt eines Farbarthistogramms nach dem herkömmlichen Verfahren 11 wird nun beschrieben. Dieses Verfahren wird implementiert, indem eine Histogramm-Erzeugungsschaltung und eine Fensterfunktion innerhalb der Abbildungsprozessorkarte 20 vorgesehen werden. Gemäß Darstellung in Fig. 13 bezieht sich ein Fenster dieser Art auf einen Zeitbereich mit Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignalen als Zeitbasis. Eine Fensterfunktion ist eine Funktion, in welcher von den Daten auf dem speziell ausgelegten Bus nur Daten innerhalb der Fensterperiode als Verarbeitungsobjekt genommen werden. Die mit diesem Verfahren verbundenen Verarbeitungsschritte werden unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben.
(1) Nach der Ermittlung einer Fläche, in welcher Zellenabbildungen vorhanden sind, durch Verfolgen der Zellenkanten, setzt die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 über den Hilfskarten-Steuerbus 16 einen Parameter, welcher der Kennzeichnung eines rechtwinkligen Fensters dient, das dieser Fläche entspricht, in einem Fenster-Setzregister innerhalb der Abbildungsprozessorkarte 20. Ferner erfolgt, im Hinblick auf die Erteilung eines Speicherlöschbefehls für das Speichern des Histogramms im Voraus und auf welche Adresse (Seite) des Speichers das Histogramm zu speichern ist, das Setzen im Voraus in ähnlicher Weise in der Vertikal-Austastperiode über den Hilfskarten-Steuerbus.
(2) Die in der Abbildungsspeicherkarte 22 gespeicherten originalen Abbildungsvollbilddaten werden an den speziell ausgelegten Bus 18 ausgegeben.
(3) Ausschließlich die Daten in der durch das Fenster bezeichneten Periode werden von der Abbildungsprozessorkarte aufgenommen, welche sie dann verarbeitet, um ein Histogramm der Daten zu erzeugen.
Wenn nur eine Histogramm-Erzeugungsschaltung in der Karte vorgesehen ist, ist es notwendig, die vorstehend erwähnten Schritte (2) und (3) dreimal in Reihenfolge zu wiederholen, um ein Farbarthistogramm für jede der drei Farben zu erzeugen. Ferner ist es dann, wenn- nur eine Fensterfunktion vorgesehen ist und zwei oder mehr Zellen in dem Einzelabbildungsvollbild vorliegen, notwendig, die vorstehend beschriebene Verarbeitung eine entsprechende Anzahl von Malen zu wiederholen. In einem solchen Falle wäre die benötigte Zeit 16,7 (ms) · 3 (Farben) · der Anzahl der Zellenabbildungen.
(4) Wenn ein Farbarthistogramm innerhalb der Abbildungsprozessorkarte durch Abarbeiten der (1) bis (3) erzeugt ist, liest die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung die Inhalte des Histogramms über den Hilfskarten-Steuerbus aus.
(5) Das von der Abbildungsprozessorkarte erzeugte Histogramm ist ein Histogramm des in Fig. 16(a) dargestellten Typs, welche eine Abbildung des den Zellenanteil umgebenden Hintergrundes zusätzlich zu dem Zellenanteil selbst enthält. Ein Farbarthistogramm der Zellenabbildung alleine, wie es in Fig. 16(b) dargestellt ist, wird durch Elimination des dem Hintergrund entsprechenden Anteils erhalten.
Dieses Verfahren für den Erhalt einer kumulativen Farbartinformation weist ebenfalls eine Reihe von Nachteilen auf. Erstens werden dann, wenn die Abbildungsprozessorkarte nur mit einer Fensterfunktion und nur einer Histogramm-Erzeugungsschaltung ausgestattet ist, wie vorstehend erwähnt, drei Vertikal-Synchronisationszyklen benötigt, um ein Farbarthistogramm für jede der drei Farben zu erhalten, wenn zwei oder mehr Zellen in-einem Einzelabbildungsvollbild vorliegen, wird ein entsprechend größerer Zeitaufwand benötigt und eine Echtzeitverarbeitung des Abbildungsvollbildes alle sechzigstel Sekunden wird unmöglich.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das von der Abbildungsprozessorkarte erzeugte nicht nur den Zellenabbildungsanteil (den Anteil A in Fig. 16) sondern auch den Hintergrundanteil um die Zellenabbildung herum aufweist. Abhängig vom Zellentyp oder dem Typ der Färbelösung weist der Innenanteil der Zelle nahezu dieselbe Farbe wie der Zellenhintergrund auf, wodurch sich in diesem Falle das Histogramm des Hintergrundanteils (des Anteils B in Fig. 16) und das Histogramm des Zellenanteils (des Anteils A in Fig. 16) Überlappen, und es dadurch schwierig machen, ein genaues Histogramm nur des Zellenanteils zu erhalten.
Die US-A-3851156 stellt die Ableitung von Abbildungspunkten über Schwellenwert-Abfragen dar. Es werden Markierungen verwendet, um zur selben Zelle gehörende Merkmale zu kennzeichnen, die aber nicht Anfangs/Ende-Daten der Zelle auf der Abtastzeile zugeordnet sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung der vorgenannten Probleme, die mit den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren zum Erhalt von Zellenabbildungsparametern, wie z. B. der kumulativen Farbartinformation, Farbarthistogrammen und kumulativen Gradienten jeder Zelle verbunden sind, um es dadurch zu ermöglichen, eine Echtzeitverarbeitung eines Abbildungsvollbildes mit niedrigen Kosten zu realisieren, das sich alle sechzigstel Sekunde ändert, und genaue Histogramme nur der Zellenabbildungsanteile zu erhalten.
Der vorliegenden Erfindung gemäß wird ein Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahren bereitgestellt, daß die Schritte aufweist:
Erfassen eines Vollbildes einer Abbildung, wobei das Vollbild eine Zellenabbildung enthält, mittels einer Abbildungs-Aufnahmeeinrichtung;
