DE2620217A1

DE2620217A1 - Anordnung zur komposition von rasterpunktildinformation

Info

Publication number: DE2620217A1
Application number: DE19762620217
Authority: DE
Inventors: Everett Truman Eiselen
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-05-12
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1976-12-02
Also published as: US3976982A; FR2311463B1; CA1049167A; JPS5711059B2; ES220730U; GB1537328A; JPS51138332A; FR2311463A1; IT1067518B; ES220730Y

Description

Aktenzeichen der Anmelüerin; SA 974 006

Anordnung zur Komposition von Rasterpunktbildinformation

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Komposition von Rasterpunk tbi ldinformation.

Elektronische Schaltungen wurden bisher so aufgebaut, daß sie visuelle Information (Unterlagen _f Zeichnungen und Bilder) durch eine zwexdimensxonale Anordnung darstellten. Die visuelle Information oder das Bild wird typischerweise in Zeilen und Spalten kleiner Bildelemente (Pels) unterteilt. Jedem Bildelement wird ein seine Intensität (Dunkelheit) und seine Farbe darstellender ' Wert zugeordnet. Im formellen Sinne kann ein Bild als ein Feld von M . N Bildpunkten betrachtet werden, worin jeder Punkt I(i, j)i über den Bereichen O^ i< m und 0< j< N ein Wert oder Wertsatz ' ist, der die Farbe und Intensität eines jeden Bildelementes (Pel) darstellt. Ein Schwarzweiß-Bild ist ein Bild, in dem I (i/ j) ein Boolescher codierter Wert ist. Typischerweise stellt , I(i, j) = 1 ein schwarzes Pel dar, während I(i, j) =0 ein weißes Pel darstellt.

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Bilder werden im allgemeinen durch Abtastung von Bilddaten erzeugt. Die abgetasteten Bilddaten können danach gespeichert, auf einem Sichtgerät betrachtet, übertragen oder gedruckt werden. Aufgrund dieser Form der Darstellung können elektronische Schaltungen diese Bildeleraente einzeln behandeln und brauchen nicht zu versuchen, das ganze Bild auf einmal zu verarbeiten. Typische Beispiele dieser einzelnen oder sequentiellen Verarbeitung sind die Ferseh- und Faksimileübertragung.

Da die meisten Abtaster und Drucker ein Bild von links nach rechts und von oben nach unten verarbeiten, wird ein M . N großes Feld von Bildpunkten normalerweise hintereinander in Standardhauptzeilenfolge gesetzt 1(0,0), 1(0,1) ... 1(0, Κ-Ί), 1(1,0) ... 1(11-1, N-1). Die Serienumsetzung für übertragungs-· zv/ecke und für die Bildanzeige in so unterschiedlichen Feldern wie Faksimili und Fernsehen förderte den Gebrauch von Synonymen in der Literatur. Ein Bündel aufeinanderfolgender Zeilen oder Spalten bildende Bildpunkte werden beispielsweise als Raster bezeichnet. Der Ausdruck "Rasterbetrieb" bezieht sich tatsächlich auf die sequentielle Verarbeitung von Elementen in aufeinanderfolgender Gruppenzeilen oder Spalten. In dieser Spezifikation wird der Ausdruck "Rastercodierte Information" und "Rasteroperationen" als Synonym betrachtet zu den Ausdrücken "Punkte in einer Bildgruppe" und "Serielle Verarbeitung solcher Punkte in Zeilenhauptordnung".

Mit serialisierten rastercodierten Bildern können viele Prozesse ausgeführt werden. Beispielsweise kann eine geometrische Verzerrung korrigiert werden, eine periodische Störung kann herausgenommen werden und Abweichungen in der Lichtstärke können kompensiert werden. Solche Prozesse wurden sehr vorteilhaft bei Fotografien von Raumsonden angewandt. Die Komposition eines Bildes läßt sich von obigen Prozessen unterscheiden und beispielsweise als Satz von Operationen definieren, die Teile eines Bildes aus-

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dehnen, zusammenschrupfen lassen, nebeneinandersetzen etc. Solche Operationen sind den Betrachtern von Fernsehempfängern bekannt und treten beim Setzen von Seiten in Zeitungen und Magazinen auf. Es ist daher erwünscht, Anordnungen digitaler Punkte im wesentlichen genauso elektronisch behandeln zu könnnen wie die häuslichen Fernsehempfänger Spezialeffekte erzielen können oder _; wie man beim Setzen Fotos zerschneiden und wieder zusammenkleben i kann. Diese Operationen werden bei Durchführung durch elektronische Systeme als elektronisches Schneiden und Kleben bezeichnet, ι

Operationen an großen Gruppen von Punkten wurden durch gewöhnliche allgemeine Digitalrechner ausgeführt. Die Kosten pro Manipulation ;

sind jedoch durch die große Anzahl von Verarbeitungsschritten | sehr hoch, die ein allgemeiner Rechner für jedes einzelne Bild- j element in einer Gruppe ausführen muß. Wenn man bedenkt, daß eine Seite von der Größe 8 1/2 . 11 Zoll weit über 1O⁶ Bildelemente benötigt(bei einer Auflösung von 120 Bildelementen pro Zoll) so wird ein Gerät wirtschaftlich besonders attraktiv, wenn Informationsverarbeitungsschritte eingespart werden können.

Aus der US-Patentschrift Nr. 3 697 678 ist bekannt, einem adressierbaren Speicher als Puffer zum Zusammensetzen von Bildgruppen zu verwenden, der wiederum ein Rasterausgabeelement treiben kann.

Es gibt jedoch noch keine vereinfachte Anordnung mit welcher die Reduzierung der Operationszahl Rasterpunktbildinformation komponiert werden kann, ohne daß die Bildinformation im wesentlichen verloren geht.

