DE69228921T2 - Verfahren und programmierbares Gerät zur Bestimmung des Hintergrundpegels eines Dokuments - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine digitale Signalverarbeitungsvorrichtung und insbesondere das Bestimmen des Hintergrundpegels eines Dokuments in einem Scansystem mit einem Einzeldurchlauf.
• Die Merkmale der vorliegenden Erfindung können auf dem Gebiet des Druckens und insbesondere bei der digitalen Bildverarbeitung sowie dem elektrofotografischen Drucken verwendet werden. Bei der digitalen Bildverarbeitung ist es vorteilhaft, den Hintergrundpegel eines Dokuments gleichzeitig mit dem Scannen des Dokuments zu bestimmen oder festzustellen. Was die Effizienz betrifft, ist es vorteilhaft, ein derartiges Leistungsmerkmal vorzusehen, ohne daß eine Vorscanoperation durchgeführt werden muß, so daß der Durchsatz des Scan- oder Digitalisierungssystems erhöht werden kann. Dementsprechend gibt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Feststellen des Dokumenthintergrunds an, die zu Beginn des Scanvorgangs betrieben wird, um eine Echtzeit-Angabe des Hintergrundpegels des gescannten Dokuments vorzusehen.
• Die Kenntnis des Hintergrundpegels eines gescannten Dokuments kann für zahlreiche Bildverarbeitungsoperationen nützlich sein, die auf den während des Scannens erzeugten Bildsignalen durchgeführt werden können, wobei die wichtigste Verwendung die Kompensierung des Hintergrunds ist. Wenn der Hintergrundpegel des Dokuments bestimmt ist, kann ein automatisierter Prozeß verwendet werden, um die Verstärkungs- oder Versatzpegel der digitalisierten Signale anzupassen, so daß ein hoher Hintergrundpegel bei zum Beispiel einem auf einem farbigen Papierblatt erzeugten Dokument kompensiert wird.
• Eine andere mögliche Verwendung der Information zum Hintergrundpegel besteht in der Bestimmung des Bildinhalts in verschiedenen Bereichen des Dokuments. Zum Beispiel kann eine Dokumentenanalyse oder ein Bildsegmentierungssystem die Hintergrundpegel-Information verwenden, um auf verläßlichere Weise aus den Bildsignalen den im Originaldokument enthaltenen Bildtyp zu bestimmen (z. B. Text, Strichzeichnung, Halbton- oder Kontinuierlichton). Ein Beispiel für ein Halbton-Feststellungsystem ist in dem Patent US-A-4,811,115 (Lin et al.) vom 7. März 1989 mit dem Titel "Image Processing Apparatus Using Approximate Auto Correlation Function to Detect the Frequency of Half-tone Image Data" angegeben. EP-A-521,662 gibt ein automatisches Bildsegmentierungssytem an, das für die Klassifikation von verschiedenen Bereichen eines Bildes, das verschiedene Typen von Bildern umfaßt, geeignet ist. Weiterhin können wohlbekannte elektrofotografische Systeme wie der Xerox® Docutech Production Publisher® Bildsegmentierungssysteme dieses Typs verwenden, bei denen die Fähgikeiten zur Bestimmung des Hintergrundpegels der vorliegenden Erfindung vorteilhaft angewendet werden können. Es sind andere Ansätze für die Bestimmung des Hintergrundpegels eines Bildes vorgeschlagen worden, wobei die folgenden Veröffentlichungen relevant sein könnten.
• US-A-4,970,605 (Fogaroli et al.) gibt ein digitales Bildscangerät mit einer automatischen Hintergrundkompensationsschaltung an, die ein Schwellwertsignal automatisch in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Parametern einschließlich der Hintergrundfarbe eines Bildes anpaßt.
• US-A-4,931,881 (Matsui et al.) gibt ein Bilddigitalisierungssystem mit einem einstellbaren Digitalisierungsschwellwert an.
• US-A-5,885,784 (Miyagawa et al.) gibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Codieren eines Bildes eines Objektes durch Binärsignale an.
• US-A-5,065,257 gibt eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit einem CDD-Sensor zum Lesen eines Originalbildes, mit Vergleichseinrichtungen und Zwischenspeichern zum Bestimmen von Maximal- und Minimalpegeln des Bildsignals aus dem CDD- Sensor, mit einem Koordinatendetektor zum Feststellen von Koordinatenpositionen im Original und mit einer CPU und einem Speicher zum Bestimmen eines Schnittpegels sowie zum Quantisieren des Bildsignals in Übereinstimmen mit einem im Speicher gespeicherten Algorithmus an.
• EP-A-070,161 gibt ein Verfahren zum Bestimmen des optimalen Schwellwerts zum Schwellwertbegrenzen von Bildpixeln und einer adaptiven Schwellwertschaltung 11 zum Verarbeiten derartiger Bildpixel an. Ein Teil der Bildpixelzeile oder der Bildpixelzeilen wird untersucht, wobei die maximalen und minimalen Pixel in dem Zeilenteil bestimmt werden. Die maximalen und minimalen Pixel werden differenziert, und das resultierende Differenzsignal wird mit einer Konstante verglichen, die die gewünschte minimale Änderung des Hintergrundpegels wiedergibt. Wenn das Differenzsignal höher ist, wird danach ein neuer Schwellwert verwendet.
• Um den neuen Schwellwertpegel zu bestimmen, wird das Differenzsignal mit einem Faktor multipliziert, der die Änderungsgröße des Schwellwerts für ein bestimmtes Ereignis und das von dem zuvor bestimmten maximalen Pixel subtrahierte Ergebnis wiedergibt. Die subtrahierte Ausgabe wird in vorbestimmte maximale und minimale Schwellwertgrenzen gebracht, um den neuen Schwellwert vorzusehen.
• In US-A-4,539,325 wird ein adaptiver Schwellwert zum Verarbeiten von Graustufenbilddaten, die durch das Scannen eines zu duplizierenden Dokuments erhalten werden, gesetzt, indem die Daten zu Beginn in Datengruppen unterteilt werden, die ausgewählte Pixel des Dokuments wiedergeben. Ein Hintergrund-Graustufenwert und ein Druck-Graustufenwert werden für jede Datengruppe bestimmt, wobei die Differenz zwischen den zwei Graustufenwerten einen Kontrast-Graustufenwert definiert. Es wird ein geschätzter Schwellwert bestimmt, indem 0,4 des Kontrasts zu dem Hintergrund addiert wird. Weiterhin wird ein durchschnittlicher Schwellwert für den Bereich jeder Datengruppe bestimmt, indem der Durchschnitt der Schwellwerte für zusammenhängende Datengruppen mit gesetzten Schwellwerten gebildet wird. Der adaptive Schwellwert wird für jede Datengruppe bestimmt, indem der adaptive Schwellwert auf den durchschnittlichen Schwellwert + 1 gesetzt wird, wenn der geschätzte Schwellwert den durchschnittlichen Schwellwert übersteigt, oder auf den durchschnittlichen Schwellwert - 1 gesetzt wird, wenn der geschätzte Schwellwert kleiner als der durchschnittliche Schwellwert ist, oder andernfalls auf den durchschnittlichen Schwellwert gesetzt wird. Die Graustufenbildddaten für jede Datengruppe werden mit dem entsprechenden adaptiven Schwellwert verglichen, um Binärdaten zu erzeugen, die einen Drucker zum Duplizieren des Dokuments steuern.
• Die vorliegende Erfindung gibt eine Vorrichtung nach Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche an. Vorzugsweise umfaßt die Bildsignal-Qualifizierungseinrichtung eine Speichereinrichtung zum Empfangen und Speichern eines Hintergrundschwellwerts, eine mit der Speichereinrichtung kommunizierende Einrichtung, um den Pegel des abgetasteten Bildsignals mit dem gespeicherten Hintergrundschwellwert zu vergleichen und um eine Indikation auszugeben, wenn der Pegel des abgetasteten Bildsignals unter dem Hintergrundschwellwert liegt, sowie eine Einrichtung zum Beseitigen des nicht repräsentativen Bildsignals, wenn die Vergleichseinrichtung die Indikation ausgibt.
