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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht Priorität von der
japanischen Patentanmeldung Nr.
2006-229841 ,
eingereicht am 25. August 2006, auf deren Offenbarung hierin in
ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der
Textur von Eingangsbildern, z.B. von latenten Fingerabdruckbildern
und Handflächenabdruckbildern,
mit ungleichmäßiger Dichte
und Hintergrundrauschen.
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Im
Allgemeinen weisen Fingerabdrücke,
die aus mehreren Gratlinien in streifenförmigen Mustern bestehen, zwei
wesentliche Merkmale auf: ein Merkmal ist, dass sie unveränderlich
sind, und das andere Merkmal ist, dass sie einzigartig sind, so
dass sie als Gegenstand kriminaltechnischer Untersuchungen tauglich sind.
Insbesondere ist ein Fingerabdruckvergleich von an Tatorten zurückgelassenen
latenten Fingerabdrücken
ein effektives Verfahren für
Ermittlungen. In den letzten Jahren ist ein Fingerabdruckvergleichssystem
unter Verwendung von Computern eingeführt worden, und ein Vergleich
latenter Fingerabdrücke
wird in verschiedenen Polizeidienststellen ausgeführt.
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Ein
latentes Fingerabdruckbild ist jedoch häufig unklar oder undeutlich,
weil es eine schlechte Qualität hat
und Rauschen enthält,
so dass eine durch einen Ermittler ausgeführte Untersuchung nicht einfach
ist. Außerdem
stellt dies eine wesentliches Hindernis für eine Automatisierung dar. 5 zeigt
ein Beispiel eines digitalen Bildes eines auf einem Scheck zurückgelassenen
latenten Fingerabdrucks. Wie in diesem Beispiel dargestellt ist,
unterscheiden sich die Hintergrunddichten in einem Bereich, der
Hintergrundrauschen enthält,
wie beispielsweise Zeichen und Muster des Schecks, und in einem
Bereich ohne derartiges Hintergrundrauschen we sentlich. Daher unterscheiden
sich die Dynamikbereiche von Fingerabdruck-Gratlinien wesentlich.
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6 zeigt
ein Profil eines Bildes auf einer Linie L, das einen vergrößerten Teil
in der Nähe
der Hintergrundrauschbereichsgrenze des in 5 dargestellten
Bildes zeigt. Gemäß 6 wird
deutlich, dass der Dynamikbereich einer Fingerabdruck-Gratlinie
auf dem durch einen Buchstaben oder ein Zeichen verursachten Hintergrundrauschen
im Vergleich zum Dynamikbereich einer Fingerabdruck-Gratlinie in
einem rauschfreien Bereich wesentlich kleiner ist.
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Bei
diesem Beispiel des latenten Fingerabdrucks ist es, auch wenn ein
herkömmliches
Bildverbesserungsverfahren auf ein Bild angewendet wird, in dem
sich der Dynamikbereich der Zieltextur (Fingerabdruck-Gratlinie)
in aufeinanderfolgenden Bereichen drastisch ändert, schwierig, nur die Zieltextur
(Fingerabdruck-Gratlinie) zu verbessern, weil die Rauschbereichsgrenze
verstärkt
wird.
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Auch
wenn eine adaptive Kontrastspreizung oder ein adaptiver Histogrammausgleich,
das ein typisches herkömmliches
Bildverbesserungsverfahren darstellt, auf das in 7A dargestellte
Eingangsbild angewendet werden, wird ein nachteiliger Effekt dahingehend
erhalten, dass die Hintergrundrauschbereichsgrenze zu stark verstärkt wird,
wie in 7B dargestellt ist, oder der
Hintergrundrauschbereich nicht vollständig eliminiert werden kann,
wie in 7C dargestellt ist.
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Es
sind verschiedene Verfahren zum Lösen dieses Problems vorgeschlagen
worden. Beispielsweise wird im
japanischen
Patent Nr. 3465226 (Patentdokument 1) ein Bilddichteumwandlungsverfahren
beschrieben, in dem ein Eingangsbild basierend auf einer Texturanalyse
in Bereiche geteilt und für
jeden Bereich ein Glättungspegel
eines Dichtehistogramms gemäß der Größe des Dynamikbereichs
bestimmt wird, um zu verhindern, dass nützliche Information verloren
geht.
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Außerdem wird
im
US-Patent Nr. 5426684 mit
dem Titel
"Technique
for finding the histogram region of interest for improved tone scale
reproduction of digital radiographic images" von Gaborski et al. (Patentdokument
2) ein Bereichteilungsverfahren unter Verwendung eines neuralen
Netzwerks zum Bestimmen geeigneter Referenzbereiche beschrieben.
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Im
Patendokument 1 wird jedoch ein bestimmter geeigneter Referenzbereich
um ein Zielpixel herum bereitgestellt, und eine Dichteumwandlung
wird basierend auf dem Dichtehistogramm der in diesem Bereich enthaltenen
Pixel ausgeführt.
Daher wird das Problem, dass der Hintergrundrauschbereich zu stark
verstärkt wird,
wie in 7B dargestellt ist, oder der
Hintergrundrauschbereich nicht vollständig eliminiert werden kann, wie
in 7C dargestellt ist, nicht gelöst.
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Außerdem wird
im Bereichteilungsverfahren unter Verwendung eines neuralen Netzwerks
das gleiche Problem wie in Patentdokument 1 erzeugt, d.h., dass
der Hintergrundrauschbereich nicht vollständig eliminiert werden kann.
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Außerdem wird
im im Patentdokument 1 beschriebenen Dichteumwandlungsverfahren
ein Bereichteilungsverfahren verwendet, das auf einer Texturanalyse
eines Eingangsbildes basiert. Daher ist das Verfahren wesentlich
von der Analysegenauigkeit abhängig,
wodurch ein Problem dahingehend erzeugt wird, dass das Bildverbesserungsergebnis
beeinträchtigt
wird, wenn eine Bereichteilung nicht erwartungsgemäß verarbeitet wird.
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Das
durch herkömmliche
Techniken verursachte Problem besteht darin, dass, auch wenn ein
herkömmliches
Bildverbesserungsverfahren auf ein Bild angewendet wird, in dem
der Dynamikbereich einer Zieltextur (Fingerabdruck-Gratlinie) sich
in aufeinanderfolgenden Bereichen drastisch ändert, oder auf ein Bild, in dem
eine Textur in Bereichen vorhanden ist, in denen sich die Dichten
wesentlich unterscheiden, es schwierig ist, ausschließlich die
Zieltextur zu verstärken,
weil die Rauschbereichsgrenze ebenfalls verstärkt wird.
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Außerdem haben
die herkömmlichen
Techniken auch den Nachteil, dass, wenn ein Referenzbereich die
Grenze zwischen einem Hintergrundrauschbereich und einem Bereich
ohne Hintergrundrauschen in der Nähe der Hintergrundrauschgrenze ü berspannt,
das Dichtehistogramm nicht immer von dem Bereich genommen wird,
dem das Zielpixel zugeordnet ist, so dass die Rauschbereichsgrenze
verstärkt
werden kann.
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Hinsichtlich
des vorstehend beschriebenen Sachverhalts besteht ein Bedarf für eine Technik,
durch die ausschließlich
eine Zieltextur auch in einem Bild verstärkt wird, in dem der Dynamikbereich
der Zieltextur sich in aufeinanderfolgenden Breichen drastisch ändert.
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Es
ist eine exemplarische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildumwandlungsverfahren
bereitzustellen, das dazu geeignet ist, eine Bildverbesserung für ein Eingangsbild
auszuführen,
um eine Textur, z.B. ein latentes Fingerabdruckbild, zu verstärken und
zu verhindern, dass die Grenze eines Hintergrundrauschbereichs verstärkt wird,
während
die im herkömmlichen
Beispiel auftretenden Probleme gelöst werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
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Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Bilddichteumwandlungsverfahren
die Schritte auf: Setzen mindestens zweier Bildebenen, die jeweils
mehrere Pixel enthalten, deren Anzahl derjenigen eines Eingangsbildes
gleicht; Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes, wobei die Pixelbereiche
sich einander teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen,
und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes
als maximaler Dichtewert bzw. minimaler Dichtewert, die den Pixeln
im Pixelbereich gemeinsam sind; separates Speichern des spezifizierten
maximalen Dichtewertes und des spezifizierten minimalen Dichtewertes
der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die
Positionen der jeweiligen Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander
korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene
minimaler Dichte zu erzeugen; sequenzielles Extrahieren eines maximalen
Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich,
nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem
einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte
maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des
gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert
des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den kleineren
Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen
Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale
Dichtewert größer ist
als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor
gesetzten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte
durch den größeren Dichtewert
ersetzt wird, um den größeren Dichtewert
als einen lokalen Minimalwert zu setzen; Umwandeln des erzeugten
lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der entsprechenden
Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte
und des ursprünglichen
Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel an den
entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den
gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen
Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt
wurden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und lineares Umwandeln der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes basierend
auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
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Dadurch
können,
weil der minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert, die von
einem gesetzten Pixelbereich extrahiert wurden, bestätigt werden
können,
die extrahierten Dichtewerte auf optimale Werte gesetzt werden,
und ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung
optimal sind, können
vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
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Außerdem weist
ein Bilddichteumwandlungsverfahren gemäß einem exemplarischen Aspekt
der vorliegenden Erfindung die Schritte auf: Setzen von Pixelbereichen,
die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen
Pixelbereiche sich teilweise überlappen;
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den Pixelbereichen
und Spezifizieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes
als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den
Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; sequenzielles Extrahieren
eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in
einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und
der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden,
wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als
ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren
Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen
Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte
minimale Dichtewert größer ist
als der minimale Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels durch den größeren extrahierten Dichtewert
ersetzt wird, um den größeren Dichtewert
als einen lokalen Minimalwert zu setzen; Umwandeln des durch den
Ersetzungsschritt erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen
Maximalwertes der Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes des Eingangsbildes
in den entsprechenden Pixeln in einen gemeinsamen Minimalwert und
einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen Minimalwert und
dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt wurden, während das
relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und lineares Umwandeln der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes
basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
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Auch
mit dieser Konfiguration können
ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung
optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert werden.