Speichern der erfaßten Abbildungsdaten als originale Abbildungsdaten;
Binär-Umwandeln der originalen Abbildungsdaten nach der Identifikation eines in den originalen Abbildungsdaten enthaltenen Hintergrundanteils und Zellenabbildungsanteils;
Ableiten einer Zellenkantendetektionsinformation, die Daten aufweist, welche anzeigen, daß ein Pixel ein Kantenpunkt auf einem Umfang des Zellenabbildungsanteils ist, und Daten, die eine Richtung zu einer Lageposition eines nächsten benachbarten Kantenpunktes für jedes Pixel auf einem Umfang jedes Zellenabbildungsanteiles aus den binärgewandelten Abbildungsdaten anzeigen;
Verfolgen von Zellenkanten, um Kantenpunkte der Zellen zu erhalten, unter Bezugnahme auf die Kantendetektionsinformation;
und Ableiten verschiedener Zellenabbildungsparameter unter Bezugnahme auf in dem Zellenkanten-Verfolgungsschritt erzielte Ergebnisse;
wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist:
Speichern der Anzahl der Kantenpunkte auf jeder horizontalen Abtastzeile;
Ableiten von Zellenidentifikationskodes während des Kantenverfolgungsschrittes, durch Zuordnen von Daten, die eine Richtung zu einer Lageposition benachbarter Kantenpunkte zu jedem Kantenpunkt jedes Zellenabbildungsanteils auf der Basis von Daten anzeigen, die anzeigen, welche Seite des Kantenpunktes außerhalb der Zelle in Sichtrichtung der Abbildungsabtastrichtung liegt, und durch Zuordnen von Daten, die dieselbe Zellennummer anzeigen, zu jedem Kantenpunkt in demselben Abbildungsanteil, wobei dieser Schritt wiederholt wird, bis die gespeicherte Anzahl der Kantenpunkte eine nach der anderen mit der Verfolgung jedes Kantenpunktes reduziert wird, und die gespeicherte Anzahl der Kantenpunkte eines Abbildungsvollbildes zu Null wird, wodurch sichergestellt wird, daß allen Zellenabbildungsanteilen Zellenidentifikationskodes zugeordnet werden, und
Ableiten der Zellenabbildungsparameter durch sukzessives Aus lesen der Zellenabbildungsdaten und der Zellenidentifikationskodes und durch Korrelieren dieser mit jedem Pixel, um Histogramme jedes Zellenabbildungsanteiles zu erhalten.
Weitere Aspekte der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 11 ausgeführt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgenden Beschreibung ersichtlich, in welchen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile durchgängig durch die Figuren bezeichnen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Abbildungs-Verarbeitungsvorrichtung, die einen speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus aufweist, darstellt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches den Gesamtfluß des Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 eine Erläuterungsansicht, die ein Beispiel eines Zellenidentifikationskodes darstellt, welcher ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 und 5 Erläuterungsansichten, die Beispiele darstellen, in welchen die Kantenpunkte einer Zelle durch Zellenidentifikationskodes kodiert sind;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, welches eine Ausführungsform einer Prozedur zum Ableiten der Zellenabbildungsparameter gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer in derselben Ausführungsform verwendeten Abbildungsprozessorkarte darstellt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm, welches eine weitere Ausführungsform einer Prozedur zum Ableiten der Zellenabbildungsparameter gemäß -der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 eine Erläuterungsansicht, die Farbarthistogramme einer Zelle darstellt;
Fig. 10 eine Erläuterungsansicht, welche eine Prozedur zum Ableiten der Zellenabbildungsparameter gemäß einem herkömmlichen Verfahren I darstellt;
Fig. 11 eine Erläuterungsansicht, welche eine Prozedur zum Ableiten der kumulativen Farbartinformation gemäß einem herkömmlichen Verfahren II darstellt;
Fig. 12 eine Erläuterungsansicht, die Kantenpunkte einer Zelle darstellt;
Fig. 13 eine Erläuterungsansicht, die ein Fenster darstellt;
Fig. 14 eine Erläuterungsansicht, welche eine Prozedur zum Ableiten eines kumulativen Farbarthistogramms gemäß einem herkömmlichen Verfahren II darstellt;
Fig. 15 eine Erläuterungsansicht, die eine von einem Fenster umgebene Zelle darstellt;
Fig. 16 eine Erläuterungsansicht eines nach dem herkömmlichen Verfahren II erhaltenen Farbarthistogramms, in welcher (a) ein Farbarthistogramm vor der Entfernung des Hintergrundanteils, und (b) ein Farbarthistogramm nach der Entfernung des Hintergrundanteils darstellt; und
Fig. 17 eine Erläuterungsansicht, die ein Beispiel der Zuordnung von Kantendetektionsinformation darstellt.
Anschließend wird ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 2 ist ein einfaches Flußdiagramm, welches den Gesamtfluß des Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahrens der Erfindung darstellt.