• Vorzugsweise umfaßt das Bildverarbeitungsgerät weiterhin eine Einrichtung zum Ersetzen jedes beseitigten nicht repräsentativen Bildsignals durch ein alternatives Bildsignal.
• Vorzugsweise umfaßt die Berechnungseinrichtung eine Durchschnittsbildungseinrichtung, um den Durchschnitt der Pegel der nicht beseitigten Bildsignale zu bilden.
• Vorzugsweise bestimmt die Durchschnittsbildungseinrichtung einen gewichteten Laufdurchschnitt der Signale, wobei der gewichtete Laufdurchschnitt mit jedem empfangenen Bildsignal aktualisiert wird. Vorzugsweise umfaßt die Berechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen eines gewichteten Laufdurchschnitts der Pegel der nicht beseitigten Bildsignale, wobei der gewichtete Laufdurchschnitt mit jedem empfangenen Bildsignal aktualisiert wird, wobei die Ersetzungseinrichtung das verworfene Signal durch den gewichteten Laufdurchschnitt ersetzt.
• Vorzugsweise umfaßt die Berechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Speichern von wenigstens einem Binärbruch sowie einen seriellen Multiplizierer zum geeigneten Bestimmen des Produkts des gespeicherten Binärbruchs und des Hintergrundpegels.
• Die vorliegende Erfindung gibt weiterhin ein Verfahren nach Anspruch 7 der beigefügten Ansprüche an.
• Vorzugsweise umfaßt der Abtastschritt Schritte zum Identifizieren der Grenzen eines Fensters, das einen ausgewählten Teil des Bildes umgibt, und zum Erzeugen eines Abtastsignals, das angibt, ob ein empfangenes Bildsignal innerhalb des Fensters liegt.
• Vorzugsweise umfaßt der Identifizierungsschritt Schritte zum Initialisieren von wenigstens einem Langsamscan-Zähler mit einem Koordinatenwert, der eine Grenze des Fensters wiedergibt, zum Initialisieren von wenigstens einem Schnellscan-Zähler mit einem Koordinatenwert, der eine Grenze des Fensters wiedergibt, und zum Verwenden der in dem Langsamscan- und dem Schnellscan-Zähler gespeicherten Werte, um die Fenstergrenzen wiederzugeben.
• Vorzugsweise umfaßt der Erzeugungsschritt Schritte zum selektiven Inkrementieren des Langsamscan-Zählers, wenn ein vollständiges Raster von Bildsignalen verarbeitet wurde, zum selektiven Inkrementieren des Schnellscan-Zählers, wenn ein Bildsignal verarbeitet wurde, und zum Kombinieren der Ausgaben aus dem Langsamscan-Zähler und aus dem Schnellscan-Zähler, so daß ein Signal erzeugt wird, das aktiv ist, wenn das empfangene Bildsignal innerhalb der Grenzen des Fensters liegt.
• Vorzugsweise umfaßt der Beseitigungsschritt Schritte zum Speichern eines Hintergrundschwellwerts, zum Vergleichen der Größe des abgetasteten Bildsignals mit dem gespeicherten Hintergrundschwellwert und zum Umgehen des abgetasteten Bildsignals, wenn die Größe des abgetasteten Bildsignals kleiner als der gespeicherte Hintergrundschwellwert ist.
• Das Verfahren kann weiterhin einen Schritt zum Ersetzen der umgangenen Abtastbildsignale durch einen alternativen Wert umfassen.
• Vorzugsweise umfaßt der Schritt zum Berechnen des Hintergrundpegels einen Schritt zum Berechnen eines gewichteten Laufdurchschnitts der Größen der nicht beseitigten Abtastbildsignale.
• Vorzugsweise umfaßt der Schritt zum Berechnen eines gewichteten Laufdurchschnitts der Größen der nicht beseitigten Abtastbildsignale Schritte zum Abrufen der Größe des nicht beseitigten Abtastbildsignals, zum Multiplizieren der Größe des nicht beseitigten Abtastbildsignals mit einem ersten Gewichtsfaktor, um ein erstes Produkt zu bilden, zum Abrufen eines zuvor gespeicherten gewichteten Laufdurchschnitts, zum Multiplizieren des zuvor gespeicherten gewichteten Laufdurchschnitts mit einem zweiten Gewichtsfaktor, um ein zweites Produkt zu bilden, zum Addieren des ersten Produkts und des zweiten Produkts, um eine Summe zu bilden, die dem neuen gewichteten Laufdurchschnitt entspricht, und zum Speichern des neuen gewichteten Laufdurchschnitts für das folgende Abrufen.
• Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft mit Bezug die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
• Fig. 1 eine allgemeine schematische Darstellung eines Bildverarbeitungs- Hardwaremoduls ist, das die Hintergrundbestimmungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt,
• Fig. 2 ein illustratives Beispiel der Position des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Abtastfensters zeigt,
• Fig. 3A ein Hardware-Blockschaltbild der Hardwarekomponenten ist, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um Bildsignale festzustellen, die innerhalb des in Fig. 2 gezeigten Abtastfensters liegen,
• Fig. 3B eine Wiedergabe eines typischen Zeitdiagramms ist, das die Beziehungen zwischen den in Fig. 3A gezeigten Signalen darstellt,
• Fig. 4 ein Hardware-Blockschaltbild der Komponenten ist, die zum Qualifizieren der Abtastsignale vor dem Bestimmen des Hintergrundpegels verwendet werden, wobei diese Komponenten zusätzlich zu der Hardware für das Bestimmen des Hintergrunds vorgesehen sind,
• Fig. 5A ein weiteres Hardware-Blockschaltbild der Komponenten ist, die zum Berechnen der zwei relativen Hintergrundwerte verwendet werden, die durch das Bildsegmentierungsgerät von Fig. 1 verwendet werden,
• Fig. 5B ein Zeitdiagramm ist, das typische Beziehungen zwischen den in Fig. 5A gezeigten Signalen darstellt, und
• Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, das entsprechenden Schritte darstellt, die mit dem Betrieb der Hardware für die Hintergrundbestimmung der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
• Die folgende Beschreibung nimmt auf digitale Langsamscan- und Schnellscan-Bilddaten Bezug, wenn die Ausrichtung der Fensterkoordinaten und der Abtastsignale erläutert werden, die durch die Schaltung zum Bestimmen des Hintergrunds verwendet werden. Unter den entlang einer Schnellscanrichtung gesammelten Daten sind die einzelnen Pixel zu verstehen, die aufeinanderfolgend entlang eines Rasters aus Bildinformation angeordnet sind, während unter den in der Langsamscanrichtung gesammelten Daten die von einer gemeinsamen Rasterposition über mehrere Raster oder Scanzeilen abgeleiteten Daten zu verstehen sind. Zum Beispiel werden die Langsamscan-Daten verwendet, um die durch eine Vielzahl von Elementen entlang einer linearen lichtempfindlichen Matrix erfaßten Signale zu beschreiben, wenn die Matrix relativ zu einem Dokument bewegt wird. Andererseits können die aufeinanderfolgenden Signale als Schnellscan-Daten bezeichnet werden, die entlang der Länge der linearen lichtempfindlichen Matrix während einer einzigen Belichtungsperiode gesammelt werden und gewöhnlich als Datenraster bezeichnet werden. Die folgende Beschreibung nimmt auch auf Bildsingnale oder Pixel Bezug, die entweder analoge oder digitale Wiedergaben des Bildes in Form von elektrischen Spannungen sein können, die durch eine geeignete Quelle vorgesehen werden.