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Außerdem weist
ein Bilddichteumwandlungsverfahren gemäß einem exemplarischen Aspekt
der vorliegenden Erfindung die Schritte auf: Setzen von Pixelbereichen,
die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen
Pixelbereiche sich teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von Pixeln für
jeden der gesetzten Pixelbereiche und Spezifizieren des maximalen
Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert
und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam
sind; Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte
und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen
Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen
Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert und des größten Wertes
unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; Umwandeln
des spezifizierten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes
der Pixel und des ursprünglichen
Dichtewertes des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel in einen
gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die
separat und für
die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte
zu verwenden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und gleichzeitiges lineares Umwandeln
der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und Rekonstruieren des Eingangsbildes
basierend auf den linear umgewandelten Dichtewerten der Pixel.
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Auch
mit dieser Konfiguration können,
wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und
ein lokaler Maximalwert, die für
eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich
spezifiziert werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung
auf: eine Bildebenensetzeinheit, eine Maximum/Minimum-Dichtewertspezifizierungseinheit,
eine Maximum/Minimum-Dichtebilderzeugungseinheit,
eine Dichtewertersetzungs- und setzeinheit, eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit
und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit.
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Die
Bildebenensetzeinheit setzt mindestens zwei Bildebenen, die jeweils
mehrere Pixel aufweisen, deren Anzahl derjenigen der Pixel im Eingangsbild
gleicht. Die Einheit zum Spezifi zieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes setzt für
jeweilige Pixel des Eingangsbildes Pixelbereiche, die jeweils eine
bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel, wobei sich die Pixelbereiche teilweise überlappen,
extrahiert einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den Pixelbereichen,
und spezifiziert den maximalen Dichtewert und den minimalen Dichtewert
als einen maximalen Dichtewert bzw. einen minimalen Dichtewert,
die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind. Die Einheit zum Erzeugen
eines Bildes maximaler/minimaler Dichte speichert separat den spezifizierten
maximalen Dichtewert und den spezifizierten minimalen Dichtewert
der Pixel des Pixelbereichs in den beiden Pixelebenen, während die
Positionen der entsprechenden Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander
korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene
minimaler Dichte zu erzeugen. Die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit
extrahiert sequenziell einen maximalen Dichtewert und einen minimalen
Dichtewert in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert
und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert
wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner
ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor
spezifizierten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte
durch den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den
kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und
wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist
als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor
spezifizierten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte
durch den extrahierten größeren Dichtewert
ersetzt wird, um den größeren Dichtewert
als einen lokalen Minimalwert zu setzen. Die Dichtewertum wandlungssteuerungseinheit
wandelt den durch die Ersetzungsverarbeitung durch die Dichtewertersetzungs-
und -setzeinheit erzeugten lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert
der entsprechenden Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der
Ebene minimaler Dichte und den ursprünglichen Dichtewert des Eingangsbildes
der entsprechenden Pixel an den entsprechenden Positionen in den
gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert linear um,
die gemäß dem lokalen
Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt
wurden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und wandelt die ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild linear um. Die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit
ersetzt erste Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um
dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte
sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit
linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
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Auch
mit dieser Konfiguration können
die vom gesetzten Pixelbereich extrahierten minimalen Dichtewerte
und maximalen Dichtewerte bestätigt
werden. Daher können
die extrahierten Dichtewerte auf die Optimalwerte gesetzt werden,
und außerdem
können
ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung
optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich extrahiert werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung
auf: eine Einheit zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes
zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen
Pixelbereiche sich teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen
und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des
minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler
Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Dichtewertersetzungs-
und -setzeinheit zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes
und eines minimalen Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich,
nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem
einen Pixelbereich extra hiert wurden, wobei, wenn der extrahierte
maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des
gleichen Pixels in einem zuvor gesetzten Überlappungsbereich, der Dichtewert
des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren Dichtewert
ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen Maximalwert
zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte minimale
Dichtewert größer ist
als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor
gesetzten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten größeren Dichtewert
ersetzt wird, um den größeren Dichtewert
als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssetzeinheit zum
Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs-
und -setzeinheit erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen
Maximalwertes und des ursprünglichen
Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in
einen gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die
gemäß dem lokalen
Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt
wurden, während das
relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und zum linearen Umwandeln der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit
zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte,
um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte
sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit
linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
-
Auch
mit dieser Konfiguration können,
wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und
ein lokaler Maximalwert, die für
eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich
spezifiziert werden.
-
Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildverbesserungsverarbeitungseinrichtung
auf: eine Einheit zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes
zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen
Pixelbereiche sich teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und ei nes minimalen Dichtewertes
der Pixel für
jeden der gesetzten Pixelbereiche und Spezifizieren und Speichern des
maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes als ein maximaler
Dichtewert und ein minimaler Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich
gemeinsam sind; eine Einheit zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes
zum Spezifizieren, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte
und mehrere minimale Dichtewerte aufweist, die gemäß den jeweiligen
Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen
Dichtewerten als ein lokaler Dichtewert, und des größten Wertes
unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; eine
Dichtewertumwandlungssetzeinheit zum Umwandeln des spezifizierten
lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der Pixel und
des ursprünglichen
Dichtewertes des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln in
einen gemeinsamen Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert,
die separat und für
die Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte
zu verwenden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln
der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit
zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte,
um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte
sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit
linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
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Auch
mit dieser Konfiguration können,
wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und
ein lokaler Maximalwert, die für
eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich
spezifiziert werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm
dazu geeignet, einen Computer zu veranlassen, die folgenden Funktionen
auszuführen:
eine Bildebenensetzfunktion zum Setzen mindestens zweier Bildebenen,
die jeweils mehrere Pixel aufweisen, deren Anzahl derjenigen der
Pixel im Eingangsbild gleicht; eine Funktion zum Spezifizieren eines
maximalen/minimalen Dichtewertes, die Pixelbereiche, die jeweils
eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes setzt, wobei sich die
Pixelbereiche teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen,
und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des
minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert bzw. ein minimaler
Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine
Funktion zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte zum
separaten Speichern des spezifizierten maximalen Dichtewertes und
des spezifizierten minimalen Dichtewertes der Pixel des Pixelbereichs
in den beiden Pixelebenen, während
die Positionen der jeweiligen Pixel in den beiden Pixelebenen miteinander korreliert
werden, um eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler
Dichte zu erzeugen; eine Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion
zum sequenziellen Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen
Dichtewertes in einem anderen Pixelbereich, nachdem der maximale
Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem einen Pixelbereich
extrahiert wurden, wobei, wenn der extrahierte maximale Dichtewert
kleiner ist als ein maximaler Dichtewert des gleichen Pixels in
einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, der
Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch
den extrahierten kleineren Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren
Dichtewert als einen lokalen Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn
der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als ein minimaler Dichtewert
des gleichen Pixels in einem zuvor spezifizierten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch
den extrahierten größeren Dichtewert
ersetzt wird, um den größeren Dichtewert
als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion
zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion
erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes von
Pixeln und des ursprünglichen Dichtewertes
des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den entsprechenden
Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert,
die gemäß dem lokalen
Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt
wurden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln
der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion
zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte,
um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte
sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion
linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
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Mit
dieser Konfiguration können
ein lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für eine Bildverbesserungsverarbeitung
optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert und mit einer
höheren
Geschwindigkeit berechnet werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm
dazu geeignet, einen Computer zu veranlassen, die folgenden Funktionen
auszuführen:
eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes
zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen
Pixelbereiche sich teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den gesetzten Pixelbereichen
und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des
minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler
Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine
Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion zum sequenziellen Extrahieren
eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes in einem
anderen Pixelbereich, nachdem der maximale Dichtewert und der minimale
Dichtewert in dem einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei, wenn
der extrahierte maximale Dichtewert kleiner ist als ein maximaler Dichtewert
des gleichen Pixels in einem zuvor spe zifizierten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten kleineren
Dichtewert ersetzt wird, um den kleineren Dichtewert als einen lokalen
Maximalwert zu setzen, und wobei gleichzeitig, wenn der extrahierte
minimale Dichtewert größer ist
als ein minimaler Dichtewert des gleichen Pixels in einem zuvor
gesetzten Überlappungsbereich,
der Dichtewert des gleichen Pixels durch den extrahierten größeren Dichtewert
ersetzt wird, um den größeren Dichtewert
als einen lokalen Minimalwert zu setzen; eine Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion
zum Umwandeln des durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzfunktion
erzeugten lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der
Pixel und des ursprünglichen
Dichtewertes des Eingangsbildes in den jeweiligen Pixeln in einen
gemeinsamen Minimalwert und einen gemeinsamen Maximalwert, die gemäß dem lokalen
Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der Pixel zuvor gesetzt
wurden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln
der ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion
zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte,
um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte
sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion
linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
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Auch
mit dieser Konfiguration können,
wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und
ein lokaler Maximalwert, die für
eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich
spezifiziert werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bildverbesserungsverarbeitungsprogramm
dazu geeignet, einen Computer zu veranlassen, die folgenden Funktionen
auszuführen:
eine Funktion zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes
zum Setzen von Pixelbereichen, die jeweils eine bestimmte Größe haben,
um die jeweiligen Pixel eines Eingangsbildes, wobei die jeweiligen
Pixelbereiche sich teilweise überlappen,
Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen Dichtewertes
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den Pixelbereichen
und Spezifizieren und Speichern des maximalen Dichtewertes und des
minimalen Dichtewertes als ein maximaler Dichtewert und ein minimaler Dichtewert,
die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind; eine Funktion zum
Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes zum Spezifizieren, wenn
jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte und mehrere minimale Dichtewerte
aufweist, die gemäß den jeweiligen
Bereichen spezifiziert wurden, des kleinsten Wertes unter den maximalen
Dichtewerten als ein lokaler Maximalwert, und des größten Wertes
unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert; eine
Dichtewertumwandlungssetzfunktion zum Umwandeln des spezifizierten
lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes der spezifizierten
jeweiligen Pixel und des ursprünglichen Dichtewertes
des Eingangsbildes der entsprechenden Pixel in einen gemeinsamen
Minimalwert bzw. einen gemeinsamen Maximalwert, die separat und
für die
Pixel gemeinsam gesetzt werden, um sie als gemeinsame Werte zu verwenden,
während
das relative Verhältnis
der Dichten beibehalten wird, und zum gleichzeitigen linearen Umwandeln
der ursprünglichen
Dichtewerte der jeweiligen Pixel im Eingangsbild; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion
zum Ersetzen der ersten Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte,
um dadurch das Eingangsbild zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte
sind die Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungsfunktion
linear konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
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Mit
dieser Konfiguration können,
wie im vorstehend beschriebenen Fall, ein lokaler Minimalwert und ein
lokaler Maximalwert, die für
eine Bildverbesserungsverarbeitung optimal sind, vom gesetzten Pixelbereich spezifiziert
werden.