Eine von einer Videokamera (einer Farbkamera und einer Abbildungsaufnahmeeinrichtung) 26 erfaßte Abbildung wird in der Abbildungsspeicherkarte 22 als eine originale Abbildung gespeichert. Um in der originalen Abbildung enthaltene Zellenabbildungen zu extrahieren, wird eine Verarbeitung zwecks einer Binär-Umwandlung von der Abbildungsprozessorkarte 20 in einer Weise ausgeführt, daß der Hintergrund einen Wert einer logischen "0" annimmt, während von Zellenabbildungen belegte Anteile einen logischen Wert "1" annehmen. Innerhalb des Abbildungsprozessorkarte 20 werden die binärgewandelten Daten typischerweise in ein 3 · 3 Pixel-Array mit drei Pixeln von links nach rechts in der Abtastrichtung und drei Pixeln von oben nach unten zusammengefaßt, diese Daten in einen innerhalb der Karte vorhandenen Kantendetektor eingegeben, um eine Kantendetektionsinformation für jedes einzelne Pixel zu berechnen, und die Information dann an die Abbildungsspeicherkarte 24 ausgegeben. Obwohl die Kantendetektionsinformation von einer dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Art ist, wie sie bei der Beschreibung des Stands der Technik erwähnt wurde, wird diese Information später detaillierter beschrieben. Die Abbildungsprozessorkarte 20 zählt wieviele Kantenpunkte in jeder Horizontalzeile in einem Vollbild vorhanden sind und kann diesen Wert in Echtzeit speichern. Der Kantenzählwert wird bei der Ausführung der Kantenverfolgung benötigt, wenn es eine große Anzahl von Zellen in einem Einzelbild gibt. Insbesondere dann, wenn ein Punkt einer Kante bei einer Punkt-für-Punkt-Kantenverfolgung erfaßt wird, wird der Kantenzählwert der horizontalen Zeile, der dieser Kante entspricht dekrementiert. Wenn die Verfolgung der Kantenpunkte aller Zellen in einer Einzelvollbildabbildung somit abgeschlossen ist, werden alle gezählten Werte zu Null. Wenn nicht alle gezählten Werte Null sind, bedeutet dies, daß noch Kanten anderer Zellen vorliegen.
Wenn die vorstehende Verarbeitung abgeschlossen ist, führt die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 eine Zellenkantenverfolgung durch und erzeugt einen Kettenkode der Kante jeder Zelle, wobei sie Bezug auf die in dem Abbildungsspeicher gespeicherte Kantendetektionsinformation und die in der Abbildungsprozessorkarte gespeicherte Information nimmt, die die Anzahl der Kantenpunkte pro Horizontalzeile anzeigt. Der Kettenkode ist dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt und aufgrund dieses Kodes werden der Umfang, die Fläche und der Formparameter jeder Zelle erhalten.
Erfindungsgemäß wird ein erfindungsspezifischer Kode, nämlich ein Zellenidentifikationskode, für jede Kante neben dem Kettenkode zum Zeitpunkt der Kantenverfolgung erzeugt. Die Zellenidentifikationskodes ersetzen die Kantendetektionsinformation in dem Abbildungsspeicher. Ein Beispiel eines Zellenidentifikationskodes ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Beispiel wird eine Zellennummer, welche zur Identifikation einer Zelle dient, wenn eine große Anzahl von Zellen im einem Abbildungsvollbild vorhanden sind, durch fünf Bits b&sub0; bis b&sub4; ausgedrückt, und ob ein Kantenpunkt der Zelle auf einer Anfangspunktseite oder Endpunktseite der Zelle in einer Sichtrichtung einer pixelweisen Abtastrichtung liegt, wird durch zwei Bits b&sub5; und b&sub6; ausgedrückt. Im Falle einer gewöhnlichen Fernseh-Abtastung (Rasterabtastung) verläuft die pixelweise Abtastrichtung von links nach in der horizontalen Richtung. In der Beschreibung dieser Ausführungsform soll daher die pixelweise Abtastung in der Abbildungsverarbeitung ebenfalls als von rechts nach links verlaufend angenommen werden. Wenn ein bestimmtes Pixel eine Kante auf der Anfangspunktseite einer Zelle ist, bedeutet dies, daß wenn eine Verarbeitung (Abtastung) mit einem Pixel pro Zeitpunkt in der horizontalen Richtung ausgeführt wird, der Zellenabbildungsanteil von diesem Pixel aus beginnt. Mit anderen Worten, wenn die Abtastung in der Horizontalrichtung von der linken Seite ausgehend ausgeführt wird, ist die linke Seite einer Kante auf der Anfangspunktseite außerhalb der Zelle. In der vorliegenden Erfindung wird "1" in das Bit b&sub6; des Zellenidentifikationskode bezüglich eines Pixels geschrieben, welches ein Kante auf der Anfangspunktseite ist. Wenn ein bestimmtes Pixel eine Kante auf der Endpunktseite einer Zelle ist, bedeutet dieses, daß wenn eine Verarbeitung (Abtastung) mit einem Pixel pro Zeitpunkt in der horizontalen Richtung ausgeführt wird, der Zellenabbildungsanteil an diesem Pixel endet. Mit anderen Worten, wenn die Abtastung in der Horizontalrichtung von der linken Seite ausgehend ausgeführt wird, ist die rechte Seite einer Kante auf der Endpunktseite außerhalb der Zelle. In der vorliegenden Erfindung wird "1" in das Bit b&sub5; des Zellenidentifikationskode bezüglich eines Pixels geschrieben, welches eine Kante auf der Endpunktseite ist.
Der Kode der zwei Bits b&sub5;, b&sub6; kann ohne weiteres aus der Kantendetektionsinformation zum Zeitpunkt der Kantenverfolgung erhalten werden. Ein Beispiel, in welchem ein Kantenpunkt so kodiert wird, wird nachstehend beschrieben.
Gemäß vorstehender Beschreibung bezieht sich Kantendetektionsinformation auf einen Wert, der für jedes Pixel einer Abbildung festgelegt wird. Wenn ein entsprechendes Pixel keine Kante ist, ist der zugewiesene Wert "0" wenn er eine Kante ist, ist der zugewiesene Wert ein Nicht-Null-Wert, welcher anzeigt, in welcher Richtung die nächste benachbarte Kante angeordnet ist, wenn der Umfang der Zelle im Uhrzeigersinn umlaufen wird. Obwohl es verschiedene Möglichkeiten, mit welchen Werte zugewiesen werden können, wird hier angenommen, daß die in Fig. 17 dargestellten Werte der Reihe nach zugewiesen werden, um die Beschreibung zu vereinfachen.
In dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist der Verfolgungsanfangspunkt ein Punkt C, nämlich der erste Punkt auf der Kante einer interessierenden Zelle, der getroffen wird, wenn die Abbildung in einem Fernseh-Abtastverfahren abgetastet wird. Da der nächste zu dem Punkt C benachbarte Punkt sich auf der rechten Seite befindet, wird dem Punkt C gemäß der in Fig. 17 dargestellten Regel eine Kantendetektionsinformation "a" zugewiesen. Die Kantendetektionsinformation "a" an dem Punkt C wird in einen Zellenidentifikationskode umgewandelt, in welchem das Bit b&sub5; "0" ist und das Bit b&sub6; "1" ist. Der Grund für diese Umwandlung ist im Hinblick auf die vorstehende erwähnte Definition der Bits b&sub6; und b&sub5; offensichtlich. In Fig. 4 sind die Inhalte der zwei Bits b&sub5; und b&sub6; durch (b&sub6;&sub1; b&sub5;) dargestellt. Das heißt, der Zwei-Bit-Kode des Punktes C ist (1, 0).
Die Kantendetektionsinformation für einen Punkt D, welcher der nächste Kantenpunkt ist, nimmt ebenfalls den Wert "a" an. Daher ist b&sub5; des Zellenidentifikationskodes für den Punkt D gleich "0" und b&sub6; ist "0" da die. Kantendetektionsinformation für den Punkt C, welcher der unmittelbar vorhergehende Punkt ist, den Wert "a" hatte. Somit wird der Kode des Punktes D durch (0, 0) ausgedrückt.
Die Kantendetektionsinformation für einen Punkt E, welcher der nächste Kantenpunkt ist, nimmt einen Wert "h" an. Daher ist b&sub5; des Zellenidentifikationskodes für den Punkt E gleich "1", und b&sub6; ist "0" da die Kantendetektionsinformation für den Punkt D, welcher der unmittelbar vorhergehende Punkt ist, den Wert "a" hatte. Somit wird der Kode des Punktes E durch (0, 1) ausgedrückt.
Auf diese Weise kann ein Zellenidentifikationskode für jeden Kantenpunkt erzielt werden, während die Kantenverfolgung auf der Basis der Kantendetektionsinformation ausgeführt wird. Fig. 5 stellt ein Beispiel dar, in welchem eine weitere Zellenabbildung einer Kantenverfolgung unterzogen wird und Zellenidentifikationskodes in der gleichen Weise erhalten werden. Die Bezugszeichen 3 in Fig. 4 und die Bezugszeichen 5 in Fig. 5 stellen Zellennummern. Natürlich wird jedem Punkt derselben Zelle dieselbe Zellennummer zugewiesen.
Wie vorstehend erwähnt ist die Kantendetektionsinformation, die andere Pixel als die an Kantenpunkten anzeigt gleich "0". Daher bleiben auch dann, wenn die Kantendetektionsinformation in dem Abbildungsspeicher durch die vorstehend erwähnten Zellenidentifikationskodes ersetzt wird, andere Pixel als Kantenpunkte unverändert, d. h., "0" [da der Kode für diese Pixel (0, 0) ist].
Die Kantenverfolgung, welche die vorstehend beschriebene Kodierungsverarbeitung einschließt, wird durch ein Mikroprogramm ausgeführt. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit beträgt etwa 10 µs pro Kantenpunkt, so daß die Verarbeitung für etwa 1500 Kantenpunkte in 16,7 ms ausgeführt werden kann, was dem Vertikal-Synchronisationszyklus entspricht. Unter der Annahme, daß 150 Kantenpunkte pro Zelle vorliegen , bedeutet dieses, daß die Kanten von bis zu zehn Zellen in einem einzigen Vertikal-Synchronisationszyklus verfolgt werden können.
Anschließend wird Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 6 genommen, um eine Prozedur für den Erhalt von Zellenabbildungsparametern, wie z. B. eine kumulative Farbartinformation und Farbarthistogramme für jede Zelle auf der Basis der erfaßten Information durch Ausführen der Umwandlung von der Kantendetektionsinformation in die Zellenidentifikationskodes zu beschreiben. Diese Prozedur wird durch Bereitstellen einer Abbildungsprozessorkarte mit den Funktionen eines Dekoders zum Lesen der Zellenidentifikationskodes, eines Speichers, eines Addierers und eines Inkrementers, usw. realisiert. Dir Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Hauptteils dieser Abbildungsprozessorkarte. Die nachstehende Beschreibung basiert auf diesem Blockdiagramm.
Die jeweils in den Abbildungsspeicherkarten 22 und 24 von Fig. 1 gespeicherten originalen Abbildungsdaten und Zellenidentifikationskodes werden über den speziell für Abbildungsdaten ausgelegten Bus 18 in die Abbildungsprozessorkarte 20 eingegeben. Der Fluß dieser Daten auf dem Bus 18 findet zum selben Zeitpunkt wie der einer Rasterabtastung in der Fernsehtechnik statt. Der Datenfluß beginnt mit Daten am oberen linken Ende des Bildschirms.
Die Zellenidentifikationskodes werden über eine Leitung 36 in eine Zwischenspeicherschaltung 38 in der Abbildungsprozessorkarte 20 eingegeben. Die Abbildungsdaten für jedes Pixel werden über eine Leitung 40 in eine Zwischenspeicherschaltung 42 eingegeben. Ein Pixel-Synchronisationstakt, welcher ein Signal auf dem speziell ausgelegten Bus 18 ist. Wird über eine Leitung 44 in die CLK-Anschlüsse der Zwischenspeicherschaltungen 38, 42 eingegeben. Die Zellenidentifikationskodes werden synchron mit dem Pixeltakt in die Zwischenspeicherschaltung 38 eingespeichert.
Die durch die fünf Bits der Zellenidentifikationskodes ausgedrückten Zellennummern werden von der Zwischenspeicherschaltung 38 an eine Leitung 46 ausgegeben. Der Inhalt des Bits b&sub6;, welches das Bit in den Zellenidentifikationskodes ist, das anzeigt, ob ein momentan in Verarbeitung befindliches Pixel ein Kantenpunkt auf der linken Seite (Anfangspunktseite) einer Zelle ist, wird von der Zwischenspeicherschaltung 38 auf eine Leitung 48 ausgegeben. Ein Gatter 50 bildet das logische Produkt des Signals auf der Leitung 48 und des Pixel-Synchronisationstaktes auf der Leitung 44 und liefert das Resultat an dem CLK-Anschluß einer Zwischenspeicherschaltung 52. Wenn das Bit b&sub6; "1" ist, nämlich wenn das vorstehend erwähnte Pixel ein Kantenpunkt auf der linken Seite ist, wird die Zellennummer auf der Leitung 46 in die Zwischenspeicherschaltung 52 gespeichert.