• Zum Beispiel können die Bilddatenpixel durch das zeilenweise Scannen eines Originals mit einem Bild durch ein oder mehrere lichtempfindliche Elemente erhalten werden, etwa durch eine Mehrfach-Photomatrix aus ladungsgekoppelten Einrichtungen, die gewöhnlich als CDDs (= Charge Coupled Devices) bezeichnet werden. Das zeilenweise Scannen eines Originals mit einem Bild zum Erhalten der Bilddaten ist wohlbekannt und stellt keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar. Weiterhin soll in der folgenden Beschreibung angenommen werden, daß die Bildsignale digitale Signale sind, die innerhalb eines bestimmten Bereichs von Werten liegen und Graustufen darstellen, wobei die niedrigeren Signale allgemein Bildbereiche mit Inhalt wiedergeben, während die Hintergrundbereiche allgemein durch höhere Signalpegel wiedergegeben werden.
• In den Zeichnungen werden durchgängig gleiche Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente anzugeben. Fig. 1 stellt in schematischer Weise einige der möglichen Komponenten eines digitalen Bildverarbeitungs-Hardwaremoduls dar, das in einem elektrofotografischen System für die Verarbeitung und die Analyse eines Bildsignals vor seiner Ausgabe verwendet werden kann.
• Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein die vorliegende Erfindung umfassendes Bildverarbeitungs-Hardwaremodul darstellt, wobei das Bildverarbeitungsmodul 20 allgemein Bildsignale auf der Leitung 22 empfängt und die Bildsignale dann verarbeitet, um ein Ausgabesignal zu erzeugen, das über die Leitung 24 übertragen wird. In dem Bildverarbeitungsmodul 20 können zahlreiche Verarbeitungsoperationen durchgeführt werden, wobei in dem dargestellten Beispiel jedoch nur zwei Bildverarbeitungsoperationen in Zusammenhang mit dem Hintergrundbestimmungsmodul 26 gezeigt werden. Die zwei Bildverarbeitungsoperations- Blocks, ein Verstärkungseintellungs-Block 30 und ein Bildsegmentierungs-Block 32, können bei der Verarbeitung des Eingabebildsignals einzeln oder parallel zueinander verwendet oder aber vollständig umgangen werden.
• Die typische Ausgabe aus dem Versatz- und Verstärkungs-Korrekturblock 30 ist ein korrigiertes Bildsignal, das möglicherweise aufgrund einer Verstärkungskorrektur einen größeren Bereich des Bildbereichs oder aufgrund einer Versatzkorrektur einen zentraleren Teil des Bereichs verwendet. Im Vergleich weist die aus dem Bildsegmentierungsblock über die Leitung 34 ausgegebene Ausgabe die Form von Daten auf, die den Bildinhalt von bestimmten Bereichen des Bildes wiedergeben, wie durch die Eingabebildsignale definiert. Zum Beispiel kann die Datenausgabe aus dem Bildsegmentierungsblock, der für das Feststellen des Vorhandenseins von mit hoher Frequenz halbgetönten Bereichen ausgebildet ist, dazu verwendet werden, um selektiv eine folgende Bildverarbeitungs-Hardware zu aktivieren, die einen Entrasterungs-Filter (z. B. einen Tiefpaßfilter) auf alle Bildsignale, die einen Halbtonbereich angeben, anwenden kann. Ein illustratives Beispiel eines derartigen Bildsegmentierungs-Blocks ist in EP-A-521-662 (entspricht USSN 07/722,568 mit dem Titel "Improved Automatic Image Segmentation") zu finden.
• Außerdem kann der durch die vorliegende Erfindung festgestellte Hintergrundpegel weiter modifiziert werden, um zwei relative Hintergrundpegel zu berechnen, die zum Klassifizieren von Bereichen des Bildes verwendet werden, wie in EP-A- 521,662 beschrieben. Dabei werden die zusätzlichen Hintergrundpegel berechnet, indem der bestimmte Hintergrundpegel mit Bruchwerten multipliziert wird, um die zusätzlichen gebrochenen Hintergrundpegel zu bilden. Nach der Bestimmung verwendet der Bildsegmentierungsblock diese zusätzlichen Pegel als Schwellwerte, um Bildsignale zu identifizieren, die "weiße" Pixel bzw. Hintergrundpixel wiedergeben, oder Bildsignale zu identifizieren, die graue Pixel im Originaldokument wiedergeben. Die zwei gebrochenen Hintergrundpegel werden als White 1 und White 2 bezeichnet und sind in Fig. 5A als Ausgaben gezeigt. Außerdem können die zum Berechnen von White 1 und White 2 verwendeten Brüche mit typischen Werten von 90% für White 1 und von 82% für White 2 programmiert werden. Diese Werte werden verwendet, um Bildpixel mit dem Hintergrundpegel nahekommenden Werten zu prüfen und zu bestätigen. Zum Beispiel kann der Bildsegmentierungs-Block 32 eine vorläufige Klassifikation eines Bildbereichs vornehmen und dann die Klassifikation bestätigen, indem Pixel innerhalb des Bereichs als "weiße" Pixle bzw. als Hintergrundpixel identifiziert werden, wenn sie Pegel aufweisen, die größer als White 1 sind, oder als graue Pixel bzw. Halbtonpixel identifiziert werden, wenn sie Pegel aufweisen, die kleiner als White 2 sind. Die zusätzlichen Bruch-Hintergrundpegel ermöglichen also die Verwendung eines robusteren Klassfikationsverfahrens, das nicht nur auf dem Hintergrundpegel basiert, um die den Hintergrund wiedergebenden Pixel zu bestimmen.
• Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Position des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Abtastfensters darstellt. Das rechteckige Fenster 42 definiert einen Bereich im Bild 44, in dem die Pixelsignale analysiert werden müssen, um den Hintergrundpegel des Bildes zu bestimmen. Die Grenzen werden innerhalb des Bildes durch die Startposition des Fensters sowie durch die Länge und die Breite des Fensters definiert. Das Fenster 42 kann zum Beispiel eine Startposition an der in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 46 angegebenen Position (512, 128) aufweisen. Die Startposition weist einen Langsamscan-Versatz von 128 Scanzeilen mit einer Distanz von 50 und einen Schnellscan-Versatz von 512 Pixeln mit einer Distanz von 52 auf Die Position der diagonal gegenüberliegenden Ecke des Fensters 42 wird durch die Langsam-Scanbreite und die Schnellscan-Länge des Fensters, d. h. jeweils durch die Distanzen 56 und 58 definiert, die jeweils auf die Startposition 46 bezogen sind. Während des normalen Betriebs wird die Position des Hintergrundbestimmungsfensters 42 definiert, indem ein Satz von vier Registern innerhalb des Hintergrundfeststellungs-Blocks 26 programmiert wird. Dann wird während der Verarbeitung des Eingabebildes ein Satz von vier Zählern verwendet, um zu bestimmen, ob die einzelnen Bildsignale innerhalb der Grenzen des Hintergrundbestimmungsfensters liegen.
• Während die Größe und die Position des Hintergrundbestimmungsfensters beliebig programmiert werden können, ist in der vorliegenden Erfindung der Bereich der möglichen Werte sowie die Auflösung der Zähler eingeschränkt, um die Kosten und die Anzahl der für die Implementierung der Fenstersteuerung oder der Abtastoperation erforderlichen Komponenten zu minimieren. Es muß auch ein Kompromiß zwischen der Größe des Abtastfensters und der Genauigkeit des Hintergrundbestimmungswertes gemacht werden. Mit anderen Worten können die aus Dokumenten mit einem farbigen Hintergrund erzeugten Bildsignale, die unter Verwendung eines großen Hintergrundbestimmungsfensters verarbeitet werden, eine unerwünschte Ausgabe oder Fehlklassifikation der Bildbereiche aufweisen, was auf Verzögerungen beim Bestimmen eines genauen Hintergrundpegels zurückzuführen ist, die durch ein großes Fenster verursacht werden. Außerdem kann ein größeres Fenster eine Überlappung des Hintergrund-Abtastbereichs mit einem nicht-Hintergrundbereich des Bildes zur Folge haben, wodurch möglicherweise ein weniger genauer Hintergrundpegel resultiert.