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Gemäß einem
exemplarischen Vorteil der Erfindung kann nur die Zieltextur verstärkt werden,
auch wenn die Zieltextur sich über
die Grenze von Bereichen erstreckt, die extrem verschiedene Hintergrunddichten aufweisen,
während
Hintergrundrauschen eliminiert und verhindert wird, dass die Rauschbereichsgrenze
verstärkt
wird. Dadurch wird die Erfas sung und Extraktion der Zieltextur einfach.
Wenn die vorliegende Erfindung auf einen latenten Fingerabdruck
als Textur angewendet wird, können
Fingerabdruckgratlinien, die geeignet verstärkt sind, effektiv dargestellt
werden. Dadurch wird eine durch einen Ermittler ausgeführte Untersuchung erleichtert.
Außerdem
können,
weil Merkmale unter Verwendung eines Bildes extrahiert werden können, in dem
Hintergrundrauschen eliminiert oder unterdrückt ist, die Merkmale exakter
extrahiert werden, wodurch die Genauigkeit eines Fingerabdruckvergleichs
erhöht
wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert; es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm zum Darstellen der Konfiguration einer ersten exemplarischen
Ausführungsform
eines Bildverbesserungsverarbeitungssystems;
-
2 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Bilddichteumwandlungsverarbeitung
in der ersten exemplarische Ausführungsform;
-
3 ein
Blockdiagramm zum Darstellen der Konfiguration einer zweiten exemplarischen
Ausführungsform
eines Bildverbesserungsverarbeitungssystems;
-
4 ein
Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Bilddichteumwandlungsverarbeitung
in der zweiten exemplarische Ausführungsform;
-
5 ein
Beispiel eines latenten Fingerabdruckbildes;
-
6 ein
Profil in der Nähe
der Grenze eines Hintergrundrauschbereichs in 5;
-
7A ein
exemplarisches Eingangsbild; und 7B und 7C bei
herkömmlichen
Systemen auftretende Probleme;
-
8A ein
Beispiel einer in der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Ebene
minimaler Dichte; und 8B ein Beispiel einer in der
vorliegenden Erfindung vorgesehenen Ebene maximaler Dichte;
-
9 ein
Beispiel einer erfindungsgemäßen Bildverbesserung;
und
-
10 ein
Profil in der Nähe
einer Hintergrundrauschbereichsgrenze in 9.
-
[Erste exemplarische Ausführungsform]
-
Nachstehend
wird die Gesamtkonfiguration einer (ersten) exemplarischen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Bildverbesserungsverarbeitungssystems 10 unter
Bezug auf 1 beschrieben.
-
Das
Bildverbesserungsverarbeitungssystem 10 weist eine Bildeingabeeinrichtung 11 zum
Digitalisieren und Eingeben eines z.B. durch einen Sensor oder einen
Scanner gelesenen Bildes, eine Bildverbesserungseinrichtung 12 mit
einer Funktion zum verbessern oder verstärken des durch die Bildeingabeeinrichtung 11 eingegebenen
Bildes und eine Bildausgabeeinrichtung 13 zum Ausgeben
des durch die Bildverbesserungseinrichtung 12 verbesserten
oder verstärkten
Bildes an einen Monitor, einen Drucker oder eine ähnliche
Einrichtung auf.
-
Außerdem kann
das System derart konfiguriert sein, dass das durch die Bildverbesserungseinrichtung 12 verbesserte
Bild direkt an eine Bildvergleichseinrichtung 14 oder eine ähnliche
Einrichtung übertragen
wird.
-
Die
Bildverbesserungseinrichtung 12 weist eine Bildebenensetzeinheit 23 und
eine Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes auf. Die Bildebenensetzeinheit 23 setzt mindestens zwei
Bildebenen, die jeweils eine Pixelzahl enthalten, die derjenigen
der im Eingangsbild enthaltenen mehreren Pixel gleicht. Insbesondere
erzeugt die Bildebenensetzeinheit 23 mindestens zwei Bilder,
die jeweils mehrere Pixel in der gleichen Anzahl wie die des Eingangsbildes
enthalten. Die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes setzt einen Pixelbereich mit einer bestimmten Größe um jedes
Pixel des Eingangsbildes, wobei die Pixelbereiche sich teilweise überlappen,
und extrahiert einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert
von mehreren Pixeln in einem Pixelbereich unter den jeweiligen gesetzten
Bereichen und spezifiziert die Werte als einen maximalen Dichtewert
und einen minimalen Dichtewert, die den Pixeln im Pixelbereich gemeinsam
sind.
-
Außerdem weist
die Bildverbesserungseinrichtung 12 eine Einheit 25 zum
Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte und eine Dichtewertersetzungs-
und -setzeinheit 26 auf. Die Einheit 25 zum Erzeugen
eines Bildes maximaler/minimaler Dichte speichert den maximalen
Dichtewert und dem minimalen Dichtewert der Pixel in dem spezifizierten
Pixelbereich separat in zwei Bildebenen, während die Positionen der Pixel
miteinander korreliert werden, um eine Ebene maximaler Dichte und
eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen. Die Dichtewertersetzungs-
und -setzeinheit 26 extrahiert sequenziell einen maximalen
Dichtewert und einen minimalen Dichtewert in einem anderen Pixelbereich,
nachdem der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert in dem
einen Pixelbereich extrahiert wurden, wobei die Einheit, wenn der
extrahierte Dichtewert kleiner ist als der maximale Dichtewert des
gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, den Dichtewert
des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den extrahierten
kleineren Dichtewert ersetzt, um den Wert als einen lokalen Maximalwert
zu setzen. Gleichzeitig ersetzt die Einheit, wenn der extrahierte
minimale Dichtewert größer ist
als der minimale Dichtewert des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich,
den Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte
durch den extrahierten größeren Dichtewert,
um den Wert als einen lokalen Minimalwert zu setzen.
-
Außerdem weist
die Bildverbesserungseinrichtung 12 eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 und
eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 auf. Die
Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 wandelt den lokalen
Minimalwert und den lokalen Maximalwert der entsprechenden Pixel
in der Ebene maximaler Dichte und der Ebene minimaler Dichte, die
durch die Ersetzungsverarbeitung der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 erzeugt
wurden, und den ursprünglichen
Dichtewert des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den
entsprechenden Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den
gemeinsamen Maximalwert um, die gemäß dem lokalen Minimalwert und
dem lokalen Maximalwert jedes Pixels zuvor gesetzt wurden, während die
relativen Dichteverhältnisse
für die
Pixel beibehalten werden, und wandelt gleichzeitig die ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild um.
-
Die
Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 ersetzt erste
Dichtewerte der Pixel durch zweite Dichtewerte, um dadurch das Eingangsbild
zu rekonstruieren. Die ersten Dichtewerte sind die Dichtewerte der Pixel,
die durch die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 linear
konvertiert wurden. Die zweiten Dichtewerte sind die Dichtewerte
der entsprechenden Pixel des Eingangsbildes.
-
Nachstehend
wird die Konfiguration der Bildverbesserungseinrichtung 12 beschrieben.
-
Die
Bildverbesserungseinrichtung 12 weist auf: eine Datenverarbeitungssteuerungseinheit 21 zum Steuern
der Übertragung/des
Empfangs von Daten und Meldungen zwischen jeweiligen später beschriebenen Einheiten
der Bildverbesserungseinrichtung 12; eine Datenspeichereinheit 22 zum
Speichern von Bildinformation und der über die Bildeingabeeinrichtung 11 eingegebenen
Daten; eine Bildebenensetzeinheit 23 zum Setzen einer Ebene
minimaler Dichte und einer Ebene maximaler Dichte gemäß den Pixeln
des Eingangsbildes; eine Einheit 24 zum Spezifizieren eines
maximalen/minimalen Dichtewertes basierend auf den Dichtewerten der
umgebenden Pixel für
jedes Pixel des Eingangsbildes; eine Einheit 25 zum Erzeugen
eines Bildes maximaler/minimaler Dichte zum Setzen der Dichtewerte
der Pixel in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler
Dichte; eine Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 zum
Aktualisieren der Dichtewerte der Pixel in der Ebene minimaler Dichte
und in der Ebene maximaler Dichte; eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 zum
Ausführen
einer Dichteumwandlung des Eingangsbildes basierend auf den Dichtewerten
der Pixel in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler
Dichte; und eine Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 zum
Ausführen
einer Dichteumwandlung des Eingangsbildes und Rekonstruieren des
umgewandelten Bildes.
-
Diese
Komponenten werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
-
Die
Datenspeichereinheit 22 weist beispielsweise einen RAM-Speicher
(Direktzugriffsspeicher) auf, der durch die später beschriebenen jeweiligen
Einheiten und Abschnitte der Bildverbesserungsverarbeitungseinheit 12 als
Arbeitsbereich verwendet wird. Außerdem wird die Datenspeichereinheit 22 auch
zum Zwischenspeichern von durch die jeweiligen Einheiten berechneter
Information verwendet.
-
Die
Bildebenensetzeinheit 23 ist mit den folgenden drei Funktionen
versehen: Die erste Funktion dient zum Setzen einer Ebene minimaler
Dichte und einer Ebene maximaler Dichte, die zwei verschiedene Bildebenen
darstellen, die den jeweiligen Pixeln des Eingangsbildes entsprechende
Pixel enthalten (nachstehend als "Ebenenbildsetzfunktion" bezeichnet). Die
zweite Funktion dient zum Setzen eines bestimmten Bereichs ("Referenzbereichs") um jedes Pixel
des Eingangsbildes (nachstehend als "Referenzbereichsetzfunktion" bezeichnet). Die
dritte Funktion dient zum Erzeugen eines Dichtehistogramms für jeden
der gesetzten Referenzbereiche (nachstehend als "Histogrammerzeugungsfunktion" bezeichnet).
-
Wenn
der Referenzbereich zu groß ist,
wird beim Setzen der im Referenzbereich enthaltenen mehreren Pixel
beim Ausführen
der nachstehend beschriebenen Bildverbesserungsverarbeitung für das Eingangsbild
die Leistungsfähigkeit
für die
Unterdrückung
des Hintergrundrauschens herabgesetzt. Wenn der Referenzbereich
zu klein ist, geht dagegen die Zieltextur leicht verloren.