Diese Zellennummer wird durch eine Zahl von 1 bis 31 ausgedrückt, wobei die Zahl 0 nicht verwendet wird. Die gespeicherte Zellennummer wird an die obere Adressenleitung eines Histogrammspeichers 54 und an Adressenleitungen eines Speichers 56 für die kumulativen Farbart über eine Leitung 58 geliefert. Unterdessen werden die Abbildungsdaten synchron mit dem Pixeltakt in die Zwischenspeicherschaltung 42 gespeichert, und diese Daten werden über eine Leitung 62 in eine untere Adressenleitung des Histogrammspeichers 54 und an einen Addierer 60 eingegeben, um die kumulative Farbart zu berechnen.
Der Histogrammspeicher 54, welcher mit der Zellennummer und den Pixeldaten als Adressen beliefert wird, gibt einen Häufigkeitswert aus, der an einer Speicheradresse gespeichert ist, die dem Wert der Pixeldaten für diese spezifische Zelle entspricht. Der Häufigkeitswert wird an eine Leitung 64 - ausgegeben. Dieser Wert ist am Anfang "0" und wird jedesmal von einem Inkrementer 66 inkrementiert, wenn die Pixeldaten der Zelle in den Histogrammspeicher 54 eingegeben werden, und das Ergebnis wird in die erstere selbe Speicheradresse geschrieben, um eine Aktualisierung zu erhalten.
Der Speicher 56 für die kumulative Farbart, welcher mit den Zellennummern als Adresse versorgt wird, gibt einen kumulativen Wert von Pixeldaten aus, die an einer der spezifischen Zelle entsprechenden Speicheradresse gespeichert sind. Dieser kumulative Wert wird auf einer Leitung 68 ausgegeben. Obwohl dieser Wert am Anfang "0" ist, wird der Wert zu dem bereits vorliegenden kumulativen Wert jedesmal durch einen Addierer 60 hinzuaddiert, wenn Pixeldaten der Zellen ankommen, und das Ergebnis wieder an der Speicheradresse gespeichert, welche der Zelle entspricht, um eine Aktualisierung zu erreichen.
Die vorstehende Verarbeitung wird für alle Daten in der Zeitperiode von dem Moment an ausgeführt, an dem ermittelt wird, daß das Bit b&sub6; "1" ist, bis ein Zellenidentifikationskode ankommt, in welchen das Bit b&sub5; "1" ist. Wie vorstehend erwähnt, bedeutet der Umstand, daß das Bit b&sub5; "1" ist, daß das dem Zellenidentifikationskode entsprechend Pixel ein Kantenpunkt ist, und daß die rechte Seite diese Kante außerhalb der Zelle liegt.
Der Inhalt des Bits b&sub5;, welches das Bit in den Zellenidentifikationskodes ist, das anzeigt, ob ein momentan in der Verarbeitung befindliches Pixel ein Kantenpunkt auf der rechten Seite (Endpunktseite) einer Zelle ist, wird von der Zwischenspeicherschaltung 38 auf eine Leitung 70 ausgegeben. Wenn das Bit b&sub5; zu "1" wird, wird das Signal auf der Leitung 70 in den CLR-Anschluß der Zwischenspeicherschaltung 52 über die Flipflops 72, 74 und ein Gatter 76 eingegeben. Die Zwischenspeicherschaltung wird zu diesem Zeitpunkt gelöscht und die Zellennummer auf der Leitung 58 wird zu 0. Da die Vereinbarung so ist, daß die Zellennummer 0 nicht für die Numerierung einer Zelle verwendet wird, wie es vorstehend erwähnt wurde, bezeichnet die Zellennummer 0 einen Anteil innerhalb der Abbildung, der sich außerhalb der Zelle befindet. Die Ergebnisse einer Verarbeitung von Abbildungsdaten, die den Anteil außerhalb einer Zelle, nämlich den Hintergrund anzeigen, werden bei Speicheradressen des Histogrammspeichers 54 und des Speichers 56 für die kumulative Farbart gespeichert, die der Zellennummer 0 entsprechen. Demzufolge können unabhängig davon, ob die Abbildungsdaten einen Zellenanteil oder einen Hintergrund anzeigen, der Inkrementer 66 und der Addierer 60 alle Daten derselben Verarbeitung unterziehen, so daß die Steuerschaltung für diese Verarbeitung einfach aufgebaut ist.
Die zwei Stufen der Flipflops 72, 74 dienen zum Erzeugen einer Verzögerung, um auch die Abbildungsdaten, die den rechtsseitigen Kantenpunkt einer Zelle anzeigen, der vorstehenden Verarbeitung als Daten zu unterziehen, die das Innere der Zelle anzeigen.
Horizontal-Synchronisationsimpulse werden in den CLR- Anschluß der Zwischenspeicherschaltung 52 über eine Leitung 78 und ein Gatter 76 eingegeben. Das das Gatter 76 die logische Summe dieser Impulse und des Q-Ausgangssignals des Flipflops bildet, wird die Zwischenspeicherschaltung 52 gelöscht, wenn das Bit b&sub5; zu "1" wird, oder wenn ein Horizontal-Synchronisationsimpuls dorthin eingegeben wird.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird dann, wenn mehrere Zellen in nur einer Abtastung der Abbildung in der horizontalen Richtung vorliegen, die Zellennummer durch einen linksseitigen Kantenpunkt einer Zelle in der Abtastrichtung gespeichert. Der Inkrementer 66 und der Addierer 60 führen die Verarbeitung aus, wobei diese Zellennummer beibehalten bleibt, bis die rechtsseitige Kante der Zelle in der Abtastrichtung passiert ist. Nachdem diese rechtsseitige Kante passiert ist, wird die Zellennummer auf 0 zurückgesetzt, gefolgt von einer Ausführung der vorstehenden Verarbeitung. Wenn der linksseitige Kantenpunkt der nächsten Zelle in der Abtastrichtung erreicht ist, wird die Zellennummer dieser Zelle zwischengespeichert und dann eine Verarbeitung ähnlich der vorstehend beschriebenen ausgeführt. Wenn die Abtastung in der horizontalen Richtung den rechten Punkt der Abbildung erreicht, wird die Zellennummer durch einen Horizontal-Synchronisationsimpuls auf Null zurückgesetzt und dann die nächste horizontale Zeile abgetastet.