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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Bildkompositionsanordnung zu entwickeln, das einen Bildbereich löschen, zwei Bilder kombinieren, den Maßstab verändern, das Bild übersetzen, drehen und ein Spiegelbild erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise dadurch , gelöst, daß bei der gewünschten Anordnung folgende Funktionsblöcke vorgesehen sind: Eine Rasterpunktbildinformationsquelle, welche j über eine Schaltung zur Maßstabsveränderung der Bildinformation mit einem ersten Eingang einer Logik-Kombinationseinheit verbunden ist, einen nach kartesischen Koordinaten adressierbare Bildinformation enthaltenden Speicher, welcher mit dem zweiten Eingang der

! Logik-Kombinationseinheit verbunden ist, deren Ausgang mit diesem Speicher und einer Rasterausgabeeinheit verbunden ist und eine

■ mit allen Funktionsblöcken in Verbindung stehende Takt- und Steuereinheit.

j Weitere Ausgestaltungen dieser Anordnung sind in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß a) die Logik-Kombinationseinheit aus zwei Gruppen von UND-Gliedern besteht, ^! deren Ausgänge auf ein Ausgangs-ODER-Glied geführt sind, und daß \ die UND-Glieder der ersten Gruppe jeweils von den von der Raster- ! punktbildinformationsquelle stammenden Daten und den invertierten vom Speicher stammenden Daten beaufschlagbar sind, und daß die UND-Glieder der zweiten Gruppe jeweils von den vom Speicher stammenden Daten und den invertierten von der Rasterpunktbildinformationsquelle stammenden Daten beaufschlagbar sind, und daß jedes UND-Glied einen weiteren logischen dritten Eingang aufweist, wobei die Verknüpfung der von der Rasterpunktbildiniformationsquelle und den Speicher stammenden Daten gemäß der auf den dritten Eingängen der UND-Glieder vorgegebenen Verknüpfungsinformation erfolgt.

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b) zur Adressierung des Speichers ein Adreßregister vorgesehen ist, welches von auf/abwärts arbeitenden Zählern beaufschlagbar ist,

und daß die Zählersteuerung durch eine parametergebundene Adreßänderung in X- und/oder Y-Richtung bewirkbar ist und daß ein weiterer Parameter zur Angabe der Abtastkoordinatenrichtung vorgesehen ist, daß die Parameter in einem Register gespeichert sind, und daß die im Speicher gespeicherte Information ganz oder teilweise durch entsprechende Vorgabe der Abtastkoordinaten und der Adressierung unter Zwischenspeicherung in der Rasterausgabeeinheit und Rückspeicherung in den Speicher um ganzzahlige Vielfache um 90 drehbar bzw. spiegelbar ist.

c) die Schaltung zur Maßstabsveränderung der Bildinformation paramtergesteuert ist

und daß zur Vergrößerung des Bildes in X- und/oder Y-Richtung im Rahmen einer ganzzahligen Vervielfachung der Ausgangsinformation ein Zwischenspeicher für eine Zeilen- oder Spalteninformation vorgesehen ist, dessen Inhalt wiederholt zählergesteuert auslesbar ist und daß bei Verkleinerung der Ausgangsinformation derart, daß die Rasterpunktzahl des Ausgangsbildes zur Rasterpunktzahl des verkleinerten Bildes ein ganzzahliges Verhältnis bildet, die Bestimmung des Schwarz- bzw. Weißwertes eines neuen Bildpunktes in der verkleinerten Darstellung dadurch erfolgt, daß zählergesteuert die Anzahl der Schwarz™ bzw. Weißwerte der diesem Bildpunkt entsprechenden Gruppe von Bildpunkten in der unverkleinerten Darstellung mit dem vorgegebenen Flächenverhältnis des \ Ausgangsbildes zum verkleinerten Bild auf > = < verglichen wird, i

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Fig	. 6
Fig	. 7
Fig	. 8
Fig	. 9
Fig	. 10
Fig	. 11
Fig	. 12
Fig	. 13
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— D —

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird anschließend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Systemlogik

Fig. 2 die vom Speicher ausgeführte "Übersetzungsfunk

tion".

Fig. 3 die vom Speicher ausgeführte "Orientierungsfunktion¹¹.

Fig. 4 Angaben zur Definition der logischen !Combinationsj-

einheit. ί

Fig. 5 Beispiele für die Vergrößerung und Verkleinerung ;

durch die Maßstabssteuerung 3_f die auch in Fig. 1; gezeigt ist. '

die Datenbahnsteuerung.

Beispiele der Bildkomposition. |

j ι

Einzelheiten zur die Logik Speichers und der

Adre ß s teuerung. j

Einzelheiten zur Logik-Kombinations-Einheit 11. ;

Einzelheiten zur Logik der Schaltung zur Maßstabsveränderung.

Einzelheiten zur Logik des Vergrößerers 7.
Einzelheiten zur Logik des Verkleinerers 9.

Einzelheiten zur Logik der Takt- und Steuerschaltung 21.

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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild für das Bildkompositionsgerät. Die Information aus M . N Bildpunkten, nachfolgend als Basisbild bezeichnet, ist im Speicher 15 gespeichert, der bitweise adressiert werden kann, um die Extraktion von Untergruppen irgendwo innerhalb eines Gruppenfeldes zu ermöglichen. In dieser Erfindung ist die Form der Untergruppe auf Rechtecke begrenzt.

Die logische Kombinationseinheit LK 11 erleichtert die Ausführung logischer Operationen bei einem oder mehreren Bitströmen, die gleichzeitig über die Bahnen 6 und 17 angelegt werden. Die Ausgabe von der logischen Kombinationseinheit in bitserieller Form erfolgt parallel an die Rasterausgabeeinheit 31 und den Speicher 15 über die Bahn 13.

Die Rastereingabequelle 1 treibt die binären Daten-Folgen über die Bahn 5 durch die Maßstabssteuerung 8 in die Bahn 6. Ein Takt- und Steuereinheit 21 spricht auf einen Satz von Parametern an, der über die Bahn 33 angelegt wird, und regelt das Ein- und Ausschalten, die Synchronisierung und die Adressierung der Rasterinformation, die im Speicher 15 gespeichert ist.