• Im folgenden wird auf Fig. 3A und 3B Bezug genommen, die die digitale Logik darstellen, die verwendet wird, um die Präsenz innerhalb des Hintergrundbestimmungsfensters zu entscheiden, wobei das Fenster-Signal 70 hoch ist, wenn das durch den Hintergrundbestimmungs-Block hindurchgehende Bildsignal innerhalb der Grenzen des Fensters liegt. Wie dargestellt, ist das Signal 70 das Produkt einer NOR-Operation in Block 72, die fünf separate Signale kombiniert. Das erste Signal Start-Window' wird durch den Zähler 74 erzeugt und wird ausgegeben, wenn der Zähler 74 einen vorbestimmten Langsamscan-Startpositionswert StartWindVal erreicht. In der Implementierung wird der Zähler 74 durch einen Pixeltakt mod 16 inkrementiert, der einen einzelnen Impuls für jeweils sechzehn durch das Bildverarbeitungsmodul 20 verarbeitete Bildsignale erzeugt. Da der Zähler durch einen Takt getaktet ist, der im wesentlichen einem Sechzehntel der Auflösung des Pixeltakts PixClk entspricht, ist also auch die Auflösung des Zählers reduziert, was eine Anpassung des Wertes von StartWindVal durch das Dividieren durch sechzehn erforderlich macht. Die Fenterstartposition 46 von Fig. 2 wird zum Beispiel als 512 Pixel vom Start der Scanzeile entfernt beschrieben. Wenn dies der Fall ist, entspricht StartWindVal einem Sechzehntel dieser Distanz, d. h. zweiunddreißig. Wenn der Zähler den Wert StartWindVal erreicht, gibt der Zähler 74 ein aktiv-niedrig-Signal am Austragsausgang für die Leitung StartWindow' aus und deaktiviert das weitere Zählen, bis er das Ende einer Scanzeile aus Bildsignalen erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zähler rückgesetzt und neu geladen, um das Zählen erneut zu beginnen und den Versatz der Startposition für das Fenster zu bestimmen.
• In ähnlicher Weise wie für den Zähler 74 beschrieben, wird der Zähler 78 verwendet, um das Ende des Hintergrundbestimmungsfensters in der Schnellscanrichtung zu verfolgen. Der Zähler 78 gibt ein aktiv-niedriges Austragssignal End- Window' aus, wenn er den Wert EndWindVal erreicht. Der tatsächliche Wert von EndWindVal entspricht aus oben mit Bezug auf den Zähler 74 beschrieben Gründen einem Sechzehntel des Wertes der Fensterlänge, die durch die Distanz 58 von Fig. 2 angegeben wird. Der Zähler 78 wird deaktiviert, d. h. nicht inkrementiert, bis der Austrag des Zählers 74 aktiv ist. Mit anderen Worten beginnt der Zähler 78 mit dem Zählen, wenn der Zähler 74 mit dem Zählen aufgehört hat, um die Länge des Fensters mit Bezug auf die Schnellscan-Startposition zu bestimmen. Die Ausgabe EndWindow' des Zählers 78 wird invertiert als Eingabe in den NOR-Block 72 und das ODER-Gatter 80 verwendet.
• Während die Zähler 74 und 78 zusammenarbeiten, um die Schnellscan- Grenzen des Hintergrundbestimmungsfensters zu definieren, steuern die Zähler 80 und 82 in ähnlicher Weise die Erzeugung von Signalen, die zum Bestimmen der Grenzen des Fensters entlang der Langsamscanrichtung verwendet werden. Der Zähler 80 wird vor dem Beginn der Verarbeitung mit einem Wert WinOffVal vorprogrammiert, der die Langsamscan-Versatzdistanz 50 von Fig. 2 wiedergibt. Nach dem Einleiten der Verarbeitung der Bildsignale wird der Zähler 80 jedesmal inkrementiert, wenn eine Scanzeile der Bildsignale verarbeitet wurde. Wenn die vorprogrammierte Anzahl von Scanzeilen verarbeitet wurde, geht der Ausgabewert Win- Offset zu einem aktiv-hoch Zustand über, um anzugeben, daß der Beginn des Fensters in der Langsamscanrichtung erreicht wurde. Wie bei den Zählern für die Schnellscanrichtung wird die Ausgabe des Zählers 80 verwendet, um den folgenden Betrieb des Langsamscan-Breitenzählers 82 zu aktivieren.
• Der Zähler 82 verfolgt das Ende des Hintergrundbestimmungsfensters in der Langsamscanrichtung und wird einmal pro Scanzeile inkrementiert, bis ein Wert gleich der Langsamscan-Länge des Fensters SSWinVal erreicht wurde. Zu diesem Zeitpunkt gibt der Zähler 82 ein aktiv-hohes Signal auf der Austragsleitung CO aus. Das Signal auf der CO-Leitung wird dann zusammen mit einem Signal Line-Sync', einem aktiv-hohen Signal, das angibt, wann ein Raster aus Bildsignalen verarbeitet wird, zu einem UND-Gatter 84 gegeben. Die Ausgabe des UND-Gatters 84 wird zu einem Flipflop 86 gegeben, um die Ausgabe SSWindow zu erzeugen, die ein gepulstes und gültiges Signal ist, das durch die Fensterbildungs-Hardware von Fig. 3A und die Durchschnittsbildungs-Hardware von Fig. 4 verwendet wird, um zu signalisieren, wann der Hintergrundpegel bestimmt wurde. Eine aktiv-niedrige Ausgabe SSWind' aus dem Flipflop 86 wird als zweite Eingabe in das ODER-Gatter 80 verwendet, dessen Ausgabe die Aktivierungsleitung des Flipflops 90 steuert, um zu veranlassen, daß die Ausgabe BkgLtchEn des Flipflops 90 bei Beginn der ersten Scanzeile nach dem Ende des Hintergrundbestimmungsfensters zu einem aktiven Pegel übergeht.
• Wie die in Fig. 3B wiedergegeben Signale zeigen, werden die Abtastbereiche 51, 52, 53 durch das Signal Window identifiziert, das aus dem NOR-Gatter 72 ausgegeben wird. Weiterhin gibt das Zeitdiagramm deutlich den allgemein durch das Bezugspfeil 102 angegebenen Langsamscan-Versatz sowie die durch die Bezugspfeile 104a, 104b und 104c angegebenen Schnellscan-Versätze für jede Scanzeile an. Das Zeitdiagramm gibt also deutlich die Signale an, die innerhalb der Abstast- oder Fenstersteuerlogik beobachtet werden können, wenn die Hintergrundbestimmungs-Hardware über einem Abtastfenster operiert, das eine Scanzeile zum Beginn des Bildes versetzt und drei Scanzeilen lang ist. Es ist aufgrund der Größenbeschränkungen unmöglich, die Signale mit einer Pixelauflösung zu zeigen; es sollte jedoch deutlich sein, daß das Abtastfenster zum Beginn jeder Scanzeile um jeweils einen Versatz 104a, 104b und 104c versetzt ist und jeweils einen Teil der restlichen Scanzeile S1, S2 und S3 abtastet.
• Im folgenden wird auf Fig. 4 Bezug genommen, die die Logikblöcke zeigt, die zum Verifizieren der Bildsignale und zum Berechnen des Laufdurchschnitts der Signale verwendet werden, wobei die Leitung 114 die Signale zu einer Schaltung gibt, wo die Signale temporär in einem Zwischenspeicher 116 gespeichert werden. Wenn der Zwischenspeicher 116 durch das Signal Window aktiviert wird, werden keine Daten zwischengespeichert, außer wenn das Signal Window von Fig. 3A und 3B aktiv ist, wodurch veranlaßt wird, daß die Hardware nur auf Bildsignalen operiert, die innerhalb der Fenstergrenzen liegen. Wenn das Bildsignal innerhalb des Hintergrundbestimmungsfensters liegt, wird der zwischengespeicherte Wert WinVid beim Vergleicher 118 mit einem Schwellwert BkgExclude verglichen. Wenn der Wert von WinVid unter dem Wert von BkgExclude liegt, dann wird das Signal als indikativ für einen markierten Bereich des Bildes bestimmt, oder mit anderen Worten als ein nicht-Hintergrundsignal, das aus dem Laufdurchschnitt des Hintergrundbereichs auszuschließen ist. Die Ausgabe aus dem Vergleicher 118 bestimmt, ob das Bildsignal für die folgende Berechnung verwendet werden soll, indem die Auswahlleitung des Multiplexers 120 gesteuert wird. Der Multiplexer 120 wählt das eingehende Bildsignal Video oder den akkumulierten Laufdurchschnitt AccAvg aus und gibt den Wert VideoIn auf der Leitung 122 aus.