Wenn die vorstehende Verarbeitung für alle Pixel in einem Vollbild der Abbildungsdaten ausgeführt ist, werden eine kumulative Farbartinformation und Farbarthistogramme jeder einzelnen Zelle in der Abbildung gleichzeitig erhalten. Wenn drei Gruppen Inkrementer, Addierer und Speicher bereitgestellt werden, kann die Information von bis 31 Zellen gleichzeitig in einem Vertikal-Synchronisationszyklus für jede der Farben R (rot), G (grün) und B (blau) erhalten werden.
Obwohl es in dem Blockschaltbild von Fig. 7 nicht dargestellt ist, sind der Histogrammspeicher 54 und der Speicher 56 für die kumulative Farbart auch mit dem Hilfskarten- Steuerbus 16 verbunden, so daß auf die Inhalte dieser Speicher von der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung 14 zugegriffen werden kann. Folglich kann ein Verarbeitung, wie z. B. das Berechnen der Fläche einer Zelle durch Aufaddieren der Häufigkeitswerte des Farbarthistogramms der Zelle nach dem Erhalt des Histogramms ohne weiteres durch die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung ausgeführt werden.
Wenn die originalen Abbildungsdaten als Abbildungsdaten verwendet werden, können eine kumulative Farbartinformation und Farbarthistogramme wie vorstehend beschrieben erhalten werden. Wenn jedoch die vorgenannten Gradientendaten als Abbildungsdaten verwendet werden, können eine kumulative Gradienteninformation und ein Gradientenhistogramm erhalten werden. Es ist auch möglich, Abbildungsdaten zu verwenden, welche sich vom Typ her von den vorstehend erwähnten unterscheiden, die erhalten werden, indem eine Umwandlung in Daten ausgeführt wird, welche Zellenmerkmale verdeutlichen.
In der vorliegenden Erfindung ist der Zellenidentifikationskode ein Kode, in welchem eine Zellennummer und die Kanteninformation gemäß Darstellung in Fig. 3 in ein Wort mit acht Bits geschrieben sind. Es ist jedoch möglich eine Anordnung zu wählen, in welcher der Zellenidentifikationskode in zwei oder mehr Worte aufgeteilt ist, wovon in jedes eine Zellennummer oder eine Zelleninformation geschrieben sein kann. Es ist auch möglich die Stellen für die Zellenanzahl auf mehr als fünf Bit zu erhöhen, so daß mehr Zellen gleichzeitig verarbeitet werden können.
Ferner ist es in dem in Fig. 6 dargestellten Verfahren für die Ableitung der Zellenabbildungsparameter zulässig, dieses so auszulegen, daß nachdem ein Zellenidentifikationskode und jedes Pixel der Abbildung, welche das Verarbeitungsobjekt ist, ausgelesen sind, aus dem Zellenidentifikationskode ermittelt wird, ob sich die Pixel der Abbildung außerhalb der Zelle befinden oder nicht, und wenn ein Pixel als außerhalb der Zelle liegend ermittelt wird, das nächste Pixel behandelt wird, ohne das außenseitige Pixel einer Behandlung zu unterwerfen. Das Flußdiagramm für eine derartige Auslegung ist in Fig. 8 dargestellt. Anders als in dem in Fig. 7 dargestellten Blockschaltbild ist es jedoch erforderlich, einen Wechsel zwischen der Ausführung der Verarbeitung durch den Inkrementer 66 und dem Addierer 60 auszuführen, oder einer Nicht-Ausführung, abhängig davon, ob Pixeldaten einen Zellenanteil oder Hintergrund anzeigen, zu bewirken. Die Steuerungsschaltung für diesen Zweck ist etwas komplizierter.
Die vorliegende Erfindung weist die nachstehenden Vorteile auf:
(1) Auch wenn ein große Anzahl von Zellen in nur einem Abbildungsvollbild vorliegen, können Abbildungsparameter, wie eine kumulative Farbartinformation und Farbarthistogramme für alle Zellen gleichzeitig in einer hoch effizienten Weise erhalten werden.
(2) Da die Zellenabbildungsparameter jeder Zelle durch die Abbildungsprozessorkarte erhalten werden, wird die Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung nicht mit dieser Aufgabe belastet. Demzufolge überträgt sich eine Einschränkung der Verarbeitungskapazität der Hauptsteuerung & Prozessor-Einrichtung nicht mehr in eine Einschränkung der Verarbeitungskapazität der gesamten Abbildungs-Verarbeitungsvorrichtung.
(3) Da die für die vorliegende Erfindung spezifischen Zellenidentifikationskodes in dem Abbildungsspeicher anstelle der Kantendetektionsinformation gespeichert werden, ist es nicht erforderlich, einen getrennten Speicher für diese Kodedaten bereitzustellen. Dieses ist hinsichtlich der Kosten und des Platzbedarfs vorteilhaft.
(4) Aufgrund der vorstehenden Vorteile (1) bis (3) kann eine Echtzeitverarbeitung eines Abbildungsvollbildes, das sich alle sechzigstel Sekunden ändert, mit niedrigen Kosten realisiert werden.
(5) Da eine Aufsummierungsverarbeitung für den Erhalt von Zellenabbildungsparametern nur der Zellenabbildungsanteile und nicht für den Hintergrund ausgeführt werden, ist es möglich, genaue Histogramme nur dieser Zellenabbildungsanteile zu erhalten.
Da viele offensichtlich ziemlich unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von deren Schutzumfang abzuweichen, dürfte es selbstverständlich sein, daß die Erfindung nicht auf ihre spezifischen Ausführungsformen mit der Ausnahme einer Definition durch die beigefügten Ansprüche eingeschränkt ist.