Zu den Kompositionen, die das Gerät ausführen kann, gehören übersetzung, Orientierung, Kombination, Maßstabsänderung und Eingabe/Ausgabe. Die übersetzung soll das Herausziehen und das Setzen von Feldern an bestimmte Stellen im Hauptbild sein. Zur Orientierung gehören sowohl das Setzen von Bildfeldern ins Hauptbild in irgendeine von 4-90-Grad-Winkeldrehungen als auch die Bildung von Spiegelbildern entweder horizontal oder vertikal. Die Kombination betrifft das Mischen von zwei Bildfeldern in einer von 16 möglichen Arten. Die Fähigkeit zur Maßstabsänderung bedeutet, daß die Größe eines Bildfeldes um ein ganzzahliges Verhältnis geändert werden kann. Die Eingabe/ Ausgabe bringt es schließlich mit sich, daß Bildfelder von der Rasterpunktbildquelle eingegeben werden können oder herausgezogen und einer Rasterausgabeeinheit zugeführt werden können.

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Durch Begrenzung auf Schwarz/Weiß-Bilder wird natürlich der Speieherumfang wesentlich reduziert, weil zur Codierung eines jeden Elementes nur ein Bit pro Pel erforderlich ist. Die aus der Gruppe herausgezogenen Bereiche sind auf rechteckige Untergruppen beschränkt. Die Form der rechteckigen Untergruppe vereinfacht natürlich die Adressierung der Pels innerhalb des Feldes in Anbetracht der Tatsache, daß die kartesischen Koordinaten der Kanten konstant bleiben. Im Gegensatz zum wahlfreien Zugriff der Bildfelder innerhalb des Hauptbildes werden die Pels innerhalb der Untergruppen sequentiell angesprochen; aufeinanderfolgende Pels werden Abtastzeile genannt. Innerhalb der Bildfelder werden die Abtastzeilen auch sequentiell adressiert. Diese Begrenzung gestattet die Adressierung der Pels durch Erhöhung einfacher Zähler. Das Gerät zur Durchführung von Bildkompositionen verarbeitet nur ein Feld und nicht mehrere Felder auf einmal. Durch diese Beschränkung wird die Forderung nach Multiplexabtastzeilen für mehrere Felder in einer Abtastzeile für das Ilauptbild vermieden. Eine weitere Einschränkung des erfin-dungsgemäßen Gerätes liegt darin, daß die Pels von einem Kompositionsprozeß nur auf Rasterpunkte und nicht dazwischen fallen dürfen. Dadurch wird eine Interpolationslogik erspart. Andererseits wird durch diese Einschränkung die Vergrößerung und Verkleinerung auf ganzzahlige Verhältnisse und die Drehung auf Schritte von 90° beschränkt.

Fig. 2 zeigt zusammen mit Fig. 1 die übersetzungsfunktion im Zusammenhang mit dem Speicher. Die Übersetzung wird gesteuert durch die vier Parameter X, Y, dX, dY. Das erste Bildelement eines hereinkommenden Bildfeldes wird auf die Anfangskoordinaten XY gesetzt. Die Größe des Bildfeldes, modifiziert durch die Maßstabssteuerung 3, wird durch die Parameter dX und dY bestimmt, wobei dX das Ausmaß des Feldes in der X-Richtung angibt und dY das Ausmaß in der Y-Richtung.

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y —

In Fig. 3 ist die vom Speicher ausgeführte Orientierungsfunktion gezeigt. Die Orientierung wird durch drei Parameter gesteuert, nämlich F, sX und sY. F bezeichnet die Koorditenrichtung, die zuerst bei dem Empfang der sequentiellen Bildelemente zu erhöhen ist und gibt dadurch die Koordinate an, auf der die Abtastzeile liegt. Der Parameter sX bezeichnet das Vorzeichen für die Erhöhung der X-Koordinate entweder mit + oder -1. Der Parameter sY hat dieselbe Funktion für die Y-Koordinate. Fig. 3 zeigt, wie das Ergebnis im Bildspeicher aussehen würde, wenn das hereinkommende Bildfeld den Buchstaben F enthielte. Die Folge von Bildelementen für das hereinkommende Bildfeld wird immer so behandelt, als ob sie von links nach rechts und von oben nach unten verliefe. In der Hatrixthermenologie ist dieses Prinzip als Zeilenhauptordnung definiert. Die Orientierungsänderung in Fig. 3 ist auf diese Abtastrichtungen bezogen, weil keine absoluten Koordinaten für das hereinkommende Bildfeld vorliegen. Die einzige Referenz ist die Bildelementfolge.

In Fig. 4 ist die symbolische Definition der logischen Kombinationseinheit gezeigt. Die logische Einheit kombiniert zwei Bildfelder nach einzelnen Bildelementen. Die Kombination ist vorgeschrieben durch den Bool'sehen Funktionsparameter B, wobei die beiden Schwarz-/Weißfelder als zwei binäre Datenströme behandelt werden. Im vorgezogenen Ausführungsbeispiel erfolgt der Kombinationsprozeß durch reine kombinatorische Logik, so daß keine Taktüberlegungen erforderlich sind, abgesehen von denjenigen, die sicherstellen, daß die entsprechenden Bildelemente von den beiden Bildern gleichzeitig an das Netzwerk gegeben werden. Infolgedessen steht das Ausgabeergebnis etwas später - nach einer entsprechenden Schaltungsverzögerungszeit - zur Verfügung. Die Ausgabe kann wieder in den Akkumulatorspeicher 15 zurückgesetzt werden oder an eine Ausgabeeinheit 31 angelegt werden.

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Die Rasterausgabe 31 kann vorzugsweise aus einem Präsentationsgerät bestehen z.B. einem Rasterdrucker oder einer Bildanzeigeeinheit. Das Gerät muß außerdem in der Lage sein, Daten so schnell aufzunehmen, so daß Abweichungen im Datenfluß toleriert werden können und eine interne Pufferung einer der Hauptdatenbahnen 5, 6, 17 und 13 nicht notwendig ist.

Als Rasterpunktbildinformationsquelle 1 kommen Rasterabtaster und Rastergeneratoren für codierte alphanumerische und graphische Vektordaten in Betracht. Die Eingabe 1 muß ähnlich wie die Ausgabe 31 mit einer Datenrate betrieben werden können, die größer ist als die größte Datenrate des Gerätes.