-
Daher
wird in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform ein Kreis mit einem
Durchmesser von 20 Pixeln als Referenzbereich gesetzt, weil die
Zieltextur Fingerabdruckgratlinien darstellt. Dies ist der Fall, weil,
obwohl das mittlere Gratlinienintervall zwischen Fingerabdruck-Gratlinien
etwa 10 Pixel beträgt
(der tatsächliche
Abstand beträgt
0,5 mm), ein Kreis mit einem Durchmesser, der doppelt so groß ist wie
das mittlere Gratlinienintervall, als minimaler Bereich zum Abdecken
von Änderungen
der Zieltextur geeignet erscheint.
-
Außerdem kann
bei der Anwendung der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform
auf einen Handflächenabdruck,
der ein ähnliches
Muster hat wie ein Fingerabdruck, ein Referenzbereich als Kreis
mit einem Durchmesser von etwa 25 Pixeln gesetzt werden. Dies ist
der Fall, weil die mittleren Gratlinienintervalle eines Handflächenabdrucks
etwa 20% bis 30% größer sind
als bei einem Fingerabdruck.
-
Die
Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes hat eine Funktion zum Extrahieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes zum Extrahieren eines minimalen Dichtewertes und eines maximalen
Dichtewertes mehrerer im Referenzbereich enthaltener Pixel von jedem
Dichtehistogramm, das durch die Histogrammerzeugungsfunktion erzeugt
wurde, und eine Funktion zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes zum Spezifizieren des minimalen Dichtewertes und des
maximalen Dichtewertes, die den Pixeln im Referenzbereich gemeinsam
sind.
-
Dadurch
weisen die im Eingangsbild enthaltenen Pixel außer dem ursprünglichen
Dichtewert im Eingangsbild auch den minimalen Dichtewert und den
maximalen Dichtewert auf.
-
Der
maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert, die vom Dichtehistogramm
extrahiert wurden, sind nicht auf den im Histogramm angezeigten
maximalen Dichtewert und minimalen Dichtewert beschränkt. Der
maximale und der minimale Dichtewert können jedoch auch derart gesetzt
werden, dass der vom Maximalwert und Minimalwert im Histogramm akkumulierte
Wert einen Dichtewert von etwa 5% extrahiert. Ziel der oben erwähnten Einstellungen
ist es, häretische
Werte zu eliminieren.
-
Außerdem kann
dies in der ersten exemplarischen Ausführungsform bestätigt werden,
wenn die Ebene maximaler Dichte und die Ebene minimaler Dichte erzeugt
werden, so dass ein vom Dichtehistogramm extrahierter entsprechender
Dichtewert gesetzt werden kann.
-
Die
Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler
Dichte weist einen Abschnitt 251 zum Erzeugen einer Ebene
minimaler Dichte und einen Abschnitt 252 zum Erzeugen einer
Ebene maximaler Dichte auf.
-
Der
Abschnitt 251 zum Erzeugen einer Ebene minimaler Dichte
hat eine Funktion zum Setzen einer minimalen Dichte zum Setzen des
spezifizierten minimalen Dichtewertes jedes Pixels im Referenzbereich
als Dichtewert des entsprechenden Pixels auf der Ebene minimaler
Dichte.
-
Der
Abschnitt 252 zum Erzeugen einer Ebene maximaler Dichte
hat eine Funktion zum Setzen einer maximalen Dichte zum Setzen des
spezifizierten maximalen Dichtewertes jedes Pixels im Referenzbereich
als Dichtewert des entsprechenden Pixels auf der Ebene maximaler
Dichte.
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Die
Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 weist einen Abschnitt 261 zum
Ersetzen und Setzen eines Minimalwertes und einen Abschnitt 262 zum
Ersetzen und Setzen eines Maximalwertes auf.
-
Der
Abschnitt 261 zum Ersetzen und Setzen eines Minimalwertes
spezifiziert den durch die Einheit 24 zum Spezifizieren
des maximalen/minimalen Dichtewertes neu gesetzten minimalen Dichtewert
vom Referenzbereich durch Überlappen
des neuen minimalen Dichtewertes auf das Pixel, für das ein
vorangehender minimaler Dichtewert spezifiziert war. Zu diesem Zeitpunkt
führt der
Abschnitt 261 zum Ersetzen und Setzen eines Minimalwertes
eine Funktion zum Aktualisieren eines lokalen Minimalwertes aus,
gemäß der der
neu extrahierte minimale Dichtewert mit dem zuvor spezifizierten
minimalen Dichtewert verglichen wird, wobei, wenn der neu extrahierte
Wert größer ist
als der zuvor spezifizierte minimale Dichtewert, der neu extrahierte
minimale Dichtewert als lokaler Minimalwert des Pixels spezifiziert
wird, und wobei der Dichtewert, der für das Pixel gesetzt ist, das
der Ebene minimaler Dichte zugeordnet ist, auf den lokalen Minimalwert
aktualisiert wird.
-
Der
Abschnitt 262 zum Ersetzen und Setzen eines Maximalwertes
hat eine Funktion zum Aktualisieren eines lokalen Maximalwertes,
gemäß der, wenn
der maximale Dichtewert durch die Einheit 24 zum Spezifizieren
eines maximalen/minimalen Dichtewertes von einem anderen Referenzbereich
extrahiert wird, der neu extrahierte maximale Dichtewert mit dem
zuvor spezifizierten maximalen Dichtewert verglichen wird, wobei, wenn
der neu extrahierte Wert kleiner ist als der zuvor spezifizierte
maximale Dichtewert, der neu extrahierte maximale Dichtewert als
lokaler Maximalwert des Pixels spezifiziert wird, und wobei der
Dichtewert, der für
das entsprechende Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzt wurde,
auf den lokalen Maximalwert aktualisiert wird.
-
Daher
werden, wenn die Funktion zum Aktualisieren des lokalen Minimalwertes
und des lokalen Maximalwertes für
alle im Eingangsbild enthaltenen Pixel ausgeführt wird, alle in der Ebene
minimaler Dichte und in der Ebene maximaler Dichte enthaltenen Pixel
aus dem lokalen Minimalwert bzw. dem lokalen Maximalwert gebildet.
-
Die
Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 hat eine Funktion
zum Setzen eines gemeinsamen Dichtewertes zum Setzen eines gemeinsamen
minimalen Dichtewertes und eines gemeinsamen maximalen Dichtewertes,
die allen im Eingangsbild enthaltenen Pixeln gemeinsam sind, bezüglich der
im Bild jedes Pixels des Eingangsbildes enthaltenen inhärenten Dichtewerte,
und eine Dichtewertumwandlungsfunktion zum Umwandeln des für jedes
entsprechende Pixel auf der Ebene minimaler Dichte gesetzten lokalen
Minimalwertes in den gemeinsamen minimalen Dichtewert, und zum Umwandeln
des für
jedes entsprechende Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzten
lokalen Maximalwertes in den gemeinsamen maximalen Dichtewert, um den
ursprünglichen
Dichtewert, der für
jedes im Eingangsbild enthaltene Pixel eindeutig ist, gleichzeitig
linear umzuwandeln.
-
Dadurch
werden Werte im Dichtebereich vom lokalen Minimalwert bis zum lokalen
Maximalwert in den gemeinsamen Dichtebereich vom gemeinsamen Minimalwert
bis zum gemeinsamen Maximalwert umgewandelt.
-
Die
Umwandlungsformel für
die lineare Umwandlung wird folgendermaßen dargestellt: [Formel
1]
wobei
- g'(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) des Eingangsbildes nach der Dichteumwandlung
- g(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
- minP(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert)
- maxP(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) auf der Ebene maximaler Dichte (lokaler Maximalwert)
- minT(x,y):
- Gemeinsamer minimaler
Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
- maxT(x,y):
- Gemeinsamer maximaler
Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
-
Die
Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 hat eine Bilddichteumwandlungssteuerungsfunktion zum
Ersetzen des Dichtewertes jedes Pixels des Eingangsbildes durch
den durch die Dichtewertumwandlungsfunktion linear umgewandelten
Dichtewert jedes entsprechenden Pixels, um das Eingangsbild zu rekonstruieren.
-
Dadurch
spiegeln sich die durch die Dichtewertumwandlungsfunktion umgewandelten
Dichtewerte in den Dichtewerten der Pixel des Eingangsbildes wider,
so dass ein Bild erhalten werden kann, in dem eine Bildverarbeitung
zum Verstärken
der Zieltextur (z.B. eines Fingerabdrucks in einem Fingerabdruckbild)
ausgeführt wird.
-
Das
in 5 dargestellte exemplarische Fingerabdruckbild
ist z.B. ein durch einen Sensor oder einen Scanner gelesene digitalisiertes
Fingerabdruckbild. Ein derartiges exemplarisches Fingerabdruckbild
wird gemäß einer
durch "ANSI/NIST-ITL-1-2000
Data Format for the Interchange of Fingerprint, Facial, Scar Mark
Tattoo (SMT) Information" definierten
Technik, die durch das National Institute of Standards and Technology (USA)
standardisiert ist, mit einer Auflösung von 500 dpi digitalisiert.
-
Mit
dem vorstehend erwähnten
Standard wird das Bild derart digitalisiert, dass es Dichtewerte
mit 256 Graustufen von 0-255 aufweist. Außerdem ist der Dichtewertausdruck
so definiert, dass die numerischen Werte mit zunehmender Helligkeit
zunehmen.
-
Andererseits
verwendet die vorliegende exemplarische Ausführungsform hinsichtlich des
Dichtewertausdrucks einen Dichtestandard, gemäß dem die numerischen Werte
mit zuneh mender Dichte zunehmen. Daher haben Gratlinienabschnitte
mit einer hohen Dichte Dichtewerte in der Nähe des Maximalwertes von 255 und
Täler und
die Papieroberfläche
mit niedriger Dichte Dichtewerte in der Nähe von 0.
-
[Funktionsweise der ersten exemplarischen
Ausführungsform]
-
Nachstehend
wird die Gesamtoperation der in dem Bildverbesserungsverarbeitungssystem 10 mit
der vorstehend beschriebenen Konfiguration ausgeführten Bilddichteumwandlungsverarbeitung
beschrieben.