• Dann verarbeitet die arithmetische Verarbeitungsschaltung 126 das Signal auf der Leitung 122 in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (a):
• AccAvg = X(AccAvg) + (1-X)VideoIn, (a)
• wobei
• AccAvg der Laufdurchschnitt für den Hintergrundpegel ist
• VideoIn der Wert des eingehenden Bildsignals ist, und
• X eine Konstante ist, die die relative Gewichtung zwischen dem Laufdurchschnitt und dem eingehenden Bildsignal angibt.
• In der vorliegenden Implementierung wird X mit sieben Achteln (7/8) angenommen, was nicht nur eine Minimierung des Beitrags jedes Bildsignals zum Laufdurchschnitt zur Folge hat, sondern auch die Hardware-Implementierung weniger komplex und weniger kostspielig macht. Dabei ist zu beachten, daß alternative Gewichtungen für den Laufdurchschnitt und die eingehenden Videosignale in Betracht gezogen und in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Aus dem Einsetzen von sieben Achteln für den Wert X in der Gleichung (a) und dem Vereinfachen der Gleichungsergebnisse resultiert die Gleichung (b):
• AccAvg = AccAvg + 1/8(VideoIn - AccAvg) (b)
• Wie in der arithmetischen Schaltung 126 unter Verwendung einer Zweierkomplementarithmetik mit Vorzeichen implementiert, subtrahiert der Subtrahierer/Addierer 128 den Wert AccAvg von dem Wert VideoIn und teilt dann das Ergebnis durch acht, wobei die drei niedrigstwertigen Bit des Ergebnis fallen gelassen werden. Um wiederum die Hardware-Implementierung zu vereinfachen, ist der Subtrahierer- /Addierer 128 tatsächlich ein Addierer, der auf den Zweierkomplimentwerten mit Vorzeichen operiert, wobei der Laufdurchschnitt AccAvg eine 8-Bit-Zahl mit einem gesetzten Vorzeichen-Bit (neuntes Bit) ist und wobei VideoIn eine 8-Bit-Zahl mit einem genullten Vorzeichen-Bit ist. Als nächstes wird das 6-Bit-Ergebnis Sub aus dem Subtrahierer/Dividierer 128 zu dem Summierungs-Block 130 gegeben, wo es zu dem AccAvg-Operanden addiert wird. Das resultierende Summierungssignal Sum wird aus dem Summierungs-Block 130 ausgegeben und in dem Zwischenspeicher 132 gespeichert, so daß es für die folgende Verwendung bei der zuvor beschriebenen Berechnung des Laufdurchschnitts verfügbar ist. Wie gezeigt, wird der Zwischenspeicher 132 durch das Signal Window aktiviert, so daß er kontinuierlich den resultierenden Laufdurchschnitt Sum zwischenspeichert, wenn die Bildsignale innerhalb des Abtastfensters liegen. Die Logikkomponenten der Verifizierungsschaltung 112 und der arithmetischen Schaltung 126 werden allgemein nur dann betrieben, wenn das Signal Window aktiv ist, so daß die verarbeiteten Bildsignale auf diejenigen innerhalb der Grenzen des Hintergrundbestimmungsfensters 42 von Fig. 2 beschränkt werden. Wenn das Abtasten und Berechnen des Hintergrundpegels abgeschlossen ist, wird der Wert AccAvg zu dem Zwischenspeicher 134 gegeben, wo er gespeichert wird.
• Nach dem Bestimmen des Endlaufdurchschnitts und dem Speichern desselben im Zwischenspeicher 134 wird der Wert von AccAvg im Vergleicher 138 mit einem niedrigeren Schwellwert verglichen. Dieser Test wird implementiert, um sicherzustellen, daß der berechnete Wert innerhalb eines vernünftigen Wertbereichs liegt, und um negative Auswirkungen zu verhindern, die durch einen sehr niedrigen Hintergrundpegel verursacht werden können. Deshalb wird die Ausgabe des Vergleichers 138 verwendet, um im Multiplexer 140 zwischen dem tatsächlichen Laufdurchschnitt AccAvg oder einem vorgegebenen Hintergrundpegel DefBkg zu wählen. Die Ausgabe aus dem Multiplexer 140 ist der Hintergrundpegel, der zu der restlichen digitalen Logikschaltung geleitet wird, um die verschiedenen Hintergrundprozentsätze zu bestimmen, wie in Fig. 5A und 5B dargestellt.
• Im folgenden wird auf Fig. 5A und 5B Bezug genommen, die die digitalen Logikoperationen darstellen, die verwendet werden, um zwei zusätzliche Hintergrundpegel, White1 und White2 zu bestimmen, wobei die Signalausgabe BkGndVal aus dem Multiplexer 140 von Fig. 4 darauffolgend verwendet wird, um die zusätzlichen Hintergrundpegel zu bestimmen, die auf den Leitungen 168 und 170 ausge geben werden. Um die zwei verschiedenen Hintergrundpegel zu erzeugen, wird der Wert BkGndVal mit zwei bestimmten Brüchen fBgk1 und fBgk2 multipliziert. Beide Werte sind in programmierbaren Registern (nicht gezeigt) gespeichert und werden über den Multiplexer 150 für die Logikschaltung verfügbar gemacht. Der zum Erzeugen der Bruchwiedergabe des Hintergrundwertes White1 oder White2 zu verwendende Wert wird durch die Leitung MuxSel bestimmt, die zuerst die Verarbeitung von fBgk1 und dann von fBgk2 veranlaßt, wie in Fig. 5B durch den Übergang von MuxSel von einem hohen zu einem niedrigen Signalpegel dargestellt. Nach der Auswahl wird der 5-Bit-Bruchwert BgkPct aus dem Multiplexer 150 zu dem Verschieberegister 152 ausgegeben, wo die parallelen Daten zu einzelnen Bits fract0 - fract4 serialisiert und dann sequentiell zu dem seriellen Multiplizierer-Block 154 ausgegeben werden.
• Der serielle Multiplizierer-Block 154, dessen Operation durch das Zeitdiagramm von Fig. 5B dargestellt wird, empfängt zuerst im UND-Block 156 das Hintergrundpegelsignal BkGndVal, wo es mit einem der aus dem Verschieberegister 152 ausgegeben sequentiellen Bits des Bruchwerts UND-verknüpft wird. Das Ergebnis der UND-Operation wird dann zu dem Summierungsblock 158 gegeben, wo es zu einem vorhergehenden Ergebnis addiert wird, das im Zwischenspeicher 162 gespeichert ist. Das folgende Beispiel stellt die Schritte der seriellen Multiplikationsoperation dar, die durch den seriellen Multiplizierer 154 durchgeführt wird. Wenn man annimmt, daß
• BkGndVal = 240, oder (1111000b), und
• BkgPct = 15/32, oder (01111b), dann
• wird die binäre Multiplikation durch die folgenden fünf Schritte durchgeführt.
• (1) 11110000
• (2) 11110000
• (3) 11110000
• (4) 11110000
• (5) 11110000
• Der Zwischenspeicher 162 verschiebt also bei jedem Schritt des Prozesses die gespeicherte Ergebnisausgabe des Summierungsblocks 158 wegen des Binärbruchs um eine Bitposition nach rechts.