Die Schaltung zur Maßstabssteuerung 3 verändert die Größe des hereinkommenden Bildes durch Vergrößerung oder Verkleinerung oder beläßt die Größe unverändert. Wegen der Einschränkung, nach der ein verarbeitetes Bildelement auf eine Pelspositon fallen muß, ist die Vergrößerung oder Verkleinerung äquivalent der Multiplikation oder Division durch ganzzahlige Werte. Die Maßstabssteuerung kann auch in den Ausgabezweig in die Bahn 13 gelegt werden.

In Fig. 5 sind Beispiele für die Maßstabsänderung gezeigt. Bei der Vergrößerung werden aus einem Bildelement mehrere gemacht. Weil keine Information erzeugt werden kann.- die nicht im Originalbild existiert, erhalten alle resultierenden Bildelemente denselben Wert wie das Original-Pel. Bei der Verkleinerung werden mehrere Bildelemente logisch zu einem kombiniert. Bei der Verkleinerung wird soviel nützliche Information wie möglich erhalten.

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Bei den in Fig. 5 beispielhaft gezeigten Maßstabssteueroperationen

2 spricht die Steuerung auf die Parameter SC, R-1 und R an. Der Paramter SC bestimmt, ob die Maßstabssteuerung vergrößert, verkleinert oder ob die vorhandene Größe beibehalten wird. Im vorliegenden Fall ist die Maßstabsänderung auf das gleiche Ausmaß in der X-Richtung und in der Y-Richtung beschränkt. Der Parameter R-I ist um 1 kleiner als das Größenverhältnis und wird benutzt, ] sobald der Einheitsmaßstab nicht erhalten wird. Der Parameter !

ο
R ist das Verhältnis der Flächen und wird für die Feststellung \ benutzt, ob bei der Verkleinerung mehr als die Hälfte der Bild- ' elemente schwarz ist. Er wird nicht für die Vergrößerung oder den Einheitsmaßstab benutzt.

Zum Vergrößern und zum Verkleinern gehört die Speicherung von Daten. Bei der Vergrößerung werden die Daten so gespeichert, wie sie in den Vergrößerer 7 hineinkommen, so daß sie repliziert werden können; sie werden schneller ausgelesen als eingelesen. In der Zeit, in der Abtastlinien repliziert werden, werden keine Daten eingelesen, so daß im Eingabedatenfluß eine Unterbrechung ' auftritt.

Bei der Verkleinerung werden alle Abtastzeilen, die zu einer Abtastzeile reduziert werden, eingelesen, bevor Daten ausgelesen i werden. Die gespeicherten Daten werden somit bei Erzeugung der \ reduzierten Abtastzeile verarbeitet, bevor weitere Daten einge- ι lesen werden, so daß dadurch eine Unterbrechung im Eingabedaten-- j fluß auftritt. j

Das Taktier- unß Steuerelement 21 stellt eine Operation ein durch Initialisierung einer jeder Einheit, beispielsweise der Rasterpunktquelle 1, der Maßstabssteuerung 3, des Speichers 15, der Logik-Kombinationseinheit 11 oder der Rasterausgabe 31. Für Ein- und Ausgabe erfolgen Steuerungen der Datenbahnen 5, 6, 13 17. Die Taktierung und Steuerung leitet daraufhin den Haupttakt

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so, daß die Operation weiterlaufen kann. Für die Taktierung und Steuerung ist genügend "Intelligenz" vorgesehen, um festzustellen, ob der Felstakt während jeder Abtastzeile, der Abtasttakt am Ende einer jeden Abtastzeile oder der "Grob"-Takt auf die von der Operation betroffenen Elemente verteilt werden soll. Die Taktierung und Steuerung überwacht auch den Fortgang der Operation und zeigt den Abschluß der Instruktionsquellenschnittstelle an, wenn die Operation beendet ist.

Fig. 6 zeigt Beispiele für die durch das Taktier·■ und Steuerelement 21 ausgeübte Datenbahnsteuerung. Die Wahl der zu verarbeitenden Bilder und der Datenbahnen wird bestimmt durch die Parameter PC, IA, OA. Die Parameter IA und OA sind die Eingangsbzw, die Ausgangsadresse. Die beiden Bits des Bahnsteuerparameters PC geben an, ob Eingabe oder Ausgabe gewählt wurde. Da durch die Logik-Kombinationseinheit zwei Bilder verarbeitet werden, muß eines immer vom Speicher kommen, während das andere vom Eingang kommt. Wenn die Eingabe jedoch nicht gewählt wird, dann wird der Zweig 6 der Logik-Kombinationseinheit auf 0 gezwungen. Wenn die Ausgabe 31 gewählt ist, wird das Bild nicht in den Speicher 15 zurückgesetzt.

In Fig. 1 ist gezeigt, wie alle Parameter über die Bahn 33 in das Takt- und Steuerelement 21 eingegeben werden. Die Parameterquelle kann entweder ein Computer oder eine von einer Bedienungskraft bediente Tastatur sein. Da die Größe des Bildbereiches so wie jede betroffene Verkleinerung die Zeit beeinflußt, die zur Ausführung einer Operation benötigt wird, muß die Parameterquelle auf die Lieferung von Parametern bei Bedarf vorbereitet sein. Im vorgezogenen Ausführungsbeispiel werden alle Parameter parallel unter Steuerung von zwei Taktleitungen präsentiert.