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In
der ersten exemplarischen Ausführungsform
werden, wenn Bildinformation von der Bildeingabeeinrichtung 11 zugeführt wird,
mindestens zwei Ebenen, die jeweils die gleiche Pixelzahl enthalten
wie das Eingangsbild, durch die Bildebenensetzeinheit 23 gesetzt
(Bildebenensetzschritt).
-
Dann
extrahiert die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes unter den um die jeweiligen Pixel des Eingangsbildes
gesetzten und sich teilweise überlappenden
Pixelbereichen, die jeweils einen Durchmesser von 20 Pixeln haben,
einen maximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert von mehreren
Pixeln in einem Pixelbereich und spezifiziert sie als einen gemeinsamen
maximalen Dichtewert und einen gemeinsamen minimalen Dichtewert
der Pixel im Bereich (Schritt zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes).
-
Dann
werden der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert der Pixel
im spezifizierten Pixelbereich in den beiden Ebenen separat gespeichert,
und die Positionen der jeweiligen Pixel werden korreliert. Dadurch
erzeugt die Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler
Dichte eine Ebene maximaler Dichte und eine Ebene minimaler Dichte
(Schritt zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte).
-
Nach
der Extraktion des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes
im Pixelbereich extrahiert die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 sequenziell
einen ma ximalen Dichtewert und einen minimalen Dichtewert in einem
anderen Pixelbereich. Wenn der extrahierte maximale Dichtewert kleiner
ist als der maximale Dichtewert des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich,
ersetzt die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 den
Dichtewert des gleichen Pixels in der Ebene maximaler Dichte durch den
kleineren Dichtewert, um den Wert als lokaler Maximalwert zu setzen.
Gleichzeitig ersetzt die Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26,
wenn der extrahierte minimale Dichtewert größer ist als der minimale Dichtewert
des gleichen Pixels im zuvor spezifizierten Überlappungsbereich, den Dichtewert
des gleichen Pixels in der Ebene minimaler Dichte durch den größeren Dichtewert,
um den Wert als den lokalen Minimalwert zu setzen (Dichtewertersetzungs-
und -setzschritt).
-
Dann
wandelt die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 den
lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert der entsprechenden
Pixel in der Ebene maximaler Dichte und in der Ebene minimaler Dichte,
die im Dichtewertersetzungs- und -setzschritt ersetzt und gesetzt
worden sind, und den ursprünglichen
Wert des Eingangsbildes in den entsprechenden Pixeln an den entsprechenden
Positionen in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert
um, die im Voraus gemäß dem lokalen
Minimalwert und dem lokalen Maximalwert der entsprechenden Pixel
gesetzt wurden, während
das relative Verhältnis
der Dichten für
die Pixel beibehalten wird. Gleichzeitig wandelt die Dichtewertumwandlungssteuerungssteuerungseinheit 27 die
ursprünglichen
Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild um (Dichtewertumwandlungsschritt).
-
Schließlich rekonstruiert
die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 das Eingangsbild
basierend auf den Dichtewerten der Pixel, die im Dichtewertumwandlungsschritt
linear umgewandelt worden sind (Bilddichteumwandlungsschritt).
-
Der
Bildebenensetzschritt, der Schritt zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes, der Schritt zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler
Dichte, der Dich tewertersetzungs- und -setzschritt, der Dichtewertumwandlungsschritt
und der Bilddichteumwandlungsschritt können derart konfiguriert sein,
dass ihre Ausführungsinhalte
programmiert sind, so dass sie durch einen Computer ausgeführt werden können.
-
Nachstehend
wird die Verarbeitung unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von 2 ausführlicher
erläutert.
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Zunächst speichert
die in 1 dargestellte Bildeingabeeinheit 11 ein
Eingangsbild in der in der Bildverbesserungseinrichtung 12 angeordneten
Datenspeichereinheit 22 (Schritt S1).
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Dieser
Schritt erfolgt z.B. durch Digitalisieren und Eingeben eines gescannten
Bildes. Außerdem
kann als Eingabeobjekt eine bereits digitalisierte Bilddatei verwendet
werden.
-
Dann
setzt die in 1 dargestellte Bildebenensetzeinheit 23 die
Ebene maximaler Dichte und die Ebene minimaler Dichte, deren Pixelzahlen
derjenigen des Eingangsbildes gleichen (Schritt 2: Bildebenensetzschritt).
-
Die
Dichtewerte aller in der Ebene maximaler Dichte enthaltenen Pixel
können
anfangs auf den gleichen Wert gesetzt werden (z.B. 255). Ähnlicherweise
können
die Dichtewerte aller in der Ebene minimaler Dichte enthaltenen
Pixel anfangs auf den gleichen Wert gesetzt werden (z.B. 0).
-
Ein
Bereich (Referenzbereich) mit einem Durchmesser von 20 Pixeln wird
um ein Pixel unter den im Eingangsbild enthaltenen jeweiligen Pixeln
(Zielpixeln) gesetzt, und es wird ein dem gesetzten Referenzbereich
entsprechendes Dichtehistogramm erzeugt (Schritte S3, S4).
-
Dann
extrahiert die Einheit 24 zum Spezifizieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes den minimalen Dichtewert und den maximalen Dichtewert
vom von der Referenzebene erzeugten Dichtehistogramm und spezifiziert
außerdem
den minimalen Dichtewert und den maximalen Dichtewert, die den Pixeln
im Referenzbereich gemeinsam sind (Schritte S5, S6: Schritt zum
Spezifizieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes).
-
Daher
werden für
die Pixel im Referenzbereich des Eingangsbildes neben dem inhärenten Dichtewert der
minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert spezifiziert.
-
Daraufhin
setzt der Abschnitt 25 zum Erzeugen einer Ebene minimaler
Dichte in der Einheit 25 zum Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler
Dichte den minimalen Dichtewert als Dichtewert des Pixels auf der
Ebene minimaler Dichte, das dem Pixel entspricht, in dem der minimale
Dichtewert spezifiziert ist, und der Abschnitt 252 zum
Erzeugen einer Ebene maximaler Dichte in der Einheit 25 zum
Erzeugen eines Bildes maximaler/minimaler Dichte setzt den maximalen
Dichtewert als Dichtewert des Pixels auf der Ebene maximaler Dichte,
das dem Pixel entspricht, in dem der maximale Dichtewert spezifiziert
ist (Schritte S7, S8: Schritt zum Setzen eines maximalen/minimalen
Dichtewertes).
-
Wenn
der minimale Dichtewert und der maximale Dichtewert in den entsprechenden
Pixeln in der Ebene minimaler Dichte und in der Ebene maximaler
Dichte gesetzt worden sind, vergleicht der Minimalwertersetzungs-
und -setzabschnitt 261 in der Dichtewertersetzungs- und
-setzeinheit 26 den sequenziell extrahierten minimalen
Dichtewert (minR) mit dem zuvor spezifizierten minimalen Dichtewert
(minP) für
jeden Referenzbereich (Schritt S9), wobei, wenn der zuletzt extrahierte
Wert (minR) größer ist
als der zuvor spezifizierte minimale Dichtewert (minP), der Minimalwertersetzungs-
und -setzabschnitt 261 den zuletzt extrahierten minimalen
Dichtewert (minR) als den lokalen Minimalwert des Pixels spezifiziert
und den Dichtewert für
das Pixel auf der Ebene minimaler Dichte, das dem Pixel des gemeinsamen
Bereichs entspricht, auf den lokalen Minimalwert aktualisiert (Schritt
S11). Gleichzeitig vergleicht der Maximalwertersetzungs- und -setzabschnitt 262 in
der Dichtewertersetzungs- und -setzeinheit 26 den zuletzt
extrahierten maximalen Dichtewert (maxR) mit dem zuvor spezifizierten
maximalen Dichtewert (maxP) (Schritt S10), wobei, wenn der zuletzt
extrahierte Wert (maxR) kleiner ist als der zuvor spezifizierte
maximale Dichtewert (maxP), der Maximalwerterset zungs- und -setzabschnitt 262 den
zuletzt extrahierten maximalen Dichtewert (maxR) als den lokalen
Maximalwert des Pixels spezifiziert und den Dichtewert für das Pixel
auf der Ebene maximaler Dichte, das dem Pixel des gemeinsamen Bereichs
entspricht, auf den lokalen Maximalwert aktualisiert (Schritt S12).
-
Dann
wird für
alle Pixel des Referenzbereichs bestimmt, ob die Aktualisierung
des lokalen Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes für die Dichtewerte
der Pixel in den entsprechenden Pixelbereichen auf der Ebene minimaler
Dichte und der Ebene maximaler Dichte ausgeführt worden ist (Schritt S13).
-
Wenn
die Aktualisierung nicht für
alle Referenzpixel (Pixel des Referenzbereichs) abgeschlossen ist, wird
ein anderes Referenzpixel im gleichen Referenzbereich gesetzt, werden
die Werte minP und minR des entsprechenden Pixels auf der Ebene
minimaler Dichte verglichen, und werden die Werte maxP und maxR
des entsprechenden Pixels auf der Ebene maximaler Dichte verglichen
(Schritte S9, S10).
-
Wenn
die Aktualisierung der lokalen Minimalwerte und der lokalen Maximalwerte
für alle
Referenzpixel ausgeführt
worden ist, wird anschließend
bestimmt, ob die lokalen Minimalwerte und die lokalen Maximalwerte für alle Zielpixel
des Eingangsbildes aktualisiert wurden (Schritt S14).
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Wenn
die Aktualisierung nicht für
alle Pixel ausgeführt
worden ist, wird ein anderes Zielpixel gesetzt, und außerdem wird
ein dem Zielpixel entsprechender Bereich gesetzt, woraufhin die
Verarbeitung von Schritt S3 ausgehend fortgesetzt wird.
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Dadurch
wird der Dichtewert jedes Pixels auf der Ebene minimaler Dichte
schließlich
als der lokale Minimalwert gesetzt, der dem größten Wert unter den minimalen
Dichtewerten entspricht, die von den jeweiligen gesetzten Referenzbereichen
extrahiert wurden, die das Pixel enthalten. Ähnlicherweise, wird der Dichtewert jedes
Pixels auf der Ebene maximaler Dichte als der lokale Maximalwert
gesetzt, der dem kleinsten Wert unter den maximalen Dichtewerten
entspricht, die von den jeweiligen gesetzten Referenzbereichen extrahiert
werden, die das Pixel enthalten.