Claims

1. Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahren, das die Schritte aufweist:

Erfassen eines Vollbildes einer Abbildung, wobei das Vollbild eine Zellenabbildung enthält, mittels einer Abbildungs-Aufnahmeeinrichtung (26);

Speichern der erfaßten Abbildungsdaten als originale Abbildungsdaten;

Binär-Umwandeln der originalen Abbildungsdaten nach der Identifikation eines in den originalen Abbildungsdaten enthaltenen Hintergrundanteils und Zellenabbildungsanteils;

Ableiten einer Zellenkantendetektionsinformation, die Daten, welche anzeigen, daß ein Pixel ein Kantenpunkt auf einem Umfang des Zellenabbildungsanteils ist, und Daten aufweist, die eine Richtung zu einer Lageposition eines nächsten benachbarten Kantenpunktes für jedes Pixel auf einem Umfang jedes Zellenabbildungsanteils aus den binärgewandelten Abbildungsdaten anzeigen;

Verfolgen von Zellenkanten, um Kantenpunkte der Zellen zu erhalten, unter Bezugnahme auf die Kantendetektionsinformation;

und Ableiten verschiedener Zellenabbildungsparameter unter Bezugnahme auf die in dem Zellenkanten-Verfolgungsschritt erhaltenen Ergebnisse;

wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist:

Speichern der Anzahl der Kantenpunkte auf jeder horizontalen Abtastzeile;

Ableiten der Zellenidentifikationskodes während des Kantenverfolgungsschrittes, durch Zuordnen von Daten, die eine Richtung zu einer Lageposition benachbarter Kantenpunkte anzeigen, zu jedem Kantenpunkt jedes Zellenabbildungsanteils auf der Basis von Daten, die anzeigen, welche Seite des Kantenpunktes außerhalb der Zelle in Sichtrichtung der Abbildungsabtastrichtung liegt, und durch Zuordnen von Daten, die dieselbe Zellennummer anzeigen, zu jedem Kantenpunkt in demselben Abbildungsanteil, wobei dieser Schritt wiederholt wird, bis die gespeicherte Anzahl der Kantenpunkte eine nach der anderen nach der Verfolgung jedes Kantenpunktes reduziert wird, und die gespeicherte Anzahl der Kantenpunkte einer Abbildung eines Abbildungsvollbildes Null wird, wodurch sichergestellt wird, daß allen Zellenabbildungsanteilen Zellenidentifikationskodes zugeordnet werden, und

Ableiten der Zellenabbildungsparameter durch sukzessives Auslesen der Zellenabbildungsdaten und der Zellenidentifikationskodes und durch Korrelieren dieser mit jedem Pixel, um Histogramme jedes Zellenabbildungsanteiles zu erhalten.

2. Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahren, das die Schritte aufweist:

Speichern der erfaßten Abbildungsdaten als originale Abbildungsdaten;

Ableiten einer Zellenkantendetektionsinformation, für jedes Pixel aus den-binärgewandelten Abbildungsdaten;

und ferner die Schritte aufweist:

Ableiten von Zellenidentifikationskodes, wenn die Kantenverfolgung ausgeführt wird, wobei die Zellenidentifikationskodes jeden Kantenpunkt identifizieren, um anzuzeigen, welcher Kantenpunkt zu welcher Zelle gehört, und um anzeigen, welche Seite des Kantenpunktes außerhalb der Zelle in Sichtrichtung einer Abbildungsabtastrichtung liegt, wobei die Zellenabbildungsparameter durch die folgenden Schritte abgeleitet werden:

sukzessives Auslesen der originalen Abbildungsdaten und der jedem Pixel zugeordneten Zellenidentifikationskodes;

Auswählen der originalen Abbildungsdaten als Abbildungsdaten, welche das Objekt der Abbildungsverarbeitung sind, und Ermitteln aus den Zellenidentifikationskodes, ob jedes Pixel der Abbildungsdaten, welche das Objekt der Abbildungsverarbeitung sind, ein Kante auf einer Anfangspunktseite einer Zelle in Sichtrichtung der pixelweisen Abbildungsabtastrichtung ist;

Zwischenspeichern einer aus den Zellenidentifikationskodes ausgelesenen Zellennummer, wenn ermittelt wird, daß das Pixel eine Kante auf der Anfangspunktseite ist;

Aufsummieren von Abbildungsdaten jedes Pixels Zellennummer für Zellennummer;

Ermitteln aus den Zellenidentifikationskodes, ob jedes Pixel der Abbildungsdaten, welches das Objekt der Abbildungsverarbeitung ist, ein Kante auf einer Endpunktseite einer Zelle in Sichtrichtung der pixelweisen Abbildungsabtastrichtung ist;

Löschen der Zellennummer, wenn ermittelt wird, daß das Pixel eine Kante auf der Endpunktseite ist; und Ermitteln, ob die Verarbeitung aller Pixel beendet ist.

3. Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, und das ferner den Schritt aufweist:

Ableiten von verarbeiteten Abbildungsdaten, indem die originalen Daten einer Verarbeitung unterzogen werden, um Zellenmerkmale zu verdeutlichen; und wobei

die Zellenabbildungsparameter durch sukzessives Auslesen der verarbeiteten Abbildungsdaten und der Zellenidentifikationskodes und durch Korrelieren dieser mit jedem Pixel zum Erhalt der Histogramme abgeleitet werden.

4. Zellenabbildungs-Verarbeitungsverfahren nach Anspruch 2, und das ferner die Schritte aufweist:

Ableiten von verarbeiteten Abbildungsdaten indem die originalen Abbildungsdaten einer Verarbeitung unterzogen werden, um Zellenmerkmale zu verdeutlichen;

Ableiten der Zellenabbildungsparameter durch sukzessives Auslesen der verarbeiteten Abbildungsdaten und der Zellenidentifikationskodes die jedem Pixel zugeordnet sind; und

Auswählen der verarbeiteten Abbildungsdaten als Abbildungsdaten, welche das Objekt der Abbildungsverarbeitung sind.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, wobei der Schritt der Ableitung der Zellenabbildungsparameter einen Schritt enthält, um aus den Zellenidentifikationskodes zu ermitteln, ob jedes Pixel der Abbildungsdaten, welche das Objekt der Verarbeitung sind, außerhalb einer Zelle liegt, wobei dann, wenn ein Punkt als außerhalb einer Zelle liegend ermittelt wird, das nächste Pixel behandelt wird, ohne daß das außerhalb liegende Pixel einer Verarbeitung unterzogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, 4 oder 5, wobei eine Aufsummierung abläuft, um ein Histogramm der Abbildungsdaten innerhalb einer Zelle zu erstellen.