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In Fig. 7 ist ein Beispiel für die Rasterbildkomposition gezeigt. In der gezeigten Folge soll eine Textseite,- die vorher in Rasterform umgewandelt und so gespeichert wurde, daß sie für'das Gerät an der Singangsadresse 1 zur Verfügung steht. Die Textseite besteht aus zwei Spalten, in denen jede Zeile durch eine kurze Linie in Fig. 7 dargestellt ist. Ein Teil der linken Spalte ist herauszuziehen, um 90° gegen den Uhrzeiger zu drehen und auf die linke Seite einer neuen Seite zu setzen. Ein vorher an der Eingabeadresse 2 gespeichertes Diagramm wird um einen Faktor 2 reduziert, um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht und auf die rechte Seite der neuen Seite gesetzt. Für dieses Beispiel soll das Diagramm außerdem besser aussehen, wenn es von rechts nach links versetzt wird und so wird ein Spiegelbild erzeugt, bevor es auf die Seite gesetzt wird. Die Größe des Speichers wird mit 1024 . 1320 Bildelemente angenommen. Die Koordinaten sind gegeben durch Erhöhung von X nach rechts und von Y nach unten. Der Speicher 15 wird vor Beginn der Folge gelöscht. Da der erste Schritt jedoch ein volles Laden des Speichers ist,- ist sein Anfangs zustand unbedeutsam. Fig. 7 zeigt den Speicher vor und nach jeder Operation. Der Spei- ! eher nach dem Schritt 1 ist identisch mit dem Akkumulator vor dem nächsten Schritt. ;

Der Zustand der Quelle 1 und der Ausgabe 31 ist gezeigt, wenn sie von dem Schritt betroffen sind. Der Wert eines jeden für einen Schritt erforderlichen Parameter ist ebenfalls aufgeführt. Nicht , aufgeführte Parameter werden in dem Schritt nicht benutzt.

Schritt 1: Der Akkumulator wird geladen (B = 3) vom Eingang ι (PC = 01) Adresse (IA = 1) in einem Rasterbildspeicher (nicht gezeigt). Das Eingabebild hat dieselbe Größe wie der Akkumulator- j speicher 15 (dX = 1024, dY = 1320), so daß keine Maßstabsänderung; erforderlich ist (SC = 1). Das Laden beginnt in der linken oberen Ecke (X = 1, Y =1) und läuft in Zeilenhauptordnung weiter (F = 0, sX =0, sY = 0).

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Schritt 2: Ein Teil der linken Textspalte wird aus dem Akkumulatorspeicher 15 herausgezogen. Der betroffene Bereich ist in gestrichelten Linien in der Akkumulatorspeicherspalte "Vorher" gezeigt. Der Prozeß beginnt bei (X = 90, Y= 275) und umfaßt die Fläche (dx = 400, dY = 840). Die normale Folge wird eingehalten (F = 0, sX = 0, sY = 0). Der Bereich wird herausgezogen (Data = 5) und an die Ausgabe (PC =10) wird die Speicheradresse 3 (OA = 3) ge- ' sendet, um dieses Zwischenergebnis zur Verwendung im Schritt 4 vorübergehend festzuhalten.

Schritt 3: Der ganze Datenspeicher 15 wird dadurch gelöscht, daß j man ihn auf 0 setzt (B = 0). Es ist keine Eingabe oder Ausgabe ; betroffen (PC = 00). Der Prozeß beginnt in der oberen linken Ecke (X = 1, Y=1) und läuft über den ganzen Bereich des Akkumulatorspeichers weiter CdX = 1O24_f dY = 1320). In der normalen Reihenfolge (F = 0, sX = 0, sY = 0). Obwohl der Prozeß in irgendeiner Ecke beginnen und in entsprechender Folge weiterlaufen kann, v/ird der Einfachheit halber die normale Folge gewählt.

Schritt 4: Die Teilspalte des vorübergehend im Schritt 2 gespeicherten Textes wird jetzt geladen (B = 3) vom Eingang (PC =01), Speicheradresse 3 (IA = 3). Dieses Feld hat dieselbe Größe wie das herausgezogene (dx = 840, dY = 400). Die Koordinaten sind jedoch umgekehrt _r weil es beim Setzen in den Akkumulatorspeieher 15 gedreht wurde. Die Rotation oder Drehung wird durch Abtasten in Y-Richtung (F = 1) im negativen Sinne (sY = 1) erreicht. Nachfolgende Abtastzeilen werden in zunehmende X-Positionen gesetzt (SX = 0). Der Teilspaltentext wird in die richtige Stelle gesetzt, Beginn bei (X = 0, Y= 1190). Die Größe wird während der Eingabe (SC = 1) nicht verändert.

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Schritt 5: Das Diagramm wird vom Eingang (PC =01), Speicheradresse 2 (IA = 2), geladen. Sie wird beim Laden auf die halbe Größe re-

2
duziert (SC =0, R - 1 = 1, R =4). Zur Abwandlung wird eine logische ODER-Verknüpfung (B = 7) der hereinkommenden Daten mit den Daten im Akkumulatorspeicher benutzt. Da der Bereich im Akkumulatorspeicher gegenwärtig jedoch lauter Nullen enthält, ist das Ergebnis dasselbe wie ein Wiedereinsetzen (B = 3). Das hereinkommende Bild hat dieselbe Größe wie der Akkumulatorspeicher, der um den Faktor 2 reduziert wird, so daß die Größe des Feldes im Akkumulatorspeicher (dX = 660, dY = 512) ist, wobei die Umkehrung der Koordinaten durch die Drehung verursacht wird. ,

Bei der Drehung muß die Abtastung in Richtung der Y Koordinate erfolgen. Das Spiegelbild wird ebenfalls durch Abtastung zu steigenden Y Werten (SY = 0) erzeugt, während nachfolgende Abtastzeilen in steigende X Positionen gesetzt werden (SX = 0). Schließlich ist die entsprechende Anfangsstelle X = 100, Y = 140.

In Fig. 8 ist ein detailliertes Logikdiagramm des Akkumulator- ι Speichers 15 und der zugehörigen Adreßsteuerung gezeigt. Die ^! Parametereingänge F, Y, sY, X, sX werden von dem Steuerlogikelement 21 über die Sammelbahn 19 an die entsprechenden X- und Y- '. Zähler über entsprechende Steuerlogik geliefert, die durch das Bildelement und die Abtasttakte von der Taktier- und Steuereinheit 21 betätigt wird. Der Akkumulationsspeicher 15 enthält einen bitadressierbaren Speicher 81 zur bitseriellen Speicherung von Daten,! die über die Bahn 13 angelegt werden, und zur bitseriellen Aus- ι lieferung von Daten über die Bahn 17. Die X- und Y-Koordinaten werden an das Adreßregister 83 von den entsprechenden X- und Y-Zählern 85 und 87 angelegt. Die Zähler selbst sind Auf/Abwärtszähler mit synchroner Beaufschlagung.