-
8A zeigt
eine Ebene minimaler Dichte, die durch die vorstehend beschriebene
Verarbeitung bezüglich
des in 7A dargestellten Eingangsbildes
erzeugt wird. In 8A unterscheiden sich die lokalen
Minimalwerte entlang der Hintergrundrauschbereichsgrenze wesentlich,
und die lokalen Minimalwerte in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze
werden geeignet dargestellt.
-
Ähnlicherweise
zeigt 8B eine Ebene maximaler Dichte,
die durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung bezüglich des
in 7A dargestellten Eingangsbildes erzeugt wird.
In 8B unterscheiden sich die lokalen Maximalwerte
entlang der Hintergrundrauschbereichsgrenze wesentlich, und die
lokalen Maximalwerte in der Nähe
der Hintergrundrauschgrenze werden ebenfalls geeignet dargestellt.
-
Dann
setzt die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 unter
Bezug auf die inhärenten
Dichtewerte der im Eingangsbild enthaltenen Pixel einen gemeinsamen
minimalen Dichtewert und einen gemeinsamen maximalen Dichtewert,
die für
alle im Eingangsbild enthaltenen Pixel gemeinsam sind. Im vorliegenden Beispiel
wird für
alle Pixel des Eingangsbildes als gemeinsamer minimaler Dichtewert
der Wert "0" und als gemeinsamer
maximaler Dichtewert der Wert "255" gesetzt.
-
Wenn
der Dynamikbereich des Eingangsbildes extrem schmal ist, oder wenn
alle Dichtewerte im Referenzbereich gleich sind, kann ein vorgegebener
spezieller Wert als der gemeinsame Minimalwert für jedes Zielpixel gesetzt werden.
-
Beispielsweise
wird, wenn alle Pixel im Referenzbereich den gleichen Dichtewert
haben, so dass der Unterschied zwischen maxP und minP schließlich null
wird, bestimmt, dass in dem Bereich keine Zieltextur vorhanden ist.
Daher kann als ein repräsentativer
Wert der Hintergrunddichte ein Zwischenwert, z.B. "32", als Umwandlungsdichtewert
gesetzt werden.
-
Die
Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 27 wandelt den lokalen
Minimalwert, der für
jedes entsprechende Pixel auf der Ebene minimaler Dichte gesetzt
wird, in den gemein samen minimalen Dichtewert (0) und den lokalen
maximalen Dichtewert, der für
jedes entsprechende Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzt
wird, in den gemeinsamen maximalen Dichtewert (255) um, um die inhärenten ursprünglichen
Dichtewerte der im Eingangsbild enthaltenen jeweiligen Pixel gleichzeitig
linear umzuwandeln (Schritt S15).
-
D.h.,
durch Umwandeln des lokalen Minimalwertes in den gemeinsamen minimalen
Dichtewert (0) und Umwandeln des lokalen Maximalwertes in den gemeinsamen
maximalen Dichtewert (255) ohne Änderung
des relativen Verhältnisses
der Dichtewerte (ursprünglichen
Dichtewerte) der Zielpixel, des Dichtewertes des diesem entsprechenden
Pixels auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert) und
des Dichtewertes des diesem entsprechenden Pixels auf der Ebene
maximaler Dichte (lokaler Maximalwert), werden die Dichtewerte der
Pixel des Gesamtbildes derart umgewandelt, dass sie den gleichen
Dynamikbereich aufweisen.
-
Daher
wird der Dichtebereich vom lokalen Minimalwert zum lokalen Maximalwert
jedes Pixels proportional in den gemeinsamen Dichtewertbereich vom
gemeinsamen minimalen Dichtewert zum gemeinsamen maximalen Dichtewert
umgewandelt und erweitert, so dass der Dichtewert jedes Zielpixels
in einen Dichtewert umgewandelt wird, der durch das relative Verhältnis zum
gemeinsamen minimalen Dichtewert und zum gemeinsamen maximalen Dichtewert
bestimmt ist. Dadurch wird das Eingangsbild in ein Bild mit einem
breiten Dynamikbereich umgewandelt und kontrastverstärkt.
-
Zum
Ausführen
der vorstehend beschriebenen Umwandlung wird die folgende Formel
2 verwendet, um den Dichtewert nach der Umwandlung zu erhalten,
wobei der Dichtewert der entsprechenden Pixeladresse variabel ist. (Formel
2)
wobei
- g'(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) des Eingangsbildes nach der Dichteumwandlung
- g(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
- minP(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler Minimalwert)
- maxP(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) auf der Ebene maximaler Dichte (lokaler Maximalwert)
- minT(x,y):
- Gemeinsamer minimaler
Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in
diesem Beispiel "0" gesetzt ist)
- maxT(x,y):
- Gemeinsamer maximaler
Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in diesem
Beispiel "255" gesetzt ist)
-
Wenn
der Dichtewert g'(x,y)
nach der Umwandlung kleiner ist als 0, wird er in "0" umgewandelt, und wenn der Dichtewert
größer wird
als 255, wird er in "255" umgewandelt.
-
Außerdem können für den gemeinsamen
minimalen Dichtewert und den gemeinsamen maximalen Dichtewert, wenn
der Dynamikbereich extrem schmal ist, so dass die Differenz zwischen
maxP und minP klein wird, geeignete Zwischenwerte (z.B. 64 und 192)
gesetzt werden, um zu verhindern, dass das Bild nach der Umwandlung
zu stark verstärkt
wird.
-
Dann
ersetzt die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 28 die
Dichtewerte der Pixel, die durch die Dichtewertumwandlung linear
umgewandelt worden sind, durch die Dichtewerte der Pixel im Eingangsbild,
um eine Dichteumwandlung auszuführen.
-
Das
Bild, das wie vorstehend beschrieben dichteumgewandelt und rekonstruiert
wurde, wird der Bildausgabeeinrichtung 13 zugeführt und
auf einem Monitor dargestellt oder durch einen Drucker ausgegeben (Schritt
s16).
-
Obwohl
in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform ein Dichtehistogramm
zum Extrahieren des maximalen Dichtewertes und des minimalen Dichtewertes
verwendet wird, können
auch maximale und minimale Dichtewerte durch Speichern der Dichtewerte
der Pixel im gesetzten Referenzbereich in der Datenspeichereinheit
extrahiert werden.
-
9 zeigt
ein Beispiel einer Bildverbesserung für den Fall, dass die Dichteumwandlung
gemäß der vorstehend
beschriebenen exemplarischen Ausführungsform bezüglich des
in 7A dargestellten Eingangsbildes ausgeführt wird.
Im Bild ist die Fingerabdruckgratlinie, die die Zieltextur darstellt,
verstärkt,
und Hintergrundrauschen ist unterdrückt.
-
Wie
vorstehend beschrieben wurde, werden in der ersten exemplarischen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der lokale Minimalwert und der lokale
Maximalwert, die für
jedes Pixel eines Eingangsbildes spezifiziert werden, von Werten
bestimmt, die nicht nur von einem Referenzbereich, sondern von allen
gesetzten Referenzbereichen extrahiert werden, die das entsprechende
Pixel enthalten. Daher können,
auch wenn ein Pixel in der Nähe
der Hintergrundrauschbereichsgrenze angeordnet ist, ein geeigneter
lokaler Minimalwert und ein geeigneter lokaler Maximalwert von den
jedes Pixel umgebenden Pixeln extrahiert werden.
-
[Zweite exemplarische Ausführungsform]
-
Nachstehend
wird eine andere exemplarische Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
-
Die
zweite exemplarische Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten exemplarischen Ausführungsform
hinsichtlich der folgenden Aspekte. D.h., in der ersten exemplarischen
Ausführungsform
werden zwei dem Eingangsbild entsprechende Ebenen gesetzt, und ein
lokaler Minimalwert und ein lokaler Maximalwert, die für jedes
im Eingangsbild enthaltene Pixel spezifiziert werden, werden als
Dichtewert jedes Pixels in jeder Ebene gesetzt, um eine Ebene maximaler
Dichte und eine Ebene minimaler Dichte zu erzeugen. In der zweiten
exemplarischen Ausführungsform
wird dagegen ein Bereich zum Speichern eines lokalen Minimalwertes
und eines lokalen Maximalwertes für jedes Pixel eines Eingangsbildes
in einer Datenspeichereinheit 42 gesichert, wodurch der
endgültige lokale
Minimalwert und der endgültige
Maximalwert für
jedes Pixel unter Verwendung mehrerer maximaler Dichtewerte und
minimaler Dichtewerte für
jedes in der Datenspeichereinheit 42 gespeicherte Pixel
berechnet werden.
-
Außerdem verwendet
die zweite exemplarische Ausführungsform,
während
in der ersten exemplarischen Ausführungsform ein Verfahren verwendet
wird, gemäß dem ein
minimaler Dichtewert und ein maximaler Dichtewert, die von jedem
Pixel extrahiert werden, sequenziell mit einem lokalen Minimalwert
und einem lokalen Maximalwert verglichen und schrittweise aktualisiert
und berechnet werden, ein Verfahren, gemäß dem ein lokaler Minimalwert
und ein lokaler Maximalwert von mehreren extrahierten minimalen
Dichtewerten und maximalen Dichtewerten für die in der Datenspeichereinheit 42 gespeicherten
jeweiligen Pixel berechnet werden.
-
D.h.,
jedes Pixel eines Eingangsbildes ist mehreren Referenzbereichen
zugeordnet und weist mehrere minimale Dichtewerte und maximale Dichtewerte
auf, die von den jeweiligen Referenzbereichen extrahiert werden,
so dass der größte Wert
unter den minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert und
der kleinste Wert unter den maximalen Dichtewerten als ein lokaler
Maximalwert spezifiziert werden.
-
Dieser
Aspekt wird nachstehend beschrieben.
-
Die
zweite exemplarische Ausführungsform
weist wie die erste exemplarische Ausführungsform eine Bildeingabeeinrichtung 31,
eine Bildverbesserungseinrichtung 32 und eine Bildausgabeeinrichtung 33 auf.
Die zweite exemplarische Ausführungsform
kann derart konfiguriert sein, dass ein durch die Bildverbesserungseinrichtung 32 verbessertes
Bild direkt einer Bildvergleichseinrichtung 34 zugeführt wird.