7. Verfahren nach Anspruch 2, 4 oder 5, wobei eine Aufsummierung abläuft, um Abbildungsdaten innerhalb einer Zelle kumulativ zu addieren.

8. Verfahren nach Anspruch 2, 4 oder 5, wobei eine Aufsummierung abläuft, um ein Histogramm zu erstellen, und abläuft, um Abbildungsdaten innerhalb einer Zelle kumulativ zu addieren

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, wobei ein durch eine Histogramm-Erzeugungsverarbeitung erhaltener Zellenabbildungsparameter ein Farbarthistogramm oder ein Gradientenhistogramm ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein durch ein kumulative Additionsverarbeitung erhaltener Zellenabbildungsparameter eine kumulative Farbartinformation oder eine kumulative Gradienteninformation ist.

11. Zellenabbildungs-Verarbeitungsvorrichtung, welche ein Verfahren einsetzt zum: Erfassen einer Zellenabbildung, mittels einer Abbildungs-Aufnahmeeinrichtung; Speichern der erfaßten Abbildungsdaten als originale Abbildungsdaten; Auswählen der originalen Abbildungsdaten oder von verarbeiteten Abbildungsdaten, die erhalten werden, indem die originalen Daten einer Verarbeitung unterzogen werden, um Zellenmerkmale zu verdeutlichen, als Abbildungsdaten, welche das Objekt der Verarbeitung sind; Binär- Umwandeln der originalen Abbildungsdaten nach der Identifikation eines in den originalen Abbildungsdatenfeld enthaltenen Hintergrundanteils und Zellenabbildungsanteils; Ableiten einer Zellenkantendetektionsinformation für jedes Pixel aus den binärgewandelten Daten; Verfolgen von Zellenkanten, um Kantenpunkte der Zellen zu erhalten, unter Bezugnahme auf die Kantendetektionsinformation; und Ableiten verschiedener Zellenabbildungsparameter unter Bezugnahme auf die in dem Zellenkanten-Verfolgungsschritt erhaltenen Ergebnisse, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Einrichtung (20, 22, 24) zum Ableiten von Zellenidentifikationskodes, die jeden Kantenpunkt identifizieren, um anzuzeigen, welcher Kantenpunkt der Abbildungsdaten, welche das Objekt der Verarbeitung sind, zu welcher Zelle gehört, und welche anzeigen, welche Seite des Kantenpunktes außerhalb der Zelle in Sichtrichtung einer Abbildungsabtastrichtung liegt;

eine Einrichtung (14) zum sukzessiven Auslesen der Abbildungsdaten, welche das Objekt der Abbildungsverarbeitung sind, und der Zellenidentifikationskodes nach dem Korrelieren dieser mit jedem Pixel;

eine Einrichtung (14, 20) zu Lesen einer Zellennummer aus dem Zellenidentifikationskode;

eine Einrichtung (38), um aus den Zellenidentifikationskodes zu ermitteln, ob jedes Pixel der Abbildungsdaten, welche das Objekt der Abbildungsverarbeitung sind, eine Kante auf einer Anfangspunktseite einer Zelle in Sichtrichtung einer pixelweisen Abtastrichtung ist;

eine Einrichtung (52) zum Zwischenspeichern der Zellennummer, wenn ermittelt wird, daß das Pixel eine Kante auf der Anfangspunktseite ist;

eine Einrichtung (54, 56) zum Aufsummieren der Abbildungsdaten jedes Pixels Zellennummer für Zellennummer;

eine Einrichtung (14), um aus den Zellenidentifikationskodes zu ermitteln, ob jedes Pixel der Abbildungsdaten, welche das Objekt der Abbildungsverarbeitung sind, eine Kante auf einer Endpunktseite einer Zelle in Sichtrichtung einer pixelweisen Abtastrichtung ist;

eine Einrichtung (72, 74, 76) zum Zurücksetzen der Zellennummer, wenn ermittelt wird, daß das Pixel eine Kante auf der Endpunktseite ist; und

eine Einrichtung (14) zum Ermitteln, ob die Verarbeitung aller Pixel beendet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 wobei die Aufsummierungseinrichtung eine Verarbeitungseinrichtung (54) aufweist, um ein Histogramm von Abbildungsdaten innerhalb einer Zelle zu erstellen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Aufsummierungseinrichtung eine Verarbeitungseinrichtung (66) aufweist, um Abbildungsdaten innerhalb einer Zelle kumulativ zu addieren.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Aufsummierungseinrichtung eine Verarbeitungseinrichtung (54) aufweist, um ein Histogramm zu erstellen, und eine Verarbeitungseinrichtung (66) aufweist, um Abbildungsdaten innerhalb einer Zelle kumulativ zu addieren.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 14, wobei die Verarbeitungseinrichtung zum Erstellen eines Histogramms einen Histogrammspeicher (54) und einen Inkrementer (66) enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Verarbeitungseinrichtung zum kumulativen Addieren von Abbildungsdaten einen Speicher (56) für die kumulative Farbart und einen Addierer (60) enthält.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 14 und 15, wobei ein durch die Verarbeitungseinrichtung zum Erstellen eines Histogramms erhaltener Zellenabbildungsparameter ein Farbarthistogramm oder ein Gradientenhistogramm ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14 und 15, wobei ein durch die Verarbeitungseinrichtung zum kumulativen Addieren von Abbildungsdaten erhaltener Zellenabbildungsparameter eine kumulative Farbartinformation oder eine kumulative Gradienteninformation ist.