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Der Speicher wird initialisiert durch Laden der X- und Y-Werte in die Zähler 85 bzw. 87. Die Parameter F, sX, sY werden während der Operation auf einem konstanten Wert gehalten. Es ist zu beachten, daß der Peltakt das Speicherzeitgabeelement 89 betätigt, das den Lesezyklus während der Phase 1 des Peltaktes und den Schreibzyklus während der Phase 4 steuert. Der Äbtasttakt leitet entsprechende Parameter vom Element 21 auf die Zelle 85 und 87 zum Laden, Erhöhen oder Erniedrigen des Registerstandes.

Nach der Initialisierung aufgrund eines jeden über die Bahn 91 empfangenen Peltaktimpulses wird der Speicher 81 zuerst gelesen und dann in eine laufende Adresse geschrieben, die im Register 83 enthalten ist. Außerdem wird als Funktion der Parameter in F, sX und sY der Inhalt der Register 85 und 87 verändert.

Wenn F=O und sX = 0, dann wird die X Zahl im Register 85 durch die Phase 5 des Peltaktes erhöht. Wenn F=O und sX = 1 ist, dann wird die X-Zahl durch die Phase 5 heruntergesetzt. In gleicher Weise wird die Y-Zahl im Register 87 durch die Phase 5 erhöht, wenn F = 1 und sY = 0 ist und sie wird heruntergesetzt, wenn F = 1 und sY = 1 ist.

Wenn ein Abtasttaktimpuls über die Bahn 93 empfangen wird, wird der Inhalt der Register 85 und 87 als Funktion von F, sX und sY wie folgt verändert:

Wenn F=O und sY = 0 ist, wird die X-Zahl in das Register 85 geladen und die Y~Zahl durch die Phase 5 erhöht. Wenn F=O und sY = 1 ist, wird die X-Zahl geladen und die Y~Zahl heruntergesetzt. Wenn F = 1 ist und sX = 0, wird die Y-Zahl geladen und die X-Zahl erhöht. Schließlich wird die Y-Zahl geladen und die X-Zahl heruntergesetzt, wenn F = 1 und sX = 1 ist.

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Betrachtet man Fig. 9 zusammen mit Fig. 4, so ist dort eine Logikeinheit 11 gezeigt, an die serielle Daten von der Schaltung 3 zur Maßstabssteuerung über die Bahn 6 und vom Akkumulatorspeieher über die Bahn 17 geliefert werden. Die Ausgabe der Logik-Kombinations-Einheit wird an die Datenbahn 13 angelegt.

Die Funktion der Logik-Kombinations-Einheit 11 wird bestimmt durch Signale, die an mehrere Leiter B_Q, _ß4, B₃ und B₁ angelegt werden und die als Steuerbahn 23 vom Takt- und Steuerelement 21 dargestellt sind.

Wenn z.B. die Steuerleitungen B„, B₄, 3„, B. codiert sind mit 0111,- dann stellt die logische Einheit ein logisches ODER dar. Wenn die Steuerleitungen codiert sind mit 0110, dann wirkt die Logik -!Combinations· Einheit als Antivalenzglied usw. Zu anderen Steuerkombinationen gehören die Kombination 0001 für ein logisches UND-Glied, 0011 für ein Zurücksetzen, 0101 für Herausziehen, 0000 für "auf Null setzen" und 1111 für "auf Eins setzen".

In den Figuren 10 bis 12 sind Details der Schaltung 3 zur Maßstabssteuerung der Fig. 1 gezeigt. Fig. 10 zeigt die detaillierte Logik der Einheitsmaßstabssteuerung mit Verbindungen für eine Vergrößerungs- und Verkleinerungserhaltung. Fig. 11 zeigt die detaillierte Logik des Vergrößerers 7 und Fig. 12 die des Verkleinerers 9. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 erwähnt wurde, regeln drei Parameter den Betrieb der Maßstabssteuerung, nämlich die Parameter SC, R- 1 und R . Der Paramter SC bestimmt, ob die Maßstabssteuerung vergrößert, verkleinert oder die vorhandene Größe beibehält. Der Paramter R - 1 ist um Eins kleiner als das Größenverhältnis und wird benutzt, wenn der Einheitsmaßstab nicht beibehalten wird. Der Paramter R schließlich ist das Verhältnis der Flächen und wird dazu benutzt, festzulegen, wenn mehr als die Hälfte der Bildelemente während der Verkleine-

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rung schwarz sind. Er wird nicht für die Vergrößerung oder den Einheitsmaßstab benutzt. Die Parameter werden von der Taktier- und Steuereinheit 21 über die Bahn 25 an die Schaltung 3 geliefert.

Nach Darstellung in Fig. 10 wird der Eingangs-Pel-Takt von der Vergrößerungsmaßstabssteuerung der Fig. 11 auf die Bahn 2 und über ein UND/ODER-Bündel an die Rasterpunktbildinformationsquelle 1 über die 3ahn 14 geliefert. Zu anderen Taktsteuerungen gehören : der Peltakt auf der Bahn 25, der an das Verriegelungselement D angelegt wird. Da beim Einheitsmaßstab das Bild nicht verändert wird, ergibt sich hier eine Möglichkeit zur Resynchronisation und ein bequemer Einknüpfungspunkt für die Bitströme vom Vergrößerer 7 über die Bahn 12 und vom Verkleinerer 9 über die Bahn 10, die alle über die Bahn 6 mit der Logik--Kombinations-Einheit 11 gekoppelt sind.