-
Die
Bildverbesserungseinrichtung 32 weist auf: eine Datenverarbeitungssteuerungseinheit 41;
eine Datenspeichereinheit 42; eine Einheit 43 zum
Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes mit einer Bereichsetzfunktion
zum Setzen von (als "Referenzbereiche" bezeichneten) Pixelbereichen
bezüglich
mehreren in einem der Datenspeichereinheit 42 zugeführten Eingangsbild
enthaltenen Pixeln, wobei jeder Pi xelbereich einen Durchmesser von
20 Pixeln um das jeweilige Pixel hat, und wobei die Pixelbereiche
sich teilweise überlappen;
eine Einheit 44 zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes
zum Spezifizieren eines lokalen minimalen Dichtewertes und eines
lokalen maximalen Dichtewertes bezüglich jedes Pixels des Eingangsbildes; und
eine Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 47 und eine
Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 48, die die gleichen
Funktionen aufweisen wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform.
-
Die
Einheit 43 zum Extrahieren eines maximalen/minimalen Dichtewertes
hat eine Funktion zum Speichern eines maximalen/minimalen Dichtewertes
zum Extrahieren eines maximalen Dichtewertes und eines minimalen
Dichtewertes der Pixel in jedem Pixelbereich, der durch die Bereichsetzfunktion
für jedes
Pixel gesetzt wurde, zum Spezifizieren der Dichtewerte als der maximale
Dichtewert und der minimale Dichtewert, die den Pixeln im Bereich
gemeinsam sind, und zum Speichern dieser Werte in der Datenspeichereinheit 42.
-
Die
Einheit 44 zum Spezifizieren eines lokalen Dichtewertes
hat eine Funktion zum Spezifizieren eines lokalen Maximal-/Minimalwertes
zum Spezifizieren des kleinsten Wertes unter den maximalen Dichtewerten als
lokaler Maximalwert und Spezifizieren des größten unter den minimalen Dichtewerten
als lokaler Minimalwert, wenn jedes Pixel mehrere maximale Dichtewerte
und minimale Dichtewerte aufweist, die durch die Einheit 43 zum
Extrahieren des maximalen/minimalen Dichtewertes spezifiziert werden.
-
Dadurch
werden Referenzbereiche für
alle im Eingangsbild enthaltenen Pixel gesetzt, und die minimalen
Dichtewerte und die maximalen Dichtewerte werden von allen Referenzbereichen
extrahiert und gespeichert, so dass die Effizienz zum Berechnen
des lokalen Maximalwertes und des lokalen Minimalwertes verbessert
werden kann.
-
[Arbeitsweise der zweiten exemplarischen
Ausführungsform]
-
In
der zweiten exemplarischen Ausführungsform
setzt die Einheit 43 zum Extrahieren des maximalen/minimalen
Dichtewertes, wenn ein Bild über
die Bildeingabeeinrichtung 31 eingegeben wird, Pixelbereiche, die
sich teilweise überlappen,
bezüglich
den im Eingangsbild enthaltenen Pixeln, wobei jeder Pixelbereich
einen Durchmesser von 20 Pixeln hat und um jedes Pixel gesetzt wird.
Die Einheit 43 zum Extrahieren des maximalen/minimalen
Dichtewertes extrahiert für
jeden Pixelbereich den maximalen Dichtewert und den minimalen Dichtewert
der Pixel in jedem Pixelbereich, speichert sie in der Datenspeichereinheit 42 und
spezifiziert sie als maximaler Dichtewert und minimaler Dichtewert,
die den jeweiligen Pixeln im Pixelbereich gemeinsam sind (erster
Schritt).
-
Dann
spezifiziert die Einheit 44 zum Spezifizieren eines lokalen
Dichtewertes, wenn mehrere maximale Dichtewerte und minimale Dichtewerte
für die
jeweiligen Bereiche, die im ersten Schritt spezifiziert wurden, in
der Datenspeichereinheit 42 gespeichert sind, den kleinsten
Wert unter den gespeicherten maximalen Dichtewerten als den lokalen
Maximalwert und den größten Wert
unter den gespeicherten Minimalwerten als den lokalen Minimalwert
(zweiter Schritt).
-
Daraufhin
wandelt die Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 47 den
spezifizierten lokalen Minimalwert und den lokalen Maximalwert für jedes
der Pixel und den ursprünglichen
Dichtewert des Eingangsbildes für
jedes Pixel in den gemeinsamen Minimalwert und den gemeinsamen Maximalwert
jedes Pixels um, die anders als die vorerwähnten lokalen Minimal- und
lokalen Maximalwerte eingestellt sind, während das relative Verhältnis jeder
Dichte des Pixels beibehalten wird, um die ursprünglichen Dichtewerte der Pixel
im Eingangsbild gleichzeitig linear umzuwandeln (dritter Schritt).
-
Schließlich rekonstruiert
die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 48 das Eingangsbild
basierend auf den Dichtewerten der Pixel, die im dritten Schritt
linear umgewandelt wurden (vierter Schritt).
-
Der
erste Schritt, der zweite Schritt, der dritte Schritt und der vierte
Schritt können
programmiert und durch einen Computer ausgeführt werden.
-
Der
dritte Schritt und der vierte Schritt entsprechen dem Dichtewertumwandlungsschritt
und dem Bilddichteumwandlungsschritt der ersten exemplarischen Ausführungsform,
so dass die Dichtewerte auf eine ähnliche Weise basierend auf
dem spezifizierten lokalen Minimalwert und dem spezifizierten lokalen
Maximalwert der Pixel und den ursprünglichen Dichtewerten der Pixel
im Eingangsbild linear umgewandelt werden (Schritte S15 bis S16
der ersten exemplarischen Ausführungsform).
-
Es
können
eine Ebene minimaler Dichte und eine Ebene maximaler Dichte, die
dem Eingangsbild entsprechen, basierend auf dem lokalen Maximalwert
und dem lokalen Minimalwert jedes Pixels erzeugt werden, die im
zweiten Schritt spezifiziert wurden.
-
Dadurch
können
die von den jeweiligen Referenzbereichen extrahierten Dichtewerte
auf für
das Eingangsbild geeignete Werte gesetzt werden, indem die Ebene
maximaler Dichte und die Ebene minimaler Dichte bestätigt werden.
-
Ähnlich wie
in der ersten exemplarischen Ausführungsform können in
der zweiten exemplarischen Ausführungsform
der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert, die vom Referenzbereich
extrahiert wurden, dem Maximalwert und dem Minimalwert unter den
Dichtewerten entsprechen. Um häretische
Werte zu eliminieren, ist es jedoch zulässig, dass der im Histogramm
akkumulierte Wert vom Maximalwert und vom Minimalwert einen Dichtewert
von etwa 5% extrahiert.
-
Nachstehend
wird die gesamte Bilddichteumwandlungsverarbeitung im Bildverbesserungsverarbeitungssystem 30 mit
der vorstehend beschriebenen Konfiguration basierend auf dem in 4 dargestellten
Ablaufdiagramm beschrieben.
-
Zunächst speichert
die Bildeingabeeinrichtung 31 das Eingangsbild in der Datenspeichereinheit 42 der Bildverbesserungseinrichtung 32 (Schritt
S21).
-
Diese
Verarbeitung wird beispielsweise durch Digitalisieren und Eingeben
eines Bildes durch einen Scanner ausgeführt. Außerdem kann als Eingangsobjekt
eine digitalisierte Bilddatei verwendet werden.
-
Dann
setzt die Einheit 43 zum Extrahieren eines maximalen/minimalen
Dichtewertes für
alle im Eingangsbild enthaltenen (als "Zielpixel" bezeichneten) Pixel Bereiche (Referenzbereiche)
um die jeweiligen Pixel, wobei die Bereiche einen Durchmesser von
20 Pixeln haben (Schritt S22). Die maximalen Dichtewerte und die
minimalen Dichtewerte der Pixel in jedem gesetzten Bereich (Referenzbereich)
werden für
jeden Pixelbereich extrahiert und in der Datenspeichereinheit 42 gespeichert
(Schritt S23).
-
Beim
Extrahieren der maximalen Dichtewerte und der minimalen Dichtewerte
von jedem Referenzbereich kann ein Dichtehistogramm für jeden
Referenzbereich gesetzt werden, um die Werte zu extrahieren.
-
Obwohl
der zu extrahierende maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert
der maximale und der minimale Dichtewert jedes Referenzbereichs
sein können,
können
Dichtewerte derart gesetzt werden, dass der vom Maximalwert bzw.
Minimalwert im Histogramm akkumulierte Wert einen Dichtewert von
etwa 5% extrahiert, um häretische
Werte zu eliminieren.
-
Diese
Werte werden als der maximale Dichtewert und der minimale Dichtewert
spezifiziert, die den jeweiligen Pixeln im Referenzbereich gemeinsam
sind (Schritt S24).
-
Daher
weist, weil die in gemeinsamen Bereichen, in denen mehrere Referenzbereiche
sich überlappen,
enthaltene Pixel in mehreren Referenzbereichen gleichzeitig enthalten
sind (mehreren Referenzbereichen gleichzeitig zugeordnet sind),
jedes der Pixel minimale Dichtewerte und maximale Dichtewerte auf,
deren Anzahl der Anzahl von Referenzbereichen gleicht, denen sie
zugeordnet sind (Schritte S22 bis S24: erster Schritt).
-
Dann
wird unter den in der Datenspeichereinheit 42 gespeicherten
und den jeweiligen Pixeln zugeordneten maximalen Dichtewerten und
minimalen Dichtewerten der kleinste Wert der gespeicherten maximalen Dichtewerte
als ein lokaler Maximalwert gespeichert und der größte Wert
unter den gespeicherten minimalen Dichtewerten als ein lokaler Minimalwert
spezifiziert (Schritt S25: zweiter Schritt).
-
Dadurch
werden der lokale Minimalwert und der lokale Maximalwert für jedes
im Eingangsbild enthaltene Pixel spezifiziert, so dass jedes dem
Pixel zusammen mit dem inhärenten
Dichtewert drei Werte zugeordnet sind.
-
Daraufhin
wird die Dichteumwandlungsverarbeitung auf die gleiche Weise ausgeführt wie
in der ersten exemplarischen Ausführungsform.
-
Die
Dichtewertumwandlungssteuerungseinheit 47 setzt bezüglich der
inhärenten
Dichtewerte, die das Bild der jeweiligen Pixel des Eingangsbildes
bilden, einen gemeinsamen minimalen Dichtewert und einen gemeinsamen
maximalen Dichtewert, die allen im Eingangsbild enthaltenen Pixeln
gemeinsam sind (Schritt S26). In diesem Fall wird für alle Pixel
des Eingangsbildes als der gemeinsame minimale Dichtewert der Wert "0" und als der gemeinsame maximale Dichtewert
der Wert "255" gesetzt.