• Die Leitungen MuxSel und Shift werden durch den digitalen Logikblock 176 gesteuert, der allgemein als ein Decoder implementiert ist und in Antwort auf die Ausgabe aus dem Taktzyklus-Zähler 174 die Sequentialisierung der Logikkomponenten steuert, die zum Erzeugen der Ausgabewerte White1 und White2 verwendet werden. Außerdem sieht der Logikblock 176 die Signale White1En und White2En zum Aktivieren des Zwischenspeichers vor, die jeweils an die Zwischenspeicher 164 und 166 ausgegeben werden, um diesen Zwischenspeichern zu signalisieren, daß der Zwischenspeicher 162 einen gültigen Bruch-Hintergrundswert enthält. Wie durch das vorstehende Beispiel und das Zeitdiagramm von Fig. 5B verdeutlicht, werden die fünf Zyklen des seriellen Multiplizierers wie durch die Signale Multiplier und Accum/Sum angegeben durchgeführt, bevor die Signale zum Aktivieren des Zwischenspeichers ausgegeben werden. Die vorliegende Ausführungsform ist auf einen 5-Bit-Bruch beschränkt. Es können größere Brüche verwendet werden, was jedoch zusätzliche Schritte in dem seriellen Multiplikationsprozeß erforderlich macht. Dann können die Bruch-Hintergrundpegel White1 und White 2 durch den Bildsegmentierungsblock 32 von Fig. 1 wie zuvor beschrieben für die Klassifikation der einzelnen Bildpixel verwendet werden.
• Nach der Beschreibung der digitalen Logikelemente, die für die Implementierung einer Ausführungsform der Hintergrundbestimmungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden jetzt die Operationsschritte der Vorrichtung mit Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 6 beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Hintergrundbestimmungsvorrichtung verwendet, um die Größe der Signale in den Hintergrundbereichen eines Bildes festzustellen und auszugeben, während das Bild durch ein Scangerät erzeugt wird. Um eine Angabe des Hintergrundpegels oder ein Hintergrundsignal vorzusehen, muß die Hintergrundbestimmungsvorrichtung einen "Ersatzpegel" bzw. einen Defaultpegel verwenden, bis ein ausreichender Bildkontext analysiert wurde, um den tatsächlichen Hintergrundpegel zu bestimmen. Dementsprechend erlaubt die vorliegende Erfindung eine maximale Flexibilität bei der Bestimmung des Defaultwerts, indem ein Register vorgesehen ist, das mit einem gewünschten Wert programmiert werden kann. Entsprechend müssen die Abtastfenster-Daten (StartWinVal, WinOffVal, EndWinVal, SSWin- Val), die Hintergrundbrüche (fBkg1, fBkg2) und die Schwellwerte (BkgExclude, BkgLow) programmiert werden, indem Werte unter Verwendung eines geeigneten Mikroprozessors oder Mikrocontrollers in Speicherregister geschrieben werden. Wenn der Defauls-Hintergrundpegel, die Schwellwerte, die Hintergrundbrüche und die Fensterkoordinaten programmiert sind, ist die Vorrichtung bereit, um mit dem Empfangen der Bildsignale für die Bestimmung des Hintergrundbildpegels zu beginnen.
• Wie zuvor genannt, gibt die Hintergrundbestimmungsvorrichtung zu Beginn den Default-Hintergrundpegel DefBkg aus, bis die Bildsignale innerhalb des Abtastfensters verarbeitet wurden. Die in der Zwischenzeit vor der Bestimmung des tat sächlichen Hintergrundpegels vorgenommene Verarbeitungsoperation ist in Fig. 6 dargestellt. Der sich wiederholende Prozeß beginnt in Schritt 200, in dem das Bildsignal zu der Hintergrundbestimmungsvorrichtung gegeben wird, wie durch das Bildsignal in Fig. 1 angegeben. Wenn das Pixel oder Bildsignal empfangen ist, wird in Schritt 202 bestimmt, ob das Abtastsignal aus dem durch das Abtastfenster definierten Bereich stammt. Dabei verwendet der Schritt das Signal Window von Fig. 4, um die Bestimmung vorzunehmen. Wenn der Abtastwert nicht innerhalb des Fensters liegt, fährt das Verfahren mit Schritt 200 fort, wobei das System auf den nächsten Abtastwert wartet. Wenn der Abtastwert jedoch innerhalb des Fensters liegt, wird er zuerst in Schritt 204 mit einem schwarzen Schwellwert BkgExclude verglichen, um zu bestimmen, ob er in den Laufdurchschnitt aufgenommen werden soll. Wenn der Abtastwert größer als BkgExclude ist, wird entschieden, daß er einen möglichen Hintergrundwert wiedergibt, wobei der Abtastwert dann bei der Berechnung des neuen Laufdurchschnitts in Schritt 206 verwendet wird. Wenn der Abtastwert jedoch kleiner als BkgExclude ist, wird er nicht verwendet, wobei der abgetastete Signalwert in Schritt 208 durch den vorhergehenden Laufdurchschnitt ersetzt wird. In alternativen Ausführungsformen ist es auch möglich, das Abtastsignal einfach auszuschließen, wenn es unter dem Pegel von BgkExclude liegt, oder es durch andere alternative Werte zu ersetzen, eventuell durch programmierbare Konstanten wie BkgExclude.
• Wie zuvor mit Bezug auf Fig. 4 gezeigt, wird der Laufdurchschnitt unter Verwendung der arithmetischen Verarbeitungsschaltung 126 von Fig. 4 berechnet. Wenn das Ende des Abtastfensters in Schritt 210 festgestellt ist, wird die Verarbeitung wie durch den Signalimpuls SSWindow angegeben in Schritt 212 fortgesetzt. Andernfalls wird der Laufdurchschnitt für das nächste innerhalb des Abtastfensters gefundene Abtastpixel berechnet, indem mit Schritt 200 fortgefahren wird. In Schritt 212 wird der Laufdurchschnitt des Hintergrundpegels AccAvg mit dem minimalen Hintergrundpegel BkgLow verglichen, um zu bestimmen, ob der durch die Hardware bestimmte Hintergrundpegel gültig ist. Wenn der Laufdurchschnitt größer ist als der minimale Hintergrundpegel, dann wird der tatsächliche Hintergrundpegel AccAvg verwendet, um in Schritt 214 die Bruch-Hintergrundpegel zu berechnen. Andernfalls wird der Default-Hintergrundpegel in Schritt 216 zu dem seriellen Multiplizierer 154 von Fig. 5A zum Berechnen der Bruch-Hintergrundpegel gegeben. Wenn das Paar von Bruch-Hintergrundwerten in Schritt 214 bestimmt ist, unterbricht die Hintergrundbestimmungsvorrichtung die Bildsegmentierungseinrichtung 32 in Schritt 218, um anzugeben, daß gültige Bruch-Hintergrundwerte erzeugt worden sind. Dann werden die Bruch-Hintergrundwerte in den Zwischenspeichern 164 und 166 (Fig. 5) zu der Bildsegmentierungseinrichtung gegeben. Weiterhin wird der für das Abtastfenster bestimmte Hintergrundpegel auch für den Abruf durch das System zur Verfügung gestellt. Wenn schließlich der Hintergrundpegel bestimmt worden ist, verbleibt die Vorrichtung in einem untätigen Zustand, bis sie durch ein Signal zurückgesetzt wird, das angibt, daß das Ende des Bildes erreicht wurde.
• Die vorliegende Erfindung implementiert also einen Prozeß zum Bestimmen oder Feststellen des Hintergrunds unter Verwendung von digitalen Logikkomponenten. Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Bestimmen des Hintergrundpegels eines Bildes während der Bildeingabe, um die unmittelbare Verwendung von einem oder mehreren Hintergrundpegeln für die Analyse und die Verarbeitung der Bildsignale zu ermöglichen. Außerdem umfaßt die vorliegende Erfindung programmierbare Merkmale und eine Validierungslogik, die die Vorrichtung flexibel macht, wobei jedoch gleichzeitig ein sehr verläßliches Ergebnis bezüglich des Hintergrundpegels erzeugt wird.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Bestimmen des Hintergrundpegels eines Bildes, das durch eine Vielzahl von Bildsignalen wiedergegeben wird, wobei die Bildsignale (Video) sowohl Inhaltsbereiche des Bildes wie Hintergrundbereiche des Bildes wiedergeben, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Abtastfenstereinrichtung (72-90) zum Erzeugen eines Fenstersignals (70), um ein Hintergrundbestimmungsfenster als einen ausgewählten Bereich der Bildsignale innerhalb des Hintergrundbestimmungsfensters während einer Scanoperation mit einem einzigen Durchlauf zu identifizieren,