In Fig. 11 ist der Vergrößerer 7 gezeigt, der auf die Rasterquelle über die Bahn 5 anspricht und eine Ausgabe über die Bahn 12 erzeugt, die in der in Fig. 10 beschriebenen Schaltung für den Einheitsmaßstab endet. Da der Parameter SC bestimmt,- ob vergrößert oder verkleinert wird, wird im Wahlfalle der Vergrößerungs- , parameter durch R - 1 reguliert, der laut Darstellung einen Abtastzähler speist. Wie bei der Vergrößerung vorgeschlagen, müssen Daten auf die Bahn 12 schneller ausgelesen werden, als sie auf der Bahn 5 eingelesen werden. Dieser Umstand leitet sich von der Tatsache her, daß die Vergrößerung aus einer ganzzahligen Wiederholung der Bildelemente besteht. Die Eingabedaten werden in einem Kurzzeitspeicher so gespeichert, daß Abtastzeilen eine ganze Anzahl von Malen wiederholt werden können. Während dieser Wiederholung erfolgt keine Eingabe in den Vergrößerer. Der Ver- , größerer wird über die Bahn 25 durch dasselbe UND-Glied eingeschaltet, das den Peltakt und den Abtasttakt beendet. Ein Abtastzähler und ein Pelzähler, die durch den Parameter R - 1 geregelt werden, steuern die Replikation. ι

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In Fig. 12 ist die Verkleinerungs-Steuerschaltung 9 gezeigt. Die Maßstabsverkleinerung erfolgt in zwei Schritten. Zuerst werden R Abtastzeilen in den Kurzzeitspeicher jeweils zeilenweise geladen. Das Laden wird fortgesetzt durch Lesen des Inhaltes des Speichers in das Kurzzeitspeicherdatenregister. Die Eingabedaten werden in die Bitposition eingesetzt, die durch den Abtastzählerstand bestimmt wird,welcher auf die Bitauswahl ausgerichtet ist. Dann wird das modifizierte Kurzzeitspeicherdatenregister in den Kurζzeitspeicher geschrieben. Während dieser Zeit wird der PeI-itakt gesperrt. Der Pseudopeltakt wird dazu benutzt, die Pels in ^!der reduzierten Abtastzeile zu zählen durch Erniedrigung von DP in Fig. 13. Die Relation der Eingabepels zu den reduzierten Pels wird durch die Pelzahl gehalten. Am Ende einer jeden Abtastzeile wird mit dem Pseudoabtasttakt das Zählen der Pels in der reduzierten Abtastzeile wiederhergestellt, indem DP in Fig. 13 geladen wird; DS in Fig. 13 wird jedoch nicht erniedrigt, weil die Redu™ ■ .zierschaltung die reduzierte Abtastzeile noch nicht erzeugt hat.

;Dieser Prozeß wird fortgesetzt, bis die Abtastzahl auf Null heruntergesetzt ist.

!Der zweite Schritt erzeugt die eigentliche reduzierte Abtastzeile., , 2 '

!Bevor jede Gruppe von R Pels untersucht wird, um festzustellen, ob ein schwarzes oder weißes Ausgabepel erzeugt werden soll, wird die Schwarzzahl mit R geladen. Dann wird nur ein Pel von jeder der R Abtastzeilen aus dem Kurzzeitspeicher in das Zähl-.register gelesen. Im Zählregister wird jedes Pel in der Reihenfolge in die linke Position verschoben; wenn es ein schwarzes Pel , jist wird der Schwarzwert um 2 heruntergesetzt. Nachdem R Gruppen mit R Pels untersucht wurden, wird der Inhalt des Schwarzwertes I mit O verglichen. Wenn dieser kleiner als O ist, wird ein schwarzes! ,Pel auf die Ausgabepelleitung 10 gesetzt; wenn er größer als O ^: ;ist, wird ein weißes Pel auf die Leitung gesetzt. Wenn der Schwarz-"wert gleich O ist, wird ein Pelwert auf die Ausgabepelleitung 10 gesetzt, der dem gegenwärtigen Pelwert entgegengesetzt ist. Dieser

s;, 974 006 6 0 9 8 U 9 / 0 6 5 L

Prozeß setzt sich fort, bis eine reduzierte Äbtastzeile erzeugt ist und dann v/ird der Zählerstand DS in Fig. 13 heruntergesetzt. Der obige Prozeß v/ird wiederholt,- bis alle Abtastzeilen im Eingabebild verarbeitet wurden, was dadurch angezeigt v/ird, daß die Zähler DS und DP in Fig. 13 auf 0 heruntergezählt sind.

Zustands-Decodier-Tabelle für Fig. 12

I = Initialisieren

L1 = (Modus = 00) & (pel Zahl φ 0) & (DP ψ 0) & Grobtakt

L2 = (Modus = 00) % (pel Zahl φ 0) & (DP f 0) & Grobtakt

L3 = (Modus = 00) & (Äbtastzahl ψ 0) & (DP = 0) & Grobtakt

L4 = (Modus = 00) & (Abtastzahl ψ 0) & (DP = 0) & Grobtakt

R1 = (Modus = 01) & (Abtastzahl = 0) & (Pelzahl = 0) & Grobtakt

R2 = (Modus = 10) & (Abtastzahl φ 0) & Abtastzahl

R3 = (Modus = 10) & (Abtastzahl = 0) & (Pelzahl φ 0) & Grobtakt

R4 = (Modus = 01) & Pelzahl

R5 = (Modus = 01) & Abtastzahl

L1+L2 = (Modus =00) & (DP ψ 0) & Grobtakt

L3+L4 = (Modus = 00) & (DP = 0) & Grobtakt

In Fig. 13 ist im Detail die Taktier- und Steuerschaltung 21 gezeigt. Die Parameter F, DY, DX, PC und SC werden über die Bahnen 33 angelegt. Durch diese Schnittstelle werden alle Parameter eingegeben. Die andere Funktion dieser Schaltung besteht in der Lieferung von Takt- und Synchronisations Signalen,- die an alle Elemente im System so zu verteilen sind,- daß ein gegebener Haupttakt und Untervielfache von interessanten Frequenzen abgeleitet und übertragen werden können. So wird ein Grobtakt vom Haupttakt durchgeleitet während der Peltakt, der Abtasttakt abgeleitete Untervielfache sind und über die Bahnen 25 und 19 übertragen werden.

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Decodier-Tabellen Jür___Fig_._ J_3

Eingang wählen = (PC = 01+11) & (Start Op.+Op.) Ausgang " = (PC + 10+11) & (Start Op.+Op.) Verklein.einschn.=((PC=OI+11)&SC=O1) & (Start Op.+Op.) Vergrößer. " =((PC=01+11)&SC=1O) & (Start Op.+Op.) Einheit " = ((PC=OI+11)SSC=OO) & (Start OP.+Op.)