-
Wenn
der Dynamikbereich des Eingangsbildes extrem schmal ist, oder wenn
alle Dichtewerte in einem Referenzbereich gleich sind, kann ein
vorgegebener spezieller Wert als der gemeinsame Minimalwert für jedes Zielpixel
gesetzt werden.
-
Beispielsweise
wird, wenn alle Pixel in einem Referenzbereich den gleichen Dichtewert
haben, so dass der Unterschied zwischen maxP und minP null wird,
bestimmt, dass in dem Bereich keine Zieltextur vorhanden ist, so
dass als ein repräsentativer
Wert der Hintergrunddichte ein Zwischenwert, z.B. "32", als Umwandlungsdichtewert
gesetzt werden kann.
-
Durch
Umwandeln des für
jedes entsprechende Pixel auf der Ebene minimaler Dichte gesetzten
lokalen Minimalwertes auf den gemeinsamen Minimalwert (0) und Umwandeln
des für
jedes Pixel auf der Ebene maximaler Dichte gesetzten lokalen Maximalwertes
auf den gemeinsamen maximalen Dichtewert (255), wird der ursprüngliche
Dichtewert, der für
jedes im Eingangsbild enthaltene Pixel inhärent ist, gleichzeitig linear
umgewandelt.
-
D.h.,
der lokale Minimalwert wird in den gemeinsamen minimalen Dichtewert
(0) umgewandelt, und der lokale Maximalwert wird in den gemeinsamen
maximalen Dichtewert (255) umgewandelt, ohne dass das relative Verhältnis zwischen
dem Dichtewert (ursprünglichen
Dichtewert) jedes Zielpixels und dem Dichtwert eines Pixels, das
dem Zielpixel entspricht, auf der Ebene minimaler Dichte (lokaler
Minimalwert) und dem Dichtewert eines Pixels auf der Ebene maximaler
Dichte (lokaler Maximalwert) geändert
wird.
-
Dadurch
wird der Dichtebereich vom lokalen Minimalwert zum lokalen Maximalwert
jedes Pixels in den gemeinsamen Dichtewertbereich vom gemeinsamen
minimalen Dichtewert zum gemeinsamen maximalen Dichtewert umgewandelt
und erweitert, so dass der Dichtewert jedes Zielpixels in einen
Dichtewert umgewandelt wird, der durch das relative Verhältnis des
gemeinsamen minimalen Dichtewertes und des gemeinsamen maximalen
Dichtewertes bestimmt ist, und das Eingangsbild wird in ein Bild
mit einem größeren Dichtebereich und
einem verstärkten
Kontrast umgewandelt.
-
Für die vorstehend
beschriebene Umwandlung wird der Dichtewert nach der Umwandlung
durch die folgende Formel 3 unter Verwendung des dem entsprechenden
Pixel zugeordneten Dichtewertes als Variable erhalten. (Formel
3)
wobei
- g'(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) des Eingangsbildes nach der Dichteumwandlung
- g(x,y):
- Dichtewert an einer
Koordinate (x,y) des Eingangsbildes
- minP(x,y):
- lokaler Minimalwert
an einer Koordinate (x,y)
- maxP(x,y):
- lokaler Maximalwert
an einer Koordinate (x,y)
- minT(x,y):
- Gemeinsamer minimaler
Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in
diesem Beispiel "0" gesetzt ist)
- maxT(x,y):
- Gemeinsamer maximaler
Dichtewert an einer Koordinate (x,y) des Eingangsbildes (wobei in diesem
Beispiel "255" gesetzt ist)
-
Wenn
der Dichtewert g'(x,y)
nach der Umwandlung kleiner ist als 0, wird er in "0" umgewandelt, und wenn der Dichtewert
größer wird
als 255, wird er in "255" umgewandelt.
-
Daraufhin
ersetzt die Bilddichteumwandlungssteuerungseinheit 48 den
ersten Dichtewert jedes Pixels durch den linear umgewandelten zweiten
Dichtewert jedes Pixels des Eingangsbildes, um eine Dichteumwandlung
auszuführen.
-
Wie
vorstehend beschrieben wurde, wird das dichteumgewandelte und rekonstruierte
Bild der Bildausgabeeinrichtung 33 zugeführt und
auf einem Monitor dargestellt oder an einen Drucker ausgegeben (Schritt S27).
-
Die
Bildverbesserungsverarbeitung kann durch Erzeugen der Ebene maximaler
Dichte und der Ebene minimaler Dichte auf eine ähnliche Weise wie in der ersten
exemplarischen Ausführungsform
basierend auf dem lokalen Maximalwert und dem lokalen Minimalwert
ausgeführt
werden, die in Schritt S25 der zweiten exemplarischen Ausführungsform
spezifiziert wurden.
-
Außerdem können, obwohl
in der zweiten exemplarischen Ausführungsform der lokale Maximalwert und
der lokale Minimalwert jedes Pixels von mehreren maximalen Dichtewerten
und minimalen Dichtewerten spezifiziert werden, die vom Eingangsbild
extrahiert werden und in der Datenspeichereinheit 42 gespeichert sind,
der endgültige
lokale Maximalwert und der endgültige
lokale Minimalwert jedes Pixels durch ein Verfahren zum sequenziellen
Vergleichen der für
jeden Referenzbereich extrahierten Werte und anschließenden Aktualisieren
der Werte auf die gleiche Weise wie in der ersten exemplarischen
Ausführungsform
spezifiziert werden.
-
Wie
vorstehend beschrieben wurde, weisen in der ersten exemplarischen
Ausführungsform
und in der zweiten exemplarischen Ausführungsform der lokale Minimalwert
und der lokale Maximalwert, die für jedes Pixel des Eingangsbildes
spezifiziert werden, gemittelte Dichtewerte unter den Dichtewerten
auf, die von den Dichtewerten eines jedes Pixel umgebenden Bereichs
relativ spezifiziert werden, wodurch extrem niedrige Dichtewerte
und extrem hohe Dichtewerte ausgeschlossen werden. Durch Umwandeln
von Dichten unter Verwendung des auf diese Weise bestimmten lokalen
Minimalwertes und des lokalen Maximalwertes kann ein Bild erhalten
werden, in dem die Hintergrundrauschbereichsgrenze nicht verstärkt, sondern
unterdrückt
wird, und nur die Textur verstärkt
wird, auch in der Nähe
der Hintergrundrauschbereichsgrenze.
-
Für das gemäß den vorliegenden
exemplarischen Ausführungsformen
(erste und zweite exemplarische Ausführungsform) in 9 exemplarisch
verstärkte
Bild ist ein Bild, in dem nur der Abschnitt in der Nähe der Hintergrundrauschbereichsgrenze
verstärkt
und ein Bildprofil auf der Linie L dargestellt ist, in 10 dargestellt.
Die Position der Linie L in 10 entspricht
der Position der Linie L im in 6 dargestellten
Eingangsbild.
-
Wie
in 10 dargestellt ist, wird, auch wenn ein Bereich
Hintergrundrauschen enthält,
der Dynamikbereich der Fingerabdruck-Gratlinie im Vergleich zu 6 wesentlich
erweitert. Andererseits wird die Hintergrundrauschbereichsgrenze
nicht verstärkt,
so dass Hintergrundrauschen reduziert und effektiv unterdrückt wird.
-
Dadurch
können
Werte extrahiert werden, die den minimalen Dichtewert und den maximalen
Dichtewert eines Bereichs geeignet darstellen, dem ein Pixel im
Eingangsbild zugeordnet sind.
-
In
der ersten und zweiten exemplarischen Ausführungsform wird die Bildverbesserungsverarbeitung unter
Verwendung von Fingerabdrücken
als Zieltextur ausgeführt,
so dass ein Beispiel betrachtet wurde, in dem ein in einem Eingangsbild
gesetzter Referenzbereich als Kreis mit einem Durchmesser von etwa
20 Pixeln festgelegt wird. Wenn ein Handflächenabdruck als Zieltextur
verwendet wird, wird ein Referenzbereich als Kreis mit einem Durchmesser
von etwa 25 Pixeln gesetzt.
-
Außerdem ist
es, obwohl die Form eines Referenzbereichs in der ersten und zweiten
exemplarischen Ausführungsform
als Kreis gesetzt wird, wünschenswert,
einen rechteckigen (z.B. quadratischen) Referenzbereich zu verwenden,
um die Dichte eines Abschnitts in der Nähe des Spitzenwertes eines
rechteckigen Hintergrundrauschbereichs exakt umzuwandeln. Alternativ
kann ein Referenzbereich in der Form eines um einen geeigneten Drehwinkel
gedrehten Quadrats gesetzt werden.
-
Durch
Verwendung mehrerer Referenzbereiche mit verschiednen Formen und
Kombinieren dieser Referenzbereiche kann Hintergrundrauschen in
jeglicher Form noch effektiver eliminiert und unterdrückt werden.
-
Außerdem kann
der Bilddichteumwandlungsschritt ein Bilddichteumwandlungsschritt
sein, in dem der ursprüngliche
Dichtewert jedes Pixels des Eingangsbildes durch den im Dichtewertumwandlungsschritt
linear umgewandelten Dichtewert jedes entsprechenden Pixels ersetzt
wird, um das Eingangsbild zu rekonstruieren.
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Außerdem kann
ein Dichteebenenerzeugungsschritt zum Trennen des lokalen Maximalwertes
und des lokalen Minimalwertes jedes Pixels, die im zweiten Schritt
spezifiziert wurden, vorgesehen sein, um eine Ebene minimaler Dichte
und eine Ebene maximaler Dichte zu erzeugen, die dem Eingangsbild
entsprechen und mehreren im Eingangsbild enthaltenen Pixeln entsprechen.
-
Außerdem kann
der vierte Schritt ein Schritt sein, in dem der Dichtewert jedes
Pixels des Eingangsbildes durch den im dritten Schritt linear umgewandelten
Dichtewert jedes entsprechenden Pixels ersetzt wird, um das Eingangsbild
zu rekonstruieren.
-
Die
vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf verbesserte Sicherheitsmaßnahmen
unter Verwendung von Fingerabdrücken
und Handflächenabdrücken angewendet
werden.
-
Für Fachleute
ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen Details beschränkt
ist, sondern innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten
Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind Änderungen und Modifikationen
und viele andere spezifische Ausführungsformen implementierbar.