eine Bildsignalqualifizierungseinrichtung (112), die auf dem ausgewählten Bereich operiert, um diejenigen Abtastbildsignale zu bestimmen, die nicht den Hintergrundpegel wiedergeben, wobei die Bildsignalqualifikationseinrichtung nur die den Hintergrund nicht wiedergebenden Bildsignale beseitigt,

eine Einrichtung (126), die mit der Bildsignalqualizierungseinrichtung verbunden ist, um einen Laufdurchschnitt-Hintergrundpegel (AccAvg) in Abhängigkeit von dem Pegel der nicht beseitigten Abtastbildsignale (VideoIn) zu bestimmen,

eine Einrichtung (234, 238, 140) zum Wechseln zwischen einem Default- Hintergrundwert (DefBkg) und dem Laufdurchschnitt-Hintergrundpegel (AccAvg) als Ausgabepegel (BkGndVal) während der Verarbeitung des ausgewählten Bereichs der Bildsignale innerhalb des Hintergrundbestimmungsfensters.

2. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Einrichtung (150-176) zum Berechnen von wenigstens einem zusätzlichen Hintergrundpegel (White1, White2) für die Verwendung durch die Verarbeitungsvorrichtung umfaßt, wobei der zusätzliche Hintergrundpegel ein Bruchteil des Hintergrundpegels (BkGnd- Val) ist.

3. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Berechnungseinrichtung (150-176) umfaßt:

eine erste Speichereinrichtung zum Speichern von wenigstens einem digitalen Bruch (fBgk1, fBgk2), und

einen mit der ersten Speichereinrichtung verbundenen seriellen Multiplizierer (154), um sequentiell den gespeicherten digitalen Bruch mit dem Hintergrundpegel zu multiplizieren, um den zusätzlichen Hintergrundpegel zu erzeugen.

4. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Berechnungseinrichtung weiterhin umfaßt:

eine zweite Speichereinrichtung (164, 166) zum Speichern von wenigstens einem durch den seriellen Multiplizierer erzeugten zusätzlichen Hintergrundpegel (White1, White2), und

eine Logiksteuereinrichtung (176) zum Steuern der Auswahl der ersten Speichereinrichtung und der zweiten Speichereinrichtung (164, 166) in Verbindung mit der Sequentialisierung des seriellen Multiplizierers (154), um die Berechnung von wenigstens zwei zusätzlichen Hintergrundpegeln zu ermöglichen.

5. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, die eine Einrichtung (32) umfaßt, die auf den zusätzlichen Hintergrundpegel (White1, White2) reagiert, um wenigstens zwei unterschiedliche Bereiche von Signalpegeln zu begrenzen, die für die Klassifikation der Bildsignale (Video), die innerhalb der Bereiche liegen, verwendet werden.

6. Bildverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fenstereinrichtung umfaßt:

eine Einrichtung (74, 78) zum Identifizieren eines ausgewählten Bereichs (42) im Bild, und

eine Steuereinrichtung (70, 72, 78-90), die auf die Abtastbereich-Identifizierungseinrichtung reagiert, um anzugeben, ob ein durch die Hintergrundbestimmungsvorrichtung empfangenes Bildsignal innerhalb des Abtastbereichs liegt.

7. Verfahren zum Bestimmen des Hintergrundbereichs in einem durch eine Vielzahl von Bildsignalen (Video) wiedergegebenen Bild während der Verarbeitung der Bildsignale in einer Scanoperation mit einem einzigen Durchlauf, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Empfangen (200) der Bildsignale als einen Strom aus sequentiellen Signalen, die in einer Scanoperation mit einem einzigen Durchlauf erzeugt werden,

Abtasten (202) eines ausgewählten Teils der empfangenen Bildsignale, um Signale innerhalb eines Hintergrundbestimmungsfensters zu identifizieren,

Beseitigen (204-208) von nur den abgetasteten Bildsignalen im Hintergrundbestimmungsfenster, die den Pegel des Hintergrundbereichs nicht wiedergeben, und

Ausgeben eines Default-Hintergrundpegels (DefBkg) während des Berechnens (212-216) eines Laufdurchschnitt-Hintergrundpegels (AccAvg) in Abhängigkeit von den nicht beseitigten abgetasteten Videosignalen innerhalb des Hintergrundbestimmungsfensters, um kontinuierlich einen Hintergrundpegel während der Scanoperation mit einem einzigen Durchlauf auszugeben.

8. Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin einen Schritt (150-176) zum Berechnen von wenigstens einer zusätzlichen Hintergrundgröße (White1, White2) umfaßt, wobei die zusätzliche Hintergrundgröße eine Funktion ist, zum Beispiel ein Bruchteil der Hintergrundgröße (BkGndVal).

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, das folgende Schritte umfaßt:

Speichern der Koordinaten eines Fensterbereichs, und

Erzeugen eines Fenstersignals in Antwort auf die gespeicherten Fensterkoordinaten, wobei das Fenstersignal mit dem Bildsignal assoziiert und der Pegel des Fenstersignals angibt, ob das Bildsignal innerhalb des Fensterbereichs liegt.