Die Takt- und Steuerschaltung 21 baut die Kompositionsoperation auf, wenn sie entsprechende Signale erhält. Im Signalfluß heißt das, sie wählt die Signalquelle und markiert den Eingang als bereit, wenn sie empfangen hat. Sie wählt die Ausgabe und bezeichnet den Ausgang als bereit ₍ wenn sie empfangen hat. Die Taktierung und Steuerung initialisiert weiterhin den Speicher 15,- den Vergrößerer 7 und den Verkleinerer 9. Bei der Durchführung dieser Operation sendet die Takt- und Steuerschaltung den Peltakt und den Abtasttakt an die betroffenen Einheiten.

Der Peltakt liefert einen Zyklus für jedes aus dem Speicher 15 ausgelesene Pel. Für jeden Peltaktzyklus laufen viele Vorgänge ab. Der Peltakt umfaßt 5 Phasen für die von den Vorgängen betroffenen Schaltungsverzögerungen in einem einzigen Peltaktzyklus. Der Peltakt ist in den Diagrammen so dargestellt, als ob es sich um eine Phase handelt mit Ausnahme der durch die verschiedenen Einheiten benutzten Phasen _f z.B. 0₂ ist am Peltakteingang für die Einheit in den Figuren 8, 11 und 12 gezeigt. Der Abtasttaktzyklus tritt am Ende einer jeden Abtastzeile auf. Es gibt keine Datenübertragung. Die Abtastung kann im Speicher 15 in X-Richtung oder Y-Richtung erfolgen, abhängig von der ersten Koordinate in der Reihenfolge. Da durch den Abtasttakt nur eine Neuinitialisierungsfunktion ausgeführt wird; kann er aus einer Phase bestehen. Es ist außerdem zu beachten, daß ein Peltakt durch die reduzierte '

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Funktion bei Wahl gesperrt werden kann. Wenn der Verkleinerer 9
gewählt wird und der Peltakt gesperrt wird, dann sendet die Takt- und Steuerschaltung 21 den Grobtakt an den Verkleinerer, wenn die Bedingungen für den Abtasttakt nicht vorliegen. In diesem Falle
wird der Äbtasttakt gesendet, wenn er nicht gesperrt ist und dann wird wieder der Grobtakt übertragen. Es wird angenommen.- daß alle Phasen erzeugt werden, wenn die Bedingungen zur Einleitung eines
Taktzyklus¹ einmal vorliegen_f auch wenn die Einleitbedingungen in der Mitte des Zyklus aufhören.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Anordnung zur Komposition von Rasterpunktbildinformation, gekennzeichnet durch

eine Rasterpunktbildinformationsquelle (1), welche über eine Schaltung (3) zur Maßstabsveränderung der Bildinformation mit einem ersten Eingang (6) einer Logik-Kombina-tionseinheit (11) verbunden ist,

einen nach kartesischen Koordinaten adressierbare Bildinformation enthaltenden Speicher (15), welcher mit dem zweiten Eingang (17) der Logik-Kombinationseinheit (11) verbunden ist, deren Ausgang (11) mit diesem Speicher (15) und einer Rasterausgabeeinheit (31) verbunden ist, und eine mit allen Funktionsblöcken in Verbindung stehende Takt- und Steuereinheit (21).
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichent,

daß die Logik-Kombinationseinheit (11) aus zwei Gruppen von UND-Gliedern besteht, deren Ausgänge auf ein Ausgangs -ODER-Glied geführt sind, und daß die UND-Glieder der ersten Gruppe jeweils von den von der Rasterbildpunktinformationsquelle (1) stammenden Daten und den invertierten vom Speicher (15) stammenden Daten beaufschlagbar sind, und daß die UND-Glieder der zweiten Gruppe jeweils von den vom Speicher (15) stammenden Daten und den invertierten von der Rasterpunktbildinformationsquelle (1) stammenden Daten beaufschlagbar sind,

und daß jedes UND-Glied einen weiteren logischen dritten Eingang aufweist, wobei die Verknüpfung der von der Rasterpunktbildinformationsquelle (1) und den Speicher (15) stammenden Daten gemäß der auf den dritten Eingängen der UND-Glieder vorgegebenen Verknüpfungsinformation erfolgt.

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3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß zur Adressierung des Speichers (15) ein Adreßregister vorgesehen ist, welches von auf/abwärts arbeitenden Zählern beaufschlagbar ist,

und daß die Zählersteuerung durch eine parametergebundene Adreßänderung in X- und/oder Y-Richtung bewirkbar ist und daß ein weiterer Parameter zur Angabe der Abtastkoordinatenrichtung vorgesehen ist, daß die Parameter in einem Register (21) gespeichert sind,

und daß die im Speicher (15) gespeicherte Information ganz oder teilweise durch entsprechende Vorgabe der Abtastkoordinaten und der Adressierungsrichtung unter Zwischenspeicherung in der Rasterausgabeeinheit (31) und Rückspeicherung in den Speicher (15) um ganzzahlige Vielfache von 90 drehbar bzw. spiegelbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schaltung (3) zur Maßstabsveränderung der Bildinformation parametergesteuert ist,

und daß zur Vergrößerung des Bildes in X- und/oder Y-Richtung im Rahmen einer ganzzahligen Vervielfachung der Ausgangsinformation ein Zwischenspeicher für eine Zeilenoder Spalteninformation vorgesehen ist- dessen Inhalt wiederholt zählergesteuert auslesbar ist und daß bei Verkleinerung der Ausgangsinformation derart, daß die Rasterpunktzahl des Ausgangsbildes zur Rasterpunktzahl des verkleinerten Bildes ein ganzzahliges Verhältnis bildet,

die Bestimmung des Schwarz- bzw. Weißwertes eines neuen Bildpunktes in der verkleinerten Darstellung dadurch erfolgt, daß zählergesteuert die Anzahl der Schwarz- bzw. Weißwerte der diesem Bildpunkt entsprechenden Gruppe von

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Bildpunkten in der unverklexnerten Darstellung mit dem vorgegebenen Flclchenverhältnis des Ausgangsbildes zum verkleinerten Bild auf > = < verglichen wird